智能拐杖的制作方法

智能拐杖的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能拐杖，包括拐杖本体，在拐杖本体上设置有监控系统，所述监控系统包括：主控电路、与主控电路输入端电连接的按键模块、与所述主控电路的输出端电连接的GSM模块、与所述主控电路的数据传输端电连接的SD卡电路、与所述主控电路的GPS信号接收端电连接的GPS模块、短距离无线接收模块以及电源模块。上述智能拐杖，能够对老人进行实时定位，老人的赡养人可以通过手机或电子设备实时监控老人的行踪以前实时位置。上述电路结构能够为赡养人对老人的行踪进行监控提供了基础，并且上述电路结构的结构简单。
【专利说明】
智能拐杖
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种行走辅助工具，特别涉及一种智能拐杖。
【背景技术】
[0002] 拐杖是主要用于辅助老年人的工具，能够从一定程度上起到防止老年人在行走是 摔倒的作用，成为老年人必不可少的行走辅助工具。现有的拐杖功能较为单一，仅仅起到辅 助支撑的作用，当老年人单独外出行走时，他(她)的赡养人不能够对他进行监控，若老年人 在外出过程中遇到突发状况，他(她)的赡养人不能够即时得知他(她)的位置;并且，由于手 机的按键较多、操作较为复杂，又由于很多老年人不识字或者对手机不敏感或者不习惯带 手机出门，当他(她)遇到危险或突发状况时，不懂得通过手机来进行报警或者通知他(她） 的赡养人，因此，当老年人在外出遇到危险或突发状况时，通过现有的拐杖不能即时通知他 (她)的赡养人。 【实用新型内容】
[0003] 针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种便于 赡养人对老人的位置进行监控的智能拐杖。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采取的一个技术方案是:提供一种智能拐杖，包 括拐杖本体，在拐杖本体上设置有监控系统，所述监控系统包括:主控电路、与主控电路输 入端电连接的按键模块、与所述主控电路的输出端电连接的GSM模块、与所述主控电路的数 据传输端电连接的SD卡电路、与所述主控电路的GPS信号接收端电连接的GPS模块、短距离 无线接收模块以及电源模块。
[0005] 作为优化，所述电源模块包括第一电源转换电路及第二电源转换电路，所述第一 电源转换电路包括降压芯片U3、若干电容、电感L1、电阻R20、可调电阻R15、二极管D4,所述 降压芯片U3的VIN引脚与锂电池的电源输出端相连，用于接收锂电池输出的12V直流电源， 所述降压芯片U3的VIN引脚还通过一电容C160接地;所述降压芯片U3的g/OFF引脚以及 GND引脚均接地;所述降压芯片U3的OUT引脚通过所述电感L1输出+5V电源，以用于为所述 GPS模块和GSM模块的GSM接口电路供电，所述降压芯片U3的OUT引脚还通过所述电感L1与第 二电源转换电路相连，所述降压芯片U3的OUT引脚还依次通过电感L1、电容C17接地;所述降 压芯片U3的FB引脚通过所述电阻R20接地，所述降压芯片U3的FB引脚与所述电阻R20之间的 节点通过所述可调电阻R15与电感L1与电容C17之间的节点相连，电容C14与所述可调电阻 R15并联连接；
[0006] 述第二电源转换电路包括降压芯片U1、若干电容、电感L2、电阻R50、可调电阻 R30a、二极管D10,所述降压芯片U1的VIN引脚与所述降压芯片U3的OUT引脚相连，用于接收 经过第一电源转换电路转换后输出的+5V电源，所述降压芯片U1的VIN引脚还通过一电容 C50接地;所述降压芯片U1的/OFF引脚以及GND引脚均接地;所述降压芯片U1的OUT引脚通 过所述电感L2输出+3.3V电源，以用于为主控电路、按键模块供电；所述降压芯片U1的OUT引 脚还依次通过电感L2、电容C600接地;所述降压芯片U1的FB引脚通过所述电阻R50接地，所 述降压芯片U1的FB引脚与所述电阻R50之间的节点通过所述可调电阻R30a与电感L2与电容 C600之间的节点相连，电容C100与所述可调电阻R30a并联连接。
[0007] 作为优化，所述主控电路包括主控芯片、为主控芯片供电的供电电路、与主控芯片 连接的晶振电路以及复位电路，所述主控芯片采用型号为STM32F103ZET6的单片机；
