一种智能拐杖的制作方法

本实用新型涉及一种拐杖，特别涉及一种智能拐杖。

背景技术：

随着我国人口老龄化形势进一步加剧，到2040年，65岁及以上老年人人口占总人口的比例将超过20%，到2050年，我国老年人口将超过4亿人，老龄化水平将达到30%。老年人的安危是子女和亲人最关心的问题，为了让更多老年人安全出行，让家人减少一份担心，需要一种仪器能够时刻关注老年人的出行和感知老年人的行为，老年人出行时经常会携带一根拐杖，所以出现了很多智能拐杖。

目前市面上的智能拐杖与传统的普通拐杖相比，功能上虽然有了较大的改进，比如加装了防滑、照明、收音机、可伸缩等功能部件，但仍缺少人性化关怀功能，如无法准确判定老人是否跌倒或身体不适等异常或突发情况，也无法检测老年人的身体情况。如果老年人出现异常或突发情况，无法通过拐杖向家人或周围的人发出求救信号，老人无法得到及时的救护。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型通过拐杖上的硬件结合当今的物联网技术，为老年人提供一款关怀性更强、服务功能更多的智能拐杖，以解决背景技术中所存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能拐杖，包括拐杖杆以及设在拐杖杆顶端的手柄。所述手柄上设有紧急求助按钮、电子振动器和体脂检测装置，所述拐杖杆内设有智能控制器、蜂鸣器、一至多个超声波探头和电源。所述的智能控制器包括微处理器以及与微处理器信号连接的超声波测距模块、体脂数据分析模块和4G无线通讯模块。所述的超声波探头与超声波测距模块信号连接，所述的紧急求助按钮、电子振动器和蜂鸣器分别与所述微处理器信号连接。所述的体脂检测装置包括安装在手柄手握处的两个生物电阻抗传感器，所述的生物电阻抗传感器与体脂数据分析模块信号连接。

进一步地，所述的智能控制器还包括语音识别模块和智能导航模块，所述的语音识别模块与所述智能导航模块信号连接。所述的手柄内部设有麦克风和扬声器，所述麦克风与语音识别模块信号连接，所述扬声器与智能导航模块信号连接。老年人可以通过口述需要去的目的地，语音识别模块自动识别并将识别的目的地发送给智能导航模块，智能导航模块通过扬声器实时导航。同时，为了避免因老年人普通话不标准导致导航不准确的情况发生，可以事先在语音识别模块内存储录入各地方言，老人通过口述方言即可实现智能导航。

其中，所述语音识别模块采用的芯片型号为TLV320AIC3254，该芯片是一款低功耗、低电压的带微型DSP的立体声编码解码器，所述智能导航模块采用的芯片型号为SiRFstarIII，该芯片通过采用20万次/频率的相关器提高了灵敏度，冷开机/暖开机/热开机的时间分别达到42s/38s/8s，可以同时追踪20个卫星信道。

进一步地，所述手柄上设有LED灯、灯开关和光敏传感器，所述的LED灯嵌入所述手柄前端面，所述LED灯与所述电源电连，所述光敏传感器设在所述LED灯的下方，所述的光敏传感器与所述微处理器信号连接。当外部环境不够明亮时，老人可以通过打开LED灯来照明，光敏传感器可以实时监测外部环境的黑暗程度并自动调节LED灯的亮度。

进一步地，所述的拐杖杆内部设有防摔倒检测装置，所述的防摔倒检测装置为与所述拐杖杆平行设置的倾角传感器，所述倾角传感器与所述微处理器信号连接。当倾角传感器的倾斜角度达到预先设定的摔倒角度并达到一定时间时，系统判定老人处于摔倒状态并在一定时间内尚未爬起，微处理器通过4G无线通讯模块将信息传递给云平台，云平台将老人摔倒的讯息发送给老人的子女或亲人并通知他们第一时间内赶往老人所在的位置。

进一步地，所述的拐杖杆上设有温度传感器，所述手柄上内嵌有用于显示时间和温度的显示屏，所述的温度传感器与所述显示屏信号连接，所述显示屏与扬声器信号连接。显示屏可以实时显示时间和当前环境的温度，当出现高温时，扬声器发出提示声提醒老人不要在高温环境下持续运动，扬声器还可以在固定的时间区间内进行报时提醒老人。

进一步地，所述拐杖杆上设有与所述电源电连的USB充电插口，所述USB充电插口的外部设有防水胶塞。

进一步地，所述的4G无线通讯模块为带有GPS定位功能的UC20模块，该模块支持多种嵌入式操作系统和多种网络协议，还带有GPS定位功能，支持NMEA标准协议。

进一步地，所述的微处理器采用型号为LPC2124的芯片，该芯片具有32位ARM7TDMIS内核的微控制器，内置256KB高性能FLASH存储器，其主频可达60MHz，内部含有32位定时器，46个GPIO口，32位PWM，RTC以及I2C，SPI，UART通信接口等，是一款低功耗的多功能芯片。

