便攜式老人跌倒報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

秦九勝，張小紅

(江蘇電子信息職業(yè)學(xué)院, 江蘇淮安, 223000)

關(guān)鍵字：便攜式；跌倒；報(bào)警

0 引言

愛不只是說說，你陪我長(zhǎng)大，我陪你變老。百善孝為先，尊老愛老敬老是中華民族的傳統(tǒng)美德?，F(xiàn)如今，一方面老人出門在外，跌倒了扶不扶，怎樣扶，已成為一個(gè)笑談，有時(shí)候已成為碰瓷的代名詞。在這種不良社會(huì)風(fēng)氣的影響下，個(gè)別案例不能損害大部分老年人的身心健康，人身安全。另一方面獨(dú)居老人自己在家，一旦發(fā)生什么危險(xiǎn)，也會(huì)得不到及時(shí)的救治。2019年曾發(fā)生過這樣一則悲劇。西安小夫妻外出旅游7天，回家發(fā)現(xiàn)老人及1歲多幼女身亡。老人是自身突發(fā)疾病死亡，家中無人。如果能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)老人跌倒，這樣的悲劇就能避免。類似這樣的悲劇還有很多，發(fā)生在留守兒童和獨(dú)居老人身上。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在醫(yī)院接受治療的老人病例中，超過了50%是跌倒；在傷情嚴(yán)重的老人中80%是直接或間接因?yàn)榈埂Ｈ绻沽瞬荒芗皶r(shí)得到救治，傷情會(huì)很大程度上惡化。

基于以上原因，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一款便攜式老人跌倒報(bào)警裝置，在老人意外跌倒時(shí)或者需要時(shí)及時(shí)得到幫助和救治。

1 便攜式老人跌倒報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的便攜式老人跌倒報(bào)警裝置以CC2530微處理器為核心，利用六軸傳感器MPU6050、OLED12864液晶顯示，蜂鳴器報(bào)警、GPS定位模塊和GSM短信模塊裝置共同組成便攜式老人跌倒報(bào)警裝置。該跌倒報(bào)警裝置體積小、重量輕，嵌入到手環(huán)內(nèi)或者放置于衣物內(nèi)用來檢測(cè)老人在三個(gè)方向的加速度和傾角值，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺C2530處理器上。通過分析處理判斷老人是否跌倒，實(shí)現(xiàn)觸發(fā)警報(bào)的功能，通過短信發(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)上，或者一旦遇到危險(xiǎn)，可以按下一鍵報(bào)警求救。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

1.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）MPU6050傳感器

本系統(tǒng)選用MPU6050六軸傳感器作為姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的主要測(cè)量元件，該系統(tǒng)以等時(shí)間間隔采集MEMS傳感器即三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀的信號(hào)。MPU6050為全球首例整合性六軸運(yùn)動(dòng)處理傳感器，集成了3軸MEMS陀螺儀和3軸加速度計(jì)。MPU6050可準(zhǔn)確追蹤快速和慢速動(dòng)作，采樣頻率1000H，內(nèi)部寄存器用來儲(chǔ)存采樣數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)更新及讀取。MPU6050封裝很小即可正常工作，并且抗干擾能力很高同時(shí)功耗低。

圖2 MPU6050

（2）顯示器OLED12864

OLED顯示器有多種接口方式, 本系統(tǒng)采用SPI接口方式的六引腳OLED，占用單片機(jī)的4個(gè)I/O口。顯示器OLED用來顯示人機(jī)交互界面，操作者可以通過按鍵選擇所需要顯示的內(nèi)容。

（3）CC2530處理器

本系統(tǒng)采用德州儀器的CC2530F256集成芯片，來完成傳感器數(shù)據(jù)的讀取、計(jì)算，以及控制命令，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸。這款芯片集成業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051控制內(nèi)核，并且具有優(yōu)良性能的Zig Bee協(xié)議棧，在這個(gè)基礎(chǔ)上用戶可以自己開發(fā)程序。同時(shí)這款芯片具備多種運(yùn)行模式，可以在休眠，低功耗，正常運(yùn)行之間切換，節(jié)約能源消耗。

（4）蜂鳴器

報(bào)警電路的核心部分是蜂鳴器，報(bào)警功能通過蜂鳴器的聲響實(shí)現(xiàn)。蜂鳴器是一個(gè)綜合結(jié)構(gòu)的電子傳輸裝置，在3C產(chǎn)品中廣泛使用。根據(jù)供電方式蜂鳴器分為兩種類型：壓電式和電磁式。

1.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制程序，主要是為了自動(dòng)識(shí)別老人跌倒姿態(tài)，同時(shí)精確定位發(fā)出報(bào)警并告知家人，流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)運(yùn)行流程

2 結(jié)語

旨在解決生活中熱點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)問題——預(yù)防老人跌倒，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一款老人跌倒報(bào)警裝置。智能手機(jī)的普遍使用可以給老人的家人帶來更多機(jī)會(huì)、更便捷地關(guān)心老人，而又不需要老人進(jìn)行復(fù)雜的操作。根據(jù)不同情況，選擇執(zhí)行不同的模式。模式一。跌倒信息可以發(fā)送給家人并同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出報(bào)警，尋求幫助。模式二，老人預(yù)感或已處于危險(xiǎn)環(huán)境時(shí)，可以按下一鍵報(bào)警求救。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)小巧方便，方便攜帶，準(zhǔn)確率高，具有一定的實(shí)用性。