[0008] 所述供电电路包括电阻R13、电容C20以及电容C22,所述电阻R13的第一端接3.3V 电源，第二端与所述主控芯片的VDDA引脚相连，还分别通过电容C20以及电容C22接地，所述 主控芯片的VSSA引脚接地；
[0009] 所述晶振电路包括晶振Y1、晶振Y2、电阻R14、电容C16、电容C19、电容C21以及电容 C23，所述晶振Y1的第一端与所述主控芯片的PC15引脚连接，还通过所述电容C19接地，第二 端与所述主控芯片的PC14相连，还通过电容C16接地;所述晶振Y2的第一端与所述主控芯片 的0SC_IN引脚相连，第二端与所述主控芯片的0SC_0UT相连，所述晶振Y2第二端还通过所述 电阻R14与第一端相连，所述晶振Y2的第一端和第二端分别通过电容C23和电容C21接地； [0010] 所述复位电路包括按键RESET1、电容C18以及电阻R12,所述电阻R12的第一端接 3.3V电源，第二端通过电容C18接地，所述按键RESET1与所述电容C18并联连接，所述电阻 R12与所述电容C18之间的节点与所述主控芯片的NRST引脚相连。
[0011]作为优化，所述按键模块包括设于拐杖本体的把手上的按键S31、按键S41、按键 S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62，所述按键S31、按键S41、按键S51、按键 S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62的第一端分别通过电阻R222、电阻R266、电阻 R277、电阻R288、电阻221、电阻261、电阻271、电阻281与3.3V电源连接，所述按键S31、按键 S41、按键S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62的第二端均接地;所述按键S31 与所述电阻R222之间的节点与所述主控芯片的ΡΕ0引脚相连，按键S41与电阻R266之间的节 点与主控芯片的PE1引脚相连，按键S51与电阻R277之间的节点与所述主控芯片的PE2引脚 相连，按键S61与电阻R288之间的节点与所述主控芯片的PE3引脚相连，按键S32与电阻R221 之间的节点与所述主控芯片的PE4引脚相连，按键S42与电阻R261之间的节点与所述主控芯 片的PE5引脚相连，按键S52与电阻R271之间的节点与所述主控芯片的PE6引脚相连，按键 S62与电阻R281之间的节点与所述主控芯片的PE7引脚相连。
[0012]作为优化，所述GSM模块包括接口 30X2、与接口 30X2连接的SM电路、话筒电路、耳 机电路、蜂鸣电路、信号提示驱动电路、以及第三电源转换电路、开关S6以及GSM接口电路 P6；
[0013]所述第三电源转换电路用于将12V输出电源转换为4V输出电源，包括降压芯片U2、 若干电容、二极管D2、电感L3、电阻R9以及可调电阻R7,所述降压芯片U2的VIN引脚与锂电池 的电源输出端连接，并通过一电容C10接地，所述降压芯片U2的/OFF引脚以及GND引脚均 接地;所述降压芯片U2的OUT引脚通过所述电感L3与所述接口 30X2的第一至第八引脚均相 连;所述降压芯片U2的OUT引脚还依次通过电感L3、电容C11接地;所述降压芯片U2的FB引脚 通过所述电阻R9接地，所述降压芯片U2的FB引脚与所述电阻R9之间的节点通过所述可调电 阻R7与电感L3和电容Cl 1之间的节点相连，电容C7与所述可调电阻R7并联连接；
[0014] 所述S頂电路包括S頂芯片、电容C19以及若干电阻，所述SM芯片的GND引脚接地， I/O引脚通过电阻R30与VCC引脚相连，所述S頂芯片的VCC引脚与所述电阻R30之间的节点还 通过所述电容C19接地，所述SM芯片I/O引脚与所述电阻R30之间的节点还通过一电阻R32 与接口 30X2的第二^^一引脚连接，所述S頂芯片的CLK引脚通过一电阻R32a与所述接口 30X2 的第二十三引脚连接，所述S頂芯片的RST引脚通过一电阻R32b与所述接口 30X2的第二十五 引脚连接；
[0015] 所述蜂鸣电路包括蜂鸣器、二极管D7、电阻R29、电阻R31、三极管Q1以及二极管D6， 所述二极管D7的阳极与所述接口 30X2的buzzer引脚相连，阴极通过所述电阻R29与所述三 极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，所述二极管D7的阴极还通过电阻R31接地，所 述三极管Q1的集电极与蜂鸣器的第一端连接，还与所述二极管D6的阳极相连，所述二极管 D6的阴极与所述蜂鸣器的第二端连接，还直接接4V电源；
