|
智能拐杖使用说明书
一、概述
随着科学技术的快速发展，人口老龄化速度也越来越快，截止2014年年底，据统计，中国的老年人口数量达到2.12亿人，成为世界上第一个老年人口破2亿的国家。按照专家预测，大约再过20年左右，中国老年人口就将突破3.5亿，此后一直到2100年都不会再低于这个数字。可见，人口老龄化日益严重，急需一种专门的智能拐杖设备帮助老年人度过老年生活。
虽然市场已存在一些智能拐杖，如奇物特品推出的Nice Care智能拐杖，还有日本富士通发明的内置Android系统且融合GPS、3G、WiFi技术的“The Aid”，但仍然存在许多问题，如价格昂贵、不切合实际、扬声器音量小、摄像头预启动效果不佳、定位不精准等情况，针对这些不足，我公司研制的智能拐杖具有触地报警、实时监控、定位精准的功能，在鼓励老年人积极外出行走的同时又能为其安全保驾护航，使他们的家人在老年人享受外出散步的乐趣时免于担心，能够实时了解老年人的出行情况。
二、结构及工作原理
智能拐杖主要包括控制整个智能拐杖系统的控制器，监测运动状态的传感器，符合实际环境需求的人机界面，便于与移动终端传输信息的无线通讯模块，存储数据信息的Flash存储模块以及决定程序运行的RTC时钟模块。控制器、传感器、人机界面、无线通讯模块统一由电源模块供电。其中，控制器用于控制人机界面、无线通讯模块、传感器、RTC时钟以及Flash存储器；电源模块通过稳压输出、控制输入、状态输出、充电输入形成Bus总线连接人机界面、控制器、传感器、无线通讯模块；传感器模块通过参数输出、状态输出、控制输入连接到控制器，实现双向控制；人机界面通过状态输出、控制输入连接到控制器，实现双向控制。
JOLC-101A/B
图1 智能拐杖内部结构图
智能拐杖中的无线充电插座用于给智能拐杖补充电能，主要采用电磁感应原理，通过利用线圈之间产生的磁场进行能量耦合实现能量的传递。当智能拐杖插入到无线充电器的卡槽中可以即时充电，当老年人使用智能拐杖时，无线充电器则关闭卡槽停止充电。
电源模块用于向设备提供电能，具体包括光电转化、动能转换、电池供电、充电储能管理、可控稳压电路，通过状态输出端、稳压输出端实时地传送至人机界面模块、无线通讯模块、控制器模块以及传感器模块，而人机界面模块、无线通讯模块、控制器模块以及传感器模块也可通过控制输入、充电输入将数据信息传送至电源模块，确保电能的持久供应。
控制器模块根据传感器的状态获得当前设备的加速率，监测老年人是否跌倒、智能拐杖的放置状态（是否出现横放）、计数晃动次数等，控制人机界面中喇叭、发光管、特殊按钮的状态，控制无线通讯模块的广播信息，控制RTC实时时钟，能为系统提供一个可靠的时间，且在断电的情况下，RTC实时时钟也可以通过电池供电，一直运行下去。通过控制输入将数据信息传送至传感器模块、人机界面模块无线传输模块、Flash存储器模块、RTC时钟模块，更可以通过状态输入、充电输入将数据信息输入至电源模块。
人机界面模块用于向老年人提供报警声音、灯光信号以及清除灯光信号，喇叭提供报警声音、定时提醒声音，发光管显示报警灯光信号、电池电压不足信号，按钮用于消除意外的报警状态、电池电压不足信号等状态，通过状态输出、控制输入实时地与控制器模块进行信息交互。
Flash存储器模块用于存储所有有效信息，包括存储定时向老年人传递的数据信息、存储智能拐杖触地后的报警信息等，通过状态输出实时地传送至控制器模块。
传感器模块用于采集老年人的运动状态数据，运动状态具体包括加速度传感器数据采集、陀螺仪传感器数据采集、重力方向传感器数据采集。通过参数输出、状态输出、控制输入实时地传送至控制模块。
