一种针对老人、盲人、聋哑人等弱势人群的智能挂件的制作方法

本设计涉及针对老人、盲人、聋哑人等弱势人群的智能挂件，属于日常生活佩戴领域，特别针对老人、盲人、残障人士。

背景技术:

现在生活中人们对生活的要求越来越高，市面上出现了一系列的智能手环等设备。但是市场上的智能手环等穿戴设备只能近距离的与手机进行无线连接不能远距离链接，并且大部分针对都是普通正常生活人群。本产品更改了佩戴方式，添加了远距离链接方式使之可进行远距离通信。

现有市面上的智能穿戴设备针对普通人群已没有问题，但是对于盲人、聋哑人、上肢残障人士、老人不能很好的适合。为此对于不同人群本发明对其设计相应的解决方案。让智能穿戴设备更广泛的惠及大众。现今中国研究人员智能穿戴市场对技术取得了很大的进步(例如申请号：(cn201310401225.3、cn201310364360.5)，本发明旨在对前人的成果进行创新。

技术实现要素：
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本发明的创新之处在于克服上述现有产品人群涵盖不全的问题、提供一种可实现远程定位、智能应答、紧急报警、声控操作几项功能的佩戴智能挂件。

为解决上肢不便人群使用，本发明采用脖颈佩戴得方式，使之方便摘取。

为解决老人、盲人使用不便的问题本发明提供以下解决方案：针对防止老人、盲人等人群眼睛操作使用不便以及易发生意外的问题，本发明设计紧急报警功能，若有意外发生使用者可通过语音指令或/和按键方式与紧急联系人通过电话或短信的方式报警，告知紧急联系人有险情发生，但是使用者不必亲自通话以便节省时间本发明通过软件写入的语音指令自动跟紧急联系人通话，并且挂件自动发送地址位置。同时针对老年人眼睛不便的问题，本发明使用声控操作方式改进了现有智能穿戴设备的控制方式。使用者通过声控指令操作本挂件，挂件自动应答相应信息。

为方便聋哑人群使用本发明设计按键功能:通过设计特定功能的按键以便聋哑人也方便使用本挂件的相关功能。同时若聋哑人想使用紧急报警功能，本发明同样采用自动拨打电话或者短信的方式，告知紧急联系人，为了解决聋哑人语音不变、以及在意外情况下人们描述问题不全面的问题，本挂件未设置传统手机的电话功能而是通过挂件中的主控单元控制报警单元中的gsm模块发送短信或者电话。

与传统智能手环等穿戴设备类似的是本挂件同样具有相关的传感器单元(监测健康数据)、主控单元、输入单元、输出单元，创新之处在于加入了语音交互单元、报警单元以及改进了无线通信单元。

传感器单元，所述传感器单元与以下所述的主控单元电连接，用于检测本设计佩戴者的各种信息并将其传送到所述主控单元。

电源单元，所述电源单元包括第一数据总线和电池，用于通过所述第一数据总线提供电源。

主控单元，所述中央处理单元包括主控单片微型计算机(singlechipmicrocomputer)，用于接收和存储所述传感器单元所采集的信息，控制语音交互单元进行数据的语音输出、以及控制报警单元的报警处理。

无线通信单元，所述无线通信单元用于本设计和智能手机之间无线通信连接，将本设计的信息传送到所述智能手机，并将所述智能手机的控制信息发送到本设计，实现智能手机与本设计的相互通信。

输入单元，所述输入单元通过第二数据总线与所述中央处理单元电连接；所述中央处理单元用于检测所述输入单元状态。

输出单元，所述输出单元包括指示灯、振动马达和显示屏幕，用于指示或向本设计佩戴者提醒被设计的电量状态以及佩戴者的健康信息状态和设定的闹钟信息状态；所述中央处理单元用于控制所述输出单元的指示灯显示方式和/或振动马达振动等。

语音交互单元，所述语音交互单元用于接受使用者语音指并做出相应的反应实现语音控制。

报警单元，所述报警单元用于与紧急联系人进行报警。当使用者发生意外时想与紧急联系人联系，通过报警单元发送报警信号与位置信号。

优选的，所述传感器单元包括分别与所述中央处理单元电连接的陀螺仪和三轴加速度传感器、温度传感器、心率传感器。所述陀螺仪和三轴加速度传感器用于对本设计佩戴者的运动检测，温度、心率传感器用来检测佩戴者的健康状况，并将数据传送到中央处理单元。