[0016] 所述信号提示驱动电路包括二极管D8、电阻R37、电阻R38、电阻R36、三极管Q2以及 发光二极管LED1，所述二极管D8的阳极与所述接口 30X2的Netlight引脚相连，阴极通过所 述电阻R37与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极还通过所述电阻R38接地，所述三 极管Q2的发射极接地，集电极通过所述电阻R36与所述发光二极管LED1的阴极连接，所述发 光二极管LED1的阳极接4V电源；
[0017] 所述开关S6的第一端与所述降压芯片U2的输出端连接，用于接4V电源，第二端通 过一电阻R23与发光二极管LED3的阳极相连，还与所述接口 30X2的第一至第八引脚均相连， 所述发光二极管LED3的阴极接地；
[0018] 所述接口 30X2的第四十引脚为接收引脚，第四十二引脚为发送引脚，所述接口 30X2的接收引脚通过所述GSM接口电路P6与所述主控芯片的发送引脚PB6相连，所述接口 30X2的发送引脚与所述主控芯片的接收引脚PB7相连。
[0019]作为优化，所述无线接收模块为Zigbee接收模块。
[0020] 上述智能拐杖，在现有的拐杖上增加了GPS模块、SD卡、主控电路、GSM藏以及无线 接收模块以及它们之间的电路结构连接关系，通过它们之间的电路结构连接基础，能够实 现以下功能:通过Zigbee接收模块能够接收位于老人所住的房屋大门上的门禁系统发出的 到XX地方的信号，主控电路通过接收到的信号驱使GSM模块短信到该老人的赡养人的手机 中，以便该老人的赡养人能够即时了解老人的出行情况，主控芯片在接收到门禁系统发送 的信号后，可以在预定时间后，打开老人拐杖上的GPS模块，对该老人进行实时定位，老人的 赡养人可以通过手机或电子设备实时监控老人的行踪以前实时位置。上述电路结构能够为 赡养人对老人的行踪进行监控提供了基础，并且上述电路结构的结构简单。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1是本实用新型智能拐杖的结构示意图。
[0023]图2是本实用新型智能拐杖的主控电路的电路原理图。
[0024]图3是主控电路的供电电路的电路原理图。
[0025]图4是主控电路的双晶振电路原理图。
[0026]图5是本实用新型的电源模块的结构示意图。
[0027]图6是智能拐杖另一实施例的电源模块的结构示意图。
[0028]图7是按键模块的电路原理图。
[0029] 图8是SD卡电路的电路原理图。
[0030] 图9是GPS模块电路原理图。
[0031]图10是Zigbee接收模块的电路原理图。
[0032]图11是GSM模块的电路原理图。
[0033]图12是GSM模块的第三电源转换电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0034] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0035] 请参见图1至图12,本实施例的智能拐杖包括拐杖本体1，在拐杖本体1上设置有 监控系统，所述监控系统包括:主控电路、与主控电路输入端电连接的按键模块、与所述主 控电路的输出端电连接的GSM模块、与所述主控电路的数据传输端电连接的SD卡电路、与所 述主控电路的GPS信号接收端电连接的GPS模块、短距离无线接收模块以及电源模块。
[0036]所述拐杖本体1包括底座11、立于底座11上的中空杆12、位于中空杆12上端的中。 本实施例中，所述底座11具有中空的容置腔，该容置腔与中空杆12的内部空腔以及中空把 手3的内部空腔均连通。所述主控电路、GSM模块、SD卡电路、GPS模块以及电源模块均可设于 所述容置腔内，所述按键模块设于所述把手3上。
[0037] 所述主控电路包括主控芯片，与主控芯片连接的晶振电路以及复位电路。本例中， 所述主控芯片采用型号为STM32F103ZET6的单片机，并外扩1M字节SRAM和16M字节 FLASH，满足大内存需求和大数据存储。可理解的，在不同的实施例中，可以采用其它型号的 单片机，此处不再一一赘述。
[0038] 所述供电电路包括电阻R13、电容C20以及电容C22,所述电阻R13的第一端与所述 电源模块相连，以接入3.3V的工作电源，第二端与所述主控芯片的VDDA引脚相连，还分别通 过电容C20以及电容C22接地，所述主控芯片的VSSA引脚接地；