无线通讯模块用于提供无线广播信号，具体包括数据、RSSI，实现与服务器的交互数据，可以通过移动终端（如手机）中的APP远程监测并追踪智能拐杖，将相关信息通过状态输出端实时地传送至控制器，当老年人出现一些意外情况或者监护人想了解老年人的近期状态但又不方便来看望时，可以通过移动终端APP了解老年人的生活状况。
RTC时钟模块用于提供一个可靠的时间给控制系统，能够在断电的情况西下，RTC实时时钟也能够通过电池供电一直运行下去，通过STRB/LDRB两个ARM指令向CPU传送8位数据（BCD码），也能够通过控制器模块获得电能
图2 智能拐杖中电源模块的结构图
图3智能拐杖中传感器模块的示意图
图4智能拐杖中传感器模块的示意图
通过智能拐杖中的传感器监测老人是否摔倒，或者根据智能拐杖的放置状态判断老年人摔倒情况，当出现老年摔倒或者拐杖横置时，人机界面通过喇叭（蜂鸣器）及发光管提供报警信息，如果是由于智能拐杖靠着墙壁不小心滑落或者其他原因不小心触地，而老年人并没有摔倒或者发生其他问题，老年人可以通过相关按钮解除喇叭及发光管的警报，以免控制模块将老年人的情况反馈给垂直云系统，给工作人员以及监护人造成不必要的麻烦。
当老年人摔倒时，在限定的时间内老年人没有及时按下解除警报按钮，控制器监测到摔倒的信息，并将其反馈到云系统中，工作人员会根据云系统的信息就会得知老年人摔倒或发生其他意外，工作人员再根据雷达等定位搜索到老年人所在位置，然后进行营救，在情况危及时会通过云系统给老年人的监护人发送相关信息，通知监护人关于老年人的具体情况。如果是近距离通信，可以实现智能拐杖与垂直云系统之间的信息交互，如果是远距离通信，这就需要低功耗蓝牙网关对智能拐杖发送的报警信息进行处理再转发到垂直云系统中，垂直云系统根据事件性质、时间邮戳等信息进行相应的处理，实现人工援助，最后，通过短信等形式将老年人的具体情况发送到监护人的移动终端，确保对老年人出行安全的实时监护，进一步保障老年人的人身安全。
三、优点
1、电力充足，确保出行。能够通过无线插座对智能拐杖即时充电，当老年人使用智能拐杖时，自动关闭无线充电插座的卡槽停止充电，进一步节约电能，当老年人不使用智能拐杖时，无线充电插座的卡槽中就能够给智能拐杖补充电能，做到老年人出行时智能拐杖电能充足，确保出行安全。
2、触地报警，灵敏度高。传感器监测老人是否摔倒，或者根据智能拐杖的放置状态判断老年人摔倒情况，当出现老年摔倒或者拐杖横置时，人机界面通过喇叭（蜂鸣器）及发光管报警。
3、有效监控，便于管理。可以通过垂直云系统高效管理智能拐杖使用的人流量、老年人的生命参数、医疗情况、软件升级、子女缴费情况以及与社保局的网络对接等情况，从而能够对老年人的整个生活情况整体的把握，并可以及时将老年人的生活状况反馈给监护人，以便于他们了解老年人的生活情况。
4、大存储量，定时提醒。通过flash存储模块中存储数据信息，针对一些患病的老人，偶尔会忘记一些重要的信息，可以通过Flash存储模块存储一些重要的信息或者提示信息，比如“时间晚了，该回家了”按时提醒，能够帮助那些有健忘症的老年人按时回家，避免走丢。
5、精准定位，预防走丢。当垂直云系统确认报警信息后，会根据相关信息进行跟踪定位，找到拐杖的确切位置，通过手机短信等形式向老年人的监护人发送相关信息。
四、应用
随着人口老龄化日益严重，智能拐杖专为老年人和那些腿脚不便者无法参与社交活动的人设计的，它是一款真正的“帮手”拐杖。待推广应用后，可以解决老年人、腿脚不便者因各种原因在迷路、走失时，给使用者和监护人等提供有效帮助，帮助监护人迅速找到使用者，避免进一步的意外发生。随着社会的发展和生活水平的提高，关心和改善老年人的生活质量是大势所趋，该智能拐杖有着广阔的应用前景，具有很好的经济意义及社会意义。
垂询电话：023-68903066
售后服务：013983674360；013637967545
E-mail：sales@jinoux.com |
