[发明专利]一种基于嵌入式的多功能拐杖

权利要求书

1.一种基于嵌入式的多功能拐杖，包括手柄、支撑杆(1)和底座,其特征在于支撑杆(1)的上端和下端分别与手柄和底座固定连接，且支撑杆(1)的底部与底座中心螺纹孔螺纹连接；所述手柄前设置有微型摄像头记录仪(2)，底座下底面中心位置设置有红外线传感器(3)，所述手柄上设置有LED闪光警报灯(4)和按键(5)；所述支撑杆(1)内设置有控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)；

其中，控制器(6)用于控制GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)；

GPS模块(7)为主控制芯6片提供经纬度信息；

陀螺姿态角度测量模块(9)用于将角速度、角度转换为数字信号输出给控制器；

LED闪光警报灯(4)、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)供电；

蜂鸣器(11)用于发出警报声音；

上端超声波传感器(12)和下端红外线数字避障传感器(13)均用于避障；

RFID电子标签(14)用于室内定位使用者的所在位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的多功能拐杖，其特征在于上端超声波传感器(12)和下端红外线数字避障传感器(13)均水平向下倾斜30°安装可基本满足不同身高段的使用者要求，上端超声波传感器(12)应设置在距手柄5cm左右的位置，下端红外线数字避障传感器(13)应设置在距离底座5cm以上的位置，防止行走过程中前方有障碍物。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于嵌入式的多功能拐杖，其特征在于该多功能拐杖工作过程如下：

当一键开关开启系统后，微型摄像头记录仪(2)、底部红外线传感器3、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)均同时打开，进入工作状态；微型摄像头记录仪(2)用来记录使用者前方的情况状态；陀螺姿态角度测量模块(9)处于不断自我检测状态，检测拐杖旋转的角度和角速度，并将角度和角速度转换为数字信号送入控制器(6)内，控制器(6)通过输入的数字信号判断拐杖此时是否异常，如果没有异常则判断下一时刻从陀螺姿态角度测量模块(9)输入的数字信号，否则进入异常状态：GPS模块将当前的位置信息传入到控制器(6)中，控制器(6)通过GSM/GPRS模块(8)向预设的亲人手机发短信，并上传数据到界面显示拐杖的当前位置信息，同时控制LED闪光警报灯(4)开启；底部红外线传感器3不断采集拐杖底部到地面的距离信号，并将距离信号传入到控制器(6)中，控制器(6)判断传入的信号是否偏离规定的数值范围，如果检测到距离信号偏离规定的数值范围，控制器(6)立即向蜂鸣器(11)发出启动信号，蜂鸣器(11)随即就会警报，否则继续判断下一时刻的距离信号；上端超声波传感器(12)以及下端红外线数字避障传感器(13)将不断采集前方物体的距离信号，并将信号传入到控制器(6)中，控制器(6)判断传入的信号是否低于规定的数值，如果检测到低于规定的数值范围，控制器(6)立即向蜂鸣器(11)发出启动信号，蜂鸣器(11)随即就会警报，否则继续判断下一时刻的距离信号；RFID电子标签为无源的电子标签，设置在室内位置，当读写器识别到RFID电子标签的信息后，通过读卡器的位置信息获知拐杖的信息；一键报警能够直接启动LED闪光警报灯(4)和蜂鸣器(11)；一键取消报警可以直接关闭LED闪光警报灯(4)和蜂鸣器(11)；一键开关可以打开和关闭整个系统。

4.根据权利要求3所述的一种基于嵌入式的多功能拐杖，其特征在于控制器(6)采用的是正点原子的STM32F103ZET6最小系统板；底部红外线传感器(3)采用的是天士凯公司的红外线数字避障传感器；GPS模块(7)采用的型号为NEO-6M；GSM/GPRS模块(8)采用的是天士凯公司的SIM800C开发板；陀螺姿态角度测量模块(9)采用的是天士凯公司的JY901倾角仪串口(9)轴加速度计传感器陀螺姿态角度测量模块；上端超声波传感器(12)采用的是天士凯公司的HC-SR04超声波模块；下端红外线数字避障传感器(13)采用的是天士凯公司的红外线数字避障传感器。