[0039] 所述晶振电路包括晶振Y1、晶振Y2、电阻R14、电容C16、电容C19、电容C21以及电容 C23，所述晶振Y1的第一端与所述主控芯片的PC15引脚连接，还通过所述电容C19接地，第二 端与所述主控芯片的PC14相连，还通过电容C16接地;所述晶振Y2的第一端与所述主控芯片 的0SC_IN引脚相连，第二端与所述主控芯片的0SC_0UT相连，所述晶振Y2第二端还通过所述 电阻R14与第一端相连，所述晶振Y2的第一端和第二端分别通过电容C23和电容C21接地;所 述复位电路包括按键RESET1、电容C18以及电阻R12,所述电阻R12的第一端接3.3V电源，第 二端通过电容C18接地，所述按键RESET 1与所述电容C18并联连接，所述电阻R12与所述电容 C18之间的节点与所述主控芯片的NRST引脚相连。
[0040]本实施例中，所述电源模块包括第一电源转换电路及第二电源转换电路，所述第 一电源转换电路包括降压芯片U3、若干电容、电感L1、电阻R20、可调电阻R15、二极管D4,所 述降压芯片U3的VIN引脚与锂电池的电源输出端相连，用于接收锂电池输出的12V直流电 源，所述降压芯片U3的VIN引脚还通过一电容C160接地;所述降压芯片U3的g/OFF引脚以及 GND引脚均接地;所述降压芯片U3的OUT引脚通过所述电感L1输出+5V电源，以用于为所述 GPS模块和GSM模块的GSM接口电路供电，所述降压芯片U3的OUT引脚还通过所述电感L1与第 二电源转换电路相连，所述降压芯片U3的OUT引脚还依次通过电感L1、电容C17接地;所述降 压芯片U3的FB引脚通过所述电阻R20接地，所述降压芯片U3的FB引脚与所述电阻R20之间的 节点通过所述可调电阻R15与电感L1与电容C17之间的节点相连，电容C14与所述可调电阻 R15并联连接。
[0041 ] 述第二电源转换电路包括降压芯片U1、若干电容、电感L2、电阻R50、可调电阻 R30a、二极管D10,所述降压芯片U1的VIN引脚与所述降压芯片U3的OUT引脚相连，用于接收 经过第一电源转换电路转换后输出的+5V电源，所述降压芯片U1的VIN引脚还通过一电容 C50接地;所述降压芯片U1的/OFF引脚以及GND引脚均接地;所述降压芯片U1的OUT引脚通 过所述电感L2输出+3.3V电源，以用于为主控电路、按键模块供电；所述降压芯片U1的OUT引 脚还依次通过电感L2、电容C600接地;所述降压芯片U1的FB引脚通过所述电阻R50接地，所 述降压芯片U1的FB引脚与所述电阻R50之间的节点通过所述可调电阻R30a与电感L2与电容 C600之间的节点相连，电容C100与所述可调电阻R30a并联连接。
[0042] 本实施例中的电源模块，采用12V锂电池供电，通过两片降压芯片LM2596将12V电 压分别变压得到5V和3.3 V电压。5v电压给GPS模块、GSM接口电路等供电，3.3V电压给主控 电路、功能按键电路、复位电路、SD卡电路等供电。本电路的结构非常简单，并且稳定性较 好，可以从一定程度上减少制作成本。
[0043] 作为一种可选的，电源模块还可以采用5v-USB数据线直接供电。通过一片线性降 压稳压芯片AMS1117降压稳压到3.3V3V电压给GPS模块、GSM接口电路等供电，3.3V电压给 主控电路、功能按键电路、复位电路、SD卡电路等供电。具体实现方式请见图6，USB接口的D+ 引脚通过一电阻R6与主控芯片的PA12引脚相连，还直接通过一电阻R1接3.3V电源，D-引脚 通过一电阻R5与主控芯片的PA11引脚相连，USB接口的VCC端输出5V电源至开关K1，所述开 关K1为六角自锁开关，用以控制整个主控的电源开关，开关K1的1/0端与二极管D1的阳极连 接，二极管D1的阴极直接与AMS1117-3.3降压芯片的IN引脚连接，用于将5V电源输入至 AMS1117-3.3降压芯片，所述二极管D1的阴极还通过一电容与AMS1117-3.3降压芯片的GND 引脚相连，一电容C6与所述电容C4并联连接。AMS1117-3.3降压芯片的OUT引脚通过一电阻 Rl 1与发光二极管DS1的阳极相连，所述发光二极管DS1的阴极接地，AMS1117-3.3降压芯片 的OUT引脚与所述电阻R11之间的节点还通过一电容C12接地，一电容C10的第一端与发光二 极管DS1的阴极连接，第二端接3.3V电源，当所述开关K1连通时，发光二极管DS1作为电源灯 开始发光。
