[发明专利]一种基于智能拐杖的老年人辅助系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机智能技术领域，具体涉及一种基于智能拐杖的老年人辅助系统。

背景技术

近年来，中国的老龄化问题日趋严重，老龄化的到来催生了老年辅助设备市场的兴起。这些老年辅助设备大到针对老年人的智能康复床，小到能够及时提醒用药的智能药盒。但面向老年人的辅助设备往往价格昂贵，功能单一，拓展性差，交互方式背离老年人所独有的生理特征，并没有为市场所广泛认同。

另一方面，各种穿戴式设备不断涌现，其已经从实验阶段进入了商用阶段，应用范围涉及健康、增强现实、交际等等方面，具体的设备包括各种智能手环、智能手表、智能织物等。但是受限于这些智能设备有限的硬件资源，其功能相对单一、独立，彼此间无法进行方便的交互和协作，其强大的环境感知能力以及基于人体某一部位的交互手段并没有得到最大化的利用。

目前，市场上存在一种智能拐杖产品可对人和障碍物进行探测，其包括包括把手和杖体，在把手上设置有控制装置和报警装置，杖体上设置有探测装置和电源；报警装置通过控制装置与探测装置电线连接，电源分别给报警装置、控制装置和探测装置供电。探测装置用于对人和障碍物进行探测；报警装置用于将探测装置探测到的信息反馈给使用者；控制装置接收探测装置的探测信号并传输给报警装置。该产品不仅拥有一般拐杖的功能，还能对周围的人和障碍物进行探测，并通过语音播报和振动提示告知拄拐人。在语音播报时可提示前方物体是人还是其它障碍物。虽然该产品起到了障碍物提醒功能，但此类产品提醒功能单一，并不具备播报语音提醒、跌倒报警及导航等功能，实用性差。

市场上还存在一些跌倒报警等拐杖，但其报警方式大多是不停的发出警报声，同时报警时有LED灯闪烁，这样的报警方式只是能周围的人及时发现跌倒的老人，如果是老人是独自一人行走的情况，这样的报警方式便无法发挥作用，实用性差。再如，公开号为CN 202069062U的专利公开的智能拐杖，是老人跌倒后手动求助和报警，以及需要手动按按钮才能拨打相应的电话，如果老人手脚不灵活，则很难实现老人跌倒报警，而且对于手脚不灵活的老人，有在正常行走没有摔倒的时候错按了报警键，导致误报警，特别是如果老人跌倒后或者跌倒后处于昏迷状况，根本无法实现跌倒报警。

由此可见，现有技术主要存在以下几个缺陷：

(1)智能化程度差，需要手动报警。

(2)功能单一，实用性差。

(3)误报率高，老人独自行走不慎摔倒时得不到亲属的帮助。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于智能拐杖的老年人辅助系统，其以智能拐杖为中心，同时对周边衍生设备进行基于数据和功能的管理，并以统一的接口把数据和服务提供给上层应用，基于这些数据和服务开发应用，拓展系统功能。

一种基于智能拐杖的老年人辅助系统，以拐杖作为载体，包括硬件底层、中间服务层和应用层；

所述的硬件底层包括加速度传感器、GPS接收器、超声波收发器和无线通信模块；

所述的中间服务层针对硬件底层中不同的硬件设备，为硬件设备规定与其适配的接口和封装方式，并接收硬件设备提供的信息且对这些信息进行解析和预处理，以向应用层提供对应的服务；

所述的应用层对中间服务层提供的各种服务进行组装调用，以实现超声波距离避障、一键回家导航以及跌倒检测报警三项功能应用。

所述的中间服务层以统一的接口把服务数据提供给应用层。

所述的应用层包括避障应用单元、导航应用单元和跌倒检测应用单元。

所述的硬件底层还包括智能手环、智能手表、智能织物等智能设备，这些智能设备通过无线通信模块将信息传送给中间服务层。

所述的避障应用单元包括：

距离估算模块，根据中间服务层提供的超声波服务，利用超声波发射信号及其经前方障碍物反射回波信号之间的时间差，计算出前方障碍物与拐杖之间的距离；

语音预警模块，判断距离估算模块计算出的距离是否小于设定的距离阈值，若是，则语音提示前方有障碍物；

振动预警模块，判断距离估算模块计算出的距离是否小于设定的距离阈值，若是，则启动振动预警。

所述的导航应用单元包括：

导航路线请求模块，根据中间服务层提供的GPS服务，将当前的地理位置信息与预设的家庭地理位置信息转换成一条http请求，并将该http请求通过无线通信模块发送给第三方提供导航服务的云服务器，同时通过无线通信模块接收云服务器返回的导航路线；