进一步地，为了使得周围行人和车辆在夜间时能够更好地注意到老人，所述拐杖杆的外层包覆有一层反光膜。

本实用新型具有如下有益效果：1、通过在拐杖上设置超声波探头，能够检测路面障碍物并反馈给使用者，障碍物靠近时，通过电子振动器和蜂鸣器进行双重提示；2、设置LED灯和光敏传感器，在光线较弱时可以为老人提供照明，光敏传感器实时监测外部环境的光线强度并依据光线强度实现LED灯光强度的调整，实现节能；3、通过设置体脂检测装置来实现对老人的健康评价以及疾病可能性预测；4、在拐杖杆的外表面包覆一层反光膜，使得周围行人和车辆在夜间时能够更好地注意到老人，保障了老人的夜间出行安全；5、通过设置防摔倒装置来自动判断老人是否出现摔倒，并能第一时间将讯息发送给老人的家人或亲人； 6、具有GPS定位、智能导航、温度监测、时间显示和USB充电等功能。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图A。

图2为本实用新型的立体结构示意图B。

图3为手柄的立体结构示意图A。

图4为手柄的立体结构示意图B。

图5为本实用新型的内部结构示意图。

图6为本实用新型的控制原理示意图。

主要组件符号说明：1、拐杖杆；10、智能控制器；100、反光膜；101、微处理器；102、超声波测距模块；103、体脂数据分析模块；104、4G无线通讯模块；105、语音识别模块；106、智能导航模块；11、蜂鸣器；12、超声波探头；13、温度传感器；14、倾角传感器；15、USB充电插口；151、防水胶塞；16、电源；2、手柄；21、紧急求助按钮；22、电子振动器；23、体脂检测装置；231、第一生物电阻抗传感器；232、第二生物电阻抗传感器；24、麦克风；25、LED灯开关；26、扬声器；27、显示屏；28、LED灯；29、光敏传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1-6所示，一种智能拐杖，包括拐杖杆1以及设在拐杖杆1顶端的手柄2。

手柄2上设有紧急求助按钮21、电子振动器22、体脂检测装置23、麦克风24、LED灯开关25、扬声器26和显示屏27，手柄2前端面以嵌入的方式安装有LED灯28和光敏传感器29，光敏传感器29设在LED灯28的下方。LED灯开关25和显示屏27分别设在手柄2的前端侧面处，麦克风24设在手柄2的内部，扬声器26设在手柄2的尾端，紧急求助按钮21设在手柄2与拐杖杆1的对接处。体脂检测装置23包括安装在手柄2后端手握处的第一生物电阻抗传感器231和第二生物电阻抗传感器232。

拐杖杆1上设有智能控制器10、蜂鸣器11、三个超声波探头12、温度传感器13、倾角传感器14、USB充电插口15和电源16。其中，三个超声波探头12沿着拐杖杆1长度方向等间距布设且均设置在拐杖杆1的正面。智能控制器10、蜂鸣器11和倾角传感器14分别设在拐杖杆1的内部，倾角传感器14设在拐杖杆1的轴线处并与轴线平行。USB充电插口15设在靠近电源16的位置上，USB充电插口15的外部设有防水胶塞151。拐杖杆1的外表面包覆有一层反光膜100。温度传感器13与显示屏27信号连接，显示屏27与扬声器26信号连接。

智能控制器10包括微处理器101以及与微处理器101信号连接的超声波测距模块102、体脂数据分析模块103、4G无线通讯模块104、语音识别模块105和智能导航模块106。超声波探头12与超声波测距模块102信号连接，紧急求助按钮21、电子振动器22、蜂鸣器11和倾角传感器14分别与微处理器101信号连接。第一生物电阻抗传感器231和第二生物电阻抗传感器232分别与体脂数据分析模块103信号连接。麦克风24与语音识别模块105信号连接，扬声器25与智能导航模块106信号连接。

本实用新型的工作原理为：老人在出发之前可以对着麦克风24口述需要达到的目的地，语音识别模块105自动识别并将识别出的信息反馈给智能导航模块106，智能导航模块106通过扬声器26进行播报导航。老人在行走的过程中，设置在拐杖杆1上的三个超声波探头12可以实时对老人前方不同高度的障碍物进行探测并反馈给超声波测距模块102，当老人快靠近障碍物时，电子振动器22出现振动提醒老人，离障碍物越近时，电子振动器22的振动频率越高，同时，蜂鸣器11发出蜂鸣声。

在老人行走的过程中，如不慎摔倒，设置在拐杖杆1内的倾角传感器14感应到拐杖倾斜到一定角度时，将信息反馈给微处理器101。微处理器101通过计时判断老人是否在设定的时间内爬起来恢复正常行走，如果老人摔倒时间超过设定的时间，则微处理器101通过4G无线通讯模块104将信息无线传递给云平台，云平台将老人摔倒的信息进一步传递给老人的家属或附近的医护人员以便第一时间进行救助。

老人通过手握拐杖手柄2并使得手掌或手指与第一生物电阻抗传感器231及第二生物电阻抗传感器232接触。第一生物电阻抗传感器231及第二生物电阻抗传感器232将所测量到的电压、电流及电阻等参数传递给体脂数据分析模块103，体脂数据分析模块103对测量到的参数进行分析并将数据通过4G无线通讯模块104上传至云平台。云平台可以将老人的各项体脂数据发送至老人子女的手机中，子女通过接收到的数据可以实时了解到老人的各项身体指数。

当老人在行走的过程中出现不适时，老人可以通过按下紧急求助按钮21,4G通讯模块104将老人的求助信息发送给最近的医护站，医护人员通过定位可以第一时间赶往现场实施救助。设置在拐杖杆1上的温度传感器13可以对老人所处环境的温度进行实时监测并通过显示屏27进行显示，当出现高温环境时，扬声器26发出语音提示提醒老人。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。