[0044] 所述按键模块包括设于拐杖本体1的把手3上的按键S31、按键S41、按键S51、按键 S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62，所述按键S31、按键S41、按键S51、按键S61、按键 S32、按键S42、按键S52、按键S62的第一端分别通过电阻R222、电阻R266、电阻R277、电阻 R288、电阻221、电阻261、电阻271、电阻281与3.3V电源连接，所述按键S31、按键S41、按键 S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62的第二端均接地。所述按键S31与所述电 阻R222之间的节点与所述主控芯片的PEO引脚相连，按键S41与电阻R266之间的节点与主控 芯片的PE1引脚相连，按键S51与电阻R277之间的节点与所述主控芯片的PE2引脚相连，按键 S61与电阻R288之间的节点与所述主控芯片的PE3引脚相连，按键S32与电阻R221之间的节 点与所述主控芯片的PE4引脚相连，按键S42与电阻R261之间的节点与所述主控芯片的PE5 引脚相连，按键S52与电阻R271之间的节点与所述主控芯片的PE6引脚相连，按键S62与电阻 R281之间的节点与所述主控芯片的PE7引脚相连。八个的上拉电阻R(4.7K)与八个点触按键 开关组成功能按键电路。其中按键S31按下表示接电话;按键S41按下表示挂电话，按键S51 按下表示紧急拨打110;按键S61按下表示紧急拨打112;按键S32按下表示拨打赡养人1的电 话;按键S42按下表示拨打赡养人2的电话;按键S52按下表示拨打赡养人3的电话;按键S62 按下表示拨打赡养人4的电话。所有按键的按下与否的信息通过主控STM32F103ZET6检测， 然后通过外设执行相应的功能。例如当老人按下把手3上的一个按键，对应触发按键S62时， 则表示拨打赡养人4的电话，主控芯片则收到该信号后，调取SD卡中的赡养人的电话号码， 通过GSM模块拨号至赡养人4的手机。
[0045] 所述SD卡电路包括SD卡，SD卡的D2引脚、D3引脚、CMD引脚、D0引脚以及D1引脚分别 通过电阻R140、电阻R130、电阻R120、电阻R110、电表R100接3.3V电源。SD卡的D3引脚还直接 与主控芯片的ΡΑ0引脚相连，SD卡的CMD引脚还直接与主控芯片的TO15引脚相连，SD卡的VDD 引脚直接接3.3V电源，SD卡的CLK引脚直接与主控芯片的TO13引脚相连，SD卡的VSS引脚直 接接地，SD卡的D0引脚直接与主控芯片的PB14引脚相连。
[0046] SD卡与主控STM32F103ZET6的通讯方式为SPI通讯。其M0SI引脚为主设备数据输 出，从设备数据输入，与主控STM32F103ZET6的TO15引脚相连;其MIS0引脚为主控制芯片数 据输入，从设备数据输出，与主控STM32F103ZET6的PB14引脚相连;其SCLK引脚为时钟信号， 由主控电路产生，与主控STM32F103ZET6的TO13引脚相连;其CS引脚为从设备片选信号，由 主设备控制，与主控STM32F103ZET6的ΡΑ0引脚相连。
[0047] GPS模块与主控STM32F103ZET6的通讯方式为串口通信，其TX端口为串口通信的发 送端，与主控STM32F103ZET6的PA3(RX)引脚相连接。
[0048] Zigbee(接收）模块与主控STM32F103ZET6的通讯方式为串口通信，并且供地；其 RX、TX端口分别为串口通信的接收与发送端，分别与主控STM32F103ZET6的PD8 (TX)引脚、 H)9(RX)引脚相连接。用作接收门禁发来的信息，然后通过主控STM32F103ZET6解析信号，处 理后通过GSM发送解析后的短信内容给指定的用户。
[0049]本方式中，拐杖与老人家里的大门上设置有门禁模块相连，在门禁模块上设置一 个Zigbee(发送)模块，在门禁上设置有多个功能按键，每一个功能按键表示老人出行的不 同的目的地。可以采用嵌设于门上的多个数字按键来表示，例如，1表示：去大儿子家，2表 示:去二儿子家，3表示:去大女儿家，4表示:去XX超市等等。当老人按下1后，门禁系统接收 到信号，门禁系统的主控将该信号处理后发通过Zigbee发送模块发送至Zigbee接收模块， 本实施例中，通过上述Zigbee接收模块与主控芯片的电路连接结构、通过主控芯片与SD卡 的电路连接结构以及与GSM模块的电路连接结构，再通过为主控芯片写入的程序可以实现： 主控芯片根据Zigbee接收模块接收到的信号，通过GSM模块将该信号发送至大儿子的手机 中，当然也可以设定为发送至该老人对应的所有赡养人的手机中。