优选的，所述输入按钮包括开/关机按钮、模式转换上/下按钮(关闭语音交互功能或者打开)、显示屏幕调节按钮、麦克风。

优选的，所述无线通信单元采用嵌入式wifi模块。

优选的，所述电源单元采用可充电电池。

优选的，所述的电源模块将会设有usb接口，所述usb接口用于连接电源对所述电源模块充电和/或用于获取所述智能挂件的数据接口；所述中央处理单元将用于检测所述电源模块充电电池的电量以及是否充电完成。

优选的，所述主控单片微型计算机电连接有存储器。

优选的语音交互单元包括语音识别芯片、麦克风、扬声器、数字信号处理芯片(dsp)。所述语音识别芯片能够识别语音内容并根据指令执行动作，就像机器听懂人类的语言并做出相应的反馈，实现人机对话。麦克风以及扬声器和数字信号处理芯片电连接，数字信号处理芯片用于对音频信号进行编和解码，并将处理后的音频信号传送到所述扬声器。

优选的报警单元包括gsm模块，gsm(globalsystemformobilecommunication)模块实现电话通信以及短信通信，另外通过gsm来进行定位。通过gsm定位的方法为基于终端的定位方法。

在使用上述的技术方案后，本设计的有益效果是：

由于本设计的智能挂件，包括报警单元使用者在使用本智能佩戴设备时可实现紧急报警。老人、盲人、聋哑人使用紧急报警无障碍，不必通过电话的方式告知紧急联系人(以免表达不清楚)，报警单元的gsm模块通过接受来自主控单元单片微型计算机通过软件编辑好的代码发送给紧急联系人，紧急联系人接收到报警信号、时间、地点的语音信息或者短信内容。

由于本发明的无线通信单元改进了传统的蓝牙无线连接模式，采用wifi模块连接，在中远距离以及传输速度方面wifi比蓝牙更有优势。

由于本发明的智能挂件采用语音交互单元，使用者尤其是老人、盲人眼睛不便，语音交互单元解决了此问题。使用者通过模式转换开关调节到语音交互模式，通过语音指令操作本挂件。包括询问传感器部分检测到的健康数据、以及语音声控报警操作报警单元报警。

由于所述智能挂件采用脖颈佩戴的方法，方便上肢不便人群使用。

附图说明:

下面结合说明书附图和实施例对本设计进行更加详细的说明；

附图1为本设计的外部结构俯视图；

附图2为正视图；

附图3底面示意图；

附图4为本设计的立体图；

附图5为设计的背面图；

附图6为无线通信示意图；

附图7为gsm的定位原理；

附图8为非特定语音识别语音指令软件设计的方法。

说明书附图中，图1中101为显示屏幕，102为悬挂孔，103为扬声器扩音孔，104为圆形固体外壳，105为控制按钮。

图2中201为固体外壳，202为只能挂件的充电口，203为开/关机按钮，204为模式转换按钮。

图3为本设计的底面示意图，301为悬挂所用的圆孔，302为原型固体外壳，303、304、305为固定本产品的螺丝孔，306为心率传感器的感应位置。

图4为本设计的立体图示401为操作按钮，402为悬挂圆孔，403为显示屏幕404为扬声器扩音空，405为充电器充电口、406为开/关机按钮、407为模式转换开关、408为led灯显示挂件的状态。

图5中分为两部分。第一部分为传统智能穿戴设备的基本配置：1.主控单元包括1.1单片微型计算机1.2存储器；2.为输出单元；3.为输入单元；4.为传感器单元；8.为电源单元包括可充电电池及数据总线。第二部分为与传统智能穿戴设备相比的创新点：5.报警单元5.1gsm模块，gsm模块与单片微型计算机通信的方法为串口通信，与手机通话的方式采用gsm通信协议；6.语音交互单元6.1为非特定语音识别芯片通过数字信号处理芯片将电信号转换为数字信号到主控单元；7.无线通信单元7.1嵌入式wifi模块，通过串口与主控单元通信，通过ieee802.11协议栈与智能手机通信。

图6为本智能挂件的无线连接方式；6.1近距离蓝牙连接6.2近距离与远距离sim卡通信。

具体实施方式:

下面结合附图和实施例对本设计作进一步描述。

图1、图2、图3、图4为本设计的外观图示，区别于市面上已有的智能穿戴设备采用的手环模式，本挂件采用在悬挂佩戴的操作方式，面向更加广泛的人群。在此结合对本发明的外观图对本挂件的操作方式进行说明。

使用者在使用本挂件首先打开开机按钮(图4406)，进行开关机操作。然后根据使用者的身体情况选择合适的操作模式，调节模式开关(图4407)，开/关语音模式，选择按键模式或者语音控制。

若调节模式开关407关闭语音模式，使用按键操作方式与市场中的其他产品原理相同在此不再赘述。

若打开模式开关407打开语音模式，则led灯亮为蓝色表示语音模式开启，在测量心率时将将挂进放置于脖颈动脉处测量，此时使用者输入语音指令(通过软件编辑写入)例如“我的心率是多少”，挂件自动输出测量值。在进行报警时通过语音指令“报警”，挂件返回是否确认报警，使用者回答“是”，自动发送短信将报警人的“时间、地点”两项信息的内容发送至紧急联系人。

结合图5对本发明的原理进行说明，可以看到本发明的创新之处在于添加了报警单元、改进了无线通信单元、添加了语音交互单元。

本实施例主控单元采用armcortexm3内核st公司的32位高性能单片机stm32f103c8t6为控制核心，非特定语音识别芯片选型采用ld3320，gsm模块采用gprs模块，wifi模块采用esp8266模块。

所述的报警单元采用gprs模块，单片微型计算机可以通过rs232串口与gprs模块相连，通过at指令控制gprs模块实现各种基于gprs的通信功能。为此使用者可通过此模块提供的功能实现紧急报警。

主控单元读取gprs模块定位到的信息、读取当前时间(时间不使用定时器采用软件编程实现计时)。编辑固定的短信内容/语音内容控制gprs模块发送短信或拨打电话到紧急联系人，告知紧急联系人有报警信号发出。通过软件写入紧急联系人的电话号码到sim(subscriberidentificationmodule)卡中，gprs模块读取相应的联系人信息以便紧急情况下进行通信。

通过图7可以看到本挂件的定位方法。采用gprs模块定位的方式为圆周定位法若测量得到基站(bsbasestation)与使用者的移动平台(msmobilestation)之间的距离为r，则可以认为移动台处于以基站为圆心，半径为r的圆周上。结合图8，由几何知识可知三个圆可以相交与一点，这个交点就是使用者所处位置，由此只需测量出移动台与周围相邻的三个基站之间的距离即可实现对使用者的定位。

所述的语音交互单元采用非特定语音识别芯片ld3320，语音识别的语音指令软件设计采用以下方法：系统主控上电后首先进行各项初始化，包括ld3320需要的8m时钟信号，由stm32初始化后输出8m频率供给ld3320使用，初始化stm32内部时钟、存储器、spi相关寄存器、sdio数据初始化、中断设置等等。经过初始化后存储器会在自身内寻找system.ini配置文件，将里面的字段进行拆分后提取，送给ld3320相关寄存器，随后把关键字句列表和长度信息传送给ld3320并启动识别过程，当识别成功后串口会发出响应的返回值参数，并且按照用户需求可以指定需要解码的音频文件，经过ld3320进行mp3文件解码输出，程序流程图如图8所示。

所述无线通信单元采用esp8266模块，对于esp8266与stm32f103c8t6的电路连接核心便是esp8266的tx引脚连接stm32f103c8t6的rx引脚，esp8266的rx引脚连接stm32f103c8t6的tx引脚，以此实现数据交互，除此之外gnd连接gnd，有一点注意就是ch_pd连接3.3v。以上便是挂件内部esp8266与主控单元stm32f103c8t6的电路连接。wif模块将数据传送到手机的方式为采用ieee802.11协议栈的方式。wifi无线通信的方式相比蓝牙传输距离更远，用户可以将挂件检测到的数据发送到智能手机上记录或查看。

本说明书部分未对传感器部分的链接配置做出说明，原因是市场中健康检测型的智能挂件已非常成熟，故此不再赘述。

最后说明的是，以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。尽管参照较佳实施例对本设计进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本设计的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本设计技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本设计的权利要求范围当中。