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基于stm32的老人跌倒监测系统设计

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设计说明书部分资料如下

设计摘要:

本设计以STM32单片机为核心控制器,构建了一个基于STM32的老人跌倒监测系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成,旨在实时监测老年人的安全状态并提供及时的报警和求助功能。

中控部分采用STM32单片机,负责获取输入数据并进行处理,进而控制输出部分。输入部分包括五个模块:GPS模块用于定位,HC-SR04超声波测距模块用于检测障碍物距离,MPU6050六轴传感器用于检测跌倒情况,独立按键用于一键短信报警,供电电路为整个系统提供电力。

输出部分包括四个模块:OLED显示屏用于显示系统名称、经纬度、距离和跌倒状态;GSM模块用于发送求助短信;DY-SV17F语音播报模块用于语音提示障碍物和跌倒求救;蜂鸣器和LED组成的声光报警模块在检测到跌倒时进行声光报警。

本设计通过集成多种传感器和通信模块,实现了对老年人跌倒情况的实时监测和快速响应,为老年人的安全提供了有效的保障。

关键词: STM32单片机,跌倒监测,GPS定位,超声波测距,六轴传感器,GSM模块,语音播报,声光报警

字数:9000+

目录:

摘 要

ABSTRACT

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 三轴加速度传感器

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程图

4.4 监测函数流程图

4.5 处理函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 前方有障碍物提示实物测试

5.3 摔倒报警测试

5.4短信测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2摔倒报警仿真测试

6.3 前方有障碍物提示测试

结  论

参考文献

致  谢

 

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着全球人口老龄化趋势的加剧,老年人的健康和安全问题日益受到社会各界的关注。跌倒是老年人常见的意外事件之一,不仅可能导致严重的身体伤害,还可能引发心理上的恐惧和社交隔离。据统计,65岁以上的老年人中,每年约有30%的人经历过跌倒,其中约5%的人会因此受伤,甚至导致长期卧床或死亡。因此,开发一种能够实时监测老年人跌倒情况并及时报警的系统,具有重要的现实意义。传统的跌倒监测方法主要依赖于人工监控或简单的传感器,这些方法往往存在监测不准确、响应不及时等问题。随着微控制器和传感器技术的快速发展,基于STM32单片机的跌倒监测系统应运而生。STM32系列单片机以其高性能、低功耗和丰富的外设接口,成为嵌入式系统设计的理想选择。通过集成多种传感器和通信模块,该系统能够实现对老年人跌倒情况的实时监测和快速响应。实际意义方面,该系统能够提高老年人的安全性,通过实时监测老年人的跌倒情况,系统能够在第一时间发出警报,减少因跌倒导致的伤害和并发症;减轻家庭和社会负担,跌倒事件的及时发现和处理,可以减少家庭成员的照护压力,降低社会医疗资源的消耗;促进智能养老技术的发展,该系统的开发和应用,推动了智能养老技术的发展,为未来更多智能养老设备的研发提供了技术参考和实践经验;提升生活质量,通过提供及时的求助和报警功能,老年人可以更加安心地生活,减少对跌倒的恐惧,提升生活质量。综上所述,基于STM32单片机的老人跌倒监测系统不仅具有重要的技术价值,还具有显著的社会效益,对于改善老年人的生活质量和促进智能养老技术的发展具有深远的意义。

1.2 国内外研究现状

国内外在老年人跌倒监测领域的研究已经取得了显著进展。国外方面,美国、欧洲和日本等发达国家在智能养老技术领域投入了大量资源,开发了多种跌倒监测系统。例如,美国麻省理工学院的研究团队开发了一种基于加速度传感器和陀螺仪的跌倒检测系统,能够通过分析人体运动数据来判断是否发生跌倒。欧洲的一些研究机构则利用无线传感器网络(WSN)技术,构建了覆盖整个居住环境的跌倒监测系统,实现了对老年人活动轨迹的实时监控。日本的研究团队则专注于开发基于机器学习的跌倒检测算法,通过训练模型来提高跌倒检测的准确性。国内方面,随着智能养老需求的增加,国内高校和科研机构也积极开展了相关研究。例如,清华大学和中科院的研究团队开发了基于STM32单片机的跌倒监测系统,通过集成多种传感器和通信模块,实现了对老年人跌倒情况的实时监测和报警。此外,一些企业也推出了商用化的跌倒监测产品,如小米和华为等公司推出的智能手环和智能手表,具备跌倒检测功能,能够在检测到跌倒时自动发送求助信息。总体来看,国内外在老年人跌倒监测领域的研究已经取得了一定的成果,但仍存在一些挑战,如检测准确性、系统功耗和用户体验等方面仍需进一步优化。未来,随着人工智能和物联网技术的不断发展,跌倒监测系统将更加智能化和个性化,为老年人的健康和安全提供更加全面的保障。

1.3 课题主要内容

本设计是基于stm32的老人跌倒监测系统设计,主要实现以下功能:

 

通过陀螺仪传感器检测老人是否跌倒

通过超声波模块检测前方距离

通过GPS模块获取老人的经纬度信息

通过GSM模块向手机发送短信“请注意,老人摔倒!”及gps定位

通过语音播报模块提醒老人前方障碍物,及摔倒求助

若老人在外摔倒时蜂鸣器警告以及led灯闪烁提醒路人帮扶老人,若是弯腰等情况导致假警告,可自行取消

通过oled显示经纬度,前方距离等信息

通过按键可手动发送求助信息

开题报告
1
实物资料
2
仿真资料
3
设计说明书
4
答辩PPT
5
打包购买(包括实物资料+仿真资料+设计说明书+开题报告+答辩PPT)
6
    12345...5
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