[0050] 所述GSM模块包括接口 30X2、与接口 30X2连接的S頂电路、话筒电路、耳机电路、蜂 鸣电路、信号提示驱动电路、以及第三电源转换电路、开关S6以及GSM接口电路P6;述第三电 源转换电路用于将12V输出电源转换为4V输出电源，包括降压芯片U2、若干电容、二极管D2、 电感L3、电阻R9以及可调电阻R7,所述降压芯片U2的VIN引脚与锂电池的电源输出端连接， 并通过一电容C10接地，所述降压芯片U2的g/OFF引脚以及GND引脚均接地;所述降压芯片 U2的OUT引脚通过所述电感L3与所述接口 30X2的第一至第八引脚均相连;所述降压芯片U2 的OUT引脚还依次通过电感L3、电容C11接地;所述降压芯片U2的FB引脚通过所述电阻R9接 地，所述降压芯片U2的FB引脚与所述电阻R9之间的节点通过所述可调电阻R7与电感L3和电 容Cl 1之间的节点相连，电容C7与所述可调电阻R7并联连接;所述SM电路包括S頂芯片、电 容C19以及若干电阻，所述S頂芯片的GND引脚接地，I/O引脚通过电阻R30与VCC引脚相连，所 述S頂芯片的VCC引脚与所述电阻R30之间的节点还通过所述电容C19接地，所述S頂芯片I /0 引脚与所述电阻R30之间的节点还通过一电阻R32与接口 30X2的第二^^一引脚连接，所述 SIM芯片的CLK引脚通过一电阻R32a与所述接口 30X2的第二十三引脚连接，所述SM芯片的 RST引脚通过一电阻R32b与所述接口 30X2的第二十五引脚连接;所述蜂鸣电路包括蜂鸣器、 二极管D7、电阻R29、电阻R31、三极管Q1以及二极管D6,所述二极管D7的阳极与所述接口 30X2的buzzer引脚相连，阴极通过所述电阻R29与所述三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发 射极接地，所述二极管D7的阴极还通过电阻R31接地，所述三极管Q1的集电极与蜂鸣器的第 一端连接，还与所述二极管D6的阳极相连，所述二极管D6的阴极与所述蜂鸣器的第二端连 接，还直接接4V电源;所述信号提示驱动电路包括二极管D8、电阻R37、电阻R38、电阻R36、三 极管Q2以及发光二极管LED1，所述二极管D8的阳极与所述接口 30X2的Netl ight引脚相连， 阴极通过所述电阻R37与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极还通过所述电阻R38接 地，所述三极管Q2的发射极接地，集电极通过所述电阻R36与所述发光二极管LED1的阴极连 接，所述发光二极管LED1的阳极接4V电源;所述开关S6的第一端与所述降压芯片U2的输出 端连接，用于接4V电源，第二端通过一电阻R23与发光二极管LED3的阳极相连，还与所述接 口 30X2的第一至第八引脚均相连，所述发光二极管LED3的阴极接地;开关S6为GSM模块的电 源总开关。所述接口 30X2的第五十一引脚为AGND引脚，第五十引脚为GND引脚，所述GND引脚 通过一电阻R24与所述AGND引脚相连;所述接口 30X2的第四十引脚为接收引脚，第四十二引 脚为发送引脚，所述接口 30X2的接收引脚通过所述GSM接口电路P6与所述主控芯片的发送 弓丨脚PB6相连，所述接口 30X2的发送引脚与所述主控芯片的接收引脚PB7相连。GSM模块与主 控STM32F103ZET6的通讯方式为串口通信，其RX、TX端口分别为串口通信的接收与发送端， 分别与主控STM32F103ZET6的ro6(TX)引脚、PB7(RX)引脚相连接。在GSM模块中，包括一个复 位开关S7，复位开关S7的第一端与接口 30X2的第三十四引脚相连，第二端接地。复位开关S7 与接口 30X2的第三十四引脚之间的节点还通过一电阻接4V电源。上述GSM模块的结构较为 简单，可以降低厂商的制作成本。
[0051 ]本实用新型的智能拐杖，在现有的拐杖上增加了GPS模块、SD卡、主控电路、GSM藏 以及无线接收模块以及它们之间的电路结构连接关系，通过它们之间的电路结构连接基 础，能够实现以下功能:通过Zigbee接收模块能够接收位于老人所住的房屋大门上的门禁 系统发出的到XX地方的信号，主控电路通过接收到的信号驱使GSM模块短信到该老人的赡 养人的手机中，以便该老人的赡养人能够即时了解老人的出行情况，主控芯片在接收到门 禁系统发送的信号后，可以在预定时间后，打开老人拐杖上的GPS模块，对该老人进行实时 定位，老人的赡养人可以通过手机或电子设备实时监控老人的行踪以前实时位置。上述电 路结构能够为赡养人对老人的行踪进行监控提供了基础，并且上述电路结构的结构简单。 [0052]以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利 用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结果或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种智能拐杖，包括拐杖本体，其特征在于:在拐杖本体上设置有监控系统，所述监 控系统包括:主控电路、与主控电路输入端电连接的按键模块、与所述主控电路的输出端电 连接的GSM模块、与所述主控电路的数据传输端电连接的SD卡电路、与所述主控电路的GPS 信号接收端电连接的GPS模块、短距离无线接收模块以及电源模块。2. 如权利要求1所述的智能拐杖，其特征在于:所述电源模块包括第一电源转换电路及 第二电源转换电路，所述第一电源转换电路包括降压芯片U3、若干电容、电感L1、电阻R20、 可调电阻R15、二极管D4,所述降压芯片U3的VIN引脚与锂电池的电源输出端相连，用于接收 锂电池输出的12V直流电源，所述降压芯片U3的VIN引脚还通过一电容C160接地;所述降压 芯片U3的！^/OFF引脚以及GND引脚均接地;所述降压芯片U3的OUT引脚通过所述电感L1输 出+5V电源，以用于为所述GPS模块和GSM模块的GSM接口电路供电，所述降压芯片U3的OUT弓| 脚还通过所述电感L1与第二电源转换电路相连，所述降压芯片U3的OUT引脚还依次通过电 感L1、电容C17接地;所述降压芯片U3的FB引脚通过所述电阻R20接地，所述降压芯片U3的FB 引脚与所述电阻R20之间的节点通过所述可调电阻R15和电感L1与电容C17之间的节点相 连，一电容C14与所述可调电阻R15并联连接； 述第二电源转换电路包括降压芯片U1、若干电容、电感L2、电阻R50、可调电阻R30a、二 极管D10,所述降压芯片U1的VIN引脚与所述降压芯片U3的OUT引脚相连，用于接收经过第一 电源转换电路转换后输出的+5V电源，所述降压芯片U1的VIN引脚还通过一电容C50接地;所 述降压芯片U1的g^/OFF引脚以及GND引脚均接地;所述降压芯片U1的OUT引脚通过所述电 感L2输出+3.3V电源，以用于为主控电路、按键模块供电；所述降压芯片U1的OUT引脚还依次 通过电感L2、电容C600接地;所述降压芯片U1的FB引脚通过所述电阻R50接地，所述降压芯 片U1的FB引脚与所述电阻R50之间的节点通过所述可调电阻R30a和电感L2与电容C600之间 的节点相连，一电容C100与所述可调电阻R30a并联连接。3. 如权利要求2所述的智能拐杖，其特征在于:所述主控电路包括主控芯片、为主控芯 片供电的供电电路、与主控芯片连接的晶振电路以及复位电路，所述主控芯片采用型号为 STM32F103ZET6 的单片机； 所述供电电路包括电阻R13、电容C20以及电容C22,所述电阻R13的第一端接3.3V电源， 第二端与所述主控芯片的VDDA引脚相连，还分别通过电容C20以及电容C22接地，所述主控 芯片的VSSA引脚接地； 所述晶振电路包括晶振Y1、晶振Y2、电阻R14、电容C16、电容C19、电容C21以及电容C23， 所述晶振Y1的第一端与所述主控芯片的PC15引脚连接，还通过所述电容C19接地，第二端与 所述主控芯片的PC14相连，还通过电容C16接地;所述晶振Y2的第一端与所述主控芯片的 0SC_IN引脚相连，第二端与所述主控芯片的0SC_0UT相连，所述晶振Y2第二端还通过所述电 阻R14与第一端相连，所述晶振Y2的第一端和第二端分别通过电容C23和电容C21接地； 所述复位电路包括按键RESET1、电容C18以及电阻R12,所述电阻R12的第一端接3.3V电 源，第二端通过电容C18接地，所述按键RESET1与所述电容C18并联连接，所述电阻R12与所 述电容C18之间的节点与所述主控芯片的NRST引脚相连。4. 如权利要求3所述的智能拐杖，其特征在于:所述按键模块包括设于拐杖本体的把手 上的按键S31、按键S41、按键S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62，所述按键 S31、按键S41、按键S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62的第一端分别通过电 阻R222、电阻R266、电阻R277、电阻R288、电阻221、电阻261、电阻271、电阻281与3.3V电源连 接，所述按键S31、按键S41、按键S51、按键S61、按键S32、按键S42、按键S52、按键S62的第二 端均接地;所述按键S31与所述电阻R222之间的节点与所述主控芯片的PEO引脚相连，按键 S41与电阻R266之间的节点与主控芯片的PE 1引脚相连，按键S51与电阻R277之间的节点与 所述主控芯片的PE2引脚相连，按键S61与电阻R288之间的节点与所述主控芯片的PE3引脚 相连，按键S32与电阻R221之间的节点与所述主控芯片的PE4引脚相连，按键S42与电阻R261 之间的节点与所述主控芯片的PE5引脚相连，按键S52与电阻R271之间的节点与所述主控芯 片的PE6引脚相连，按键S62与电阻R281之间的节点与所述主控芯片的PE7引脚相连。5.如权利要求3所述的智能拐杖，其特征在于:所述GSM模块包括接口 30X2、与接口 30X2 连接的SM电路、话筒电路、耳机电路、蜂鸣电路、信号提示驱动电路、以及第三电源转换电 路、开关S6以及GSM接口电路P6; 所述第三电源转换电路用于将12V输出电源转换为4V输出电源，包括降压芯片U2、若干 电容、二极管D2、电感L3、电阻R9以及可调电阻R7,所述降压芯片U2的VIN引脚与锂电池的电 源输出端连接，并通过一电容C10接地，所述降压芯片U2的!§/OFF引脚以及GND引脚均接 地;所述降压芯片U2的OUT引脚通过所述电感L3与所述接口 30X2的第一至第八引脚均相连； 所述降压芯片U2的OUT引脚还依次通过电感L3、电容C11接地;所述降压芯片U2的FB引脚通 过所述电阻R9接地，所述降压芯片U2的FB引脚与所述电阻R9之间的节点通过所述可调电阻 R7与电感L3和电容C11之间的节点相连，一电容C7与所述可调电阻R7并联连接； 所述S頂电路包括SM芯片、电容C19以及若干电阻，所述SM芯片的GND引脚接地，I/O引 脚通过电阻R30与VCC引脚相连，所述SM芯片的VCC引脚与所述电阻R30之间的节点还通过 电容C19接地，所述S頂芯片I/O引脚与所述电阻R30之间的节点通过一电阻R32与接口 30X2 的第二十一引脚连接，所述S頂芯片的CLK引脚通过一电阻R32a与所述接口 30X2的第二十三 引脚连接，所述S頂芯片的RST引脚通过一电阻R32b与所述接口 30X2的第二十五引脚连接； 所述蜂鸣电路包括蜂鸣器、二极管D7、电阻R29、电阻R31、三极管Q1以及二极管D6,所述 二极管D7的阳极与所述接口 30X2的buzzer引脚相连，阴极通过所述电阻R29与所述三极管 Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，所述二极管D7的阴极还通过电阻R31接地，所述三 极管Q1的集电极与蜂鸣器的第一端连接，还与所述二极管D6的阳极相连，所述二极管D6的 阴极与所述蜂鸣器的第二端连接，还直接接4V电源； 所述信号提示驱动电路包括二极管D8、电阻R37、电阻R38、电阻R36、三极管Q2以及发光 二极管LED1，所述二极管D8的阳极与所述接口 30X2的Netlight引脚相连，阴极通过所述电 阻R37与三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的基极还通过所述电阻R38接地，所述三极管 Q2的发射极接地，集电极通过所述电阻R36与所述发光二极管LED1的阴极连接，所述发光二 极管LED1的阳极接4V电源； 所述开关S6的第一端与所述降压芯片U2的输出端连接，用于接4V电源，第二端通过一 电阻R23与发光二极管LED3的阳极相连，还与所述接口 30X2的第一至第八引脚均相连，所述 发光二极管LED3的阴极接地； 所述接口 30X2的第四十引脚为接收引脚，第四十二引脚为发送引脚，所述接口 30X2的 接收引脚通过所述GSM接口电路P6与所述主控芯片的发送引脚PB6相连，所述接口 30X2的发 送引脚与所述主控芯片的接收引脚PB7相连。6.如权利要求1所述的智能拐杖，其特征在于:所述无线接收模块为Zigbee接收模块。
【文档编号】A45B3/00GK205456619SQ201620122360
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】张里, 李林峻, 邓代旭, 顾福源, 李军, 曾雯, 张垚, 张昌兴, 林高翔, 张娅, 王显豪
【申请人】重庆理工大学