电气专业+基于51单片机的老人防跌倒GPS定位报警器-毕业论文

基于单片机的老人防跌倒报警器的设计摘要：针对老年人易跌倒、出行安全存在重大隐患问题，本文提出一种基于STC12C5A60S2单片机的防跌倒报警器的设计方案；给出总体方案以及硬件电路方案，并进行防跌倒报警器的软件设计，最后进行功能测试，确保报警器运行稳定可靠，实现跌倒自动警报、及时定位的功能。

0 引言在当今社会人口老龄化不断加剧，老年人的健康和生命安全已是当务之急。

利用高技术手段来改善老年人的健康状况，是目前国内外的一个热点问题。

有关的研究表明，超过半数以上的老人因为跌倒而就医；摔倒后伤情严重到需要住院的更是非常之多。

如果老年人在跌倒后不能及时就医并治疗，情况还会更糟。

从经济、实用的角度出发，针对一些老年人在行走或站立时突发跌倒的情况，设计一种跌倒检测装置。

在老年人跌倒触地前发出电信号把数据更快捷高效的传输到就近的救助站或亲人手中，从而实现老人跌倒后的及时救助。

1 系统总体设计防跌倒报警器主要组成部分包括电源模块、单片机最小系统、加速度传感器、GPS定位模块、信号发射模块、液晶显示屏、报警模块等。

使用者佩戴装置后通过加速度传感器实时监测使用者的加速度及倾角大小，在两个参数超过设定值时，单片机会收到这些信号进行处理，然后用单片机将消息传送到GSM模组，完成手机的报警操作，系统框图如图1.1所示。

图1.1 系统组成框图2系统硬件电路设计2.1 核心处理单元电路设计设计的核心处理单元主要由STC12A5C60S2单片机以及其外部电路组成，通过STC8单片机对摔倒加速度的数据进行分析和处理，发出控制信号控制显示电路将信息显示出来、发出蜂鸣报警，同时启动GSM模块发送短信到手机。

2.2加速度采集电路设计对于老人摔倒信号的检测，需要通过摔倒时的加速度来判断是否处于摔倒状态，这时就需要一个精度高，稳定性好的加速度传感器来检测数据，所以选用ADXL345加速度传感器作为加速度测量装置。

2.3 电源模块对于移动设备来说，它的电量和续航一直以来都是关键问题，本设计采用3.7V锂电池进行供电。

开发研究老人跌倒报警系统的设计于浩李姿*(沈阳工学院信息与控制学院，辽宁抚顺113122)摘要:本设计基于52单片机的老人跌倒报警系统，其目的是防止当老人受到外界作用摔倒后，长时间无法得到救助而引发一系列危险情况的发生。

设计中的主要传感器有3轴加速度传感器、GPS定位模块、GSM信号发射模块。

该设计具有快速反映老人跌倒，并能快速发出警报,增加被救助机会,减少伤害。

关键词:跌倒检测;GPS定位；GSM通讯1设计背景中国人口老龄化的问题已经是政策难题。

对于人数众多的老年人群体,日常生活中的安全问题就成了社会发展、科技发展中的关键问题。

如何减少老年人在外出行走时出现突发情况后引发危害，是我们需要考虑的问题与难点O 据世界卫生组织报告,2002年鋼有39.1万人死于跌倒,其中60岁以上的占50%以上,70岁以上的占40%,大约40%〜70%的跌倒会造成伤害，跌倒已经威胁到老年人的生命安全。

因此，采取一定措施为老年人提供救助是十分必要的。

本设计的老人跌倒报警系统可以有效解决老人摔倒后长时间无人救助这一问题。

设计中采用了通信和计算机技术。

可以在短时间内迅速检测老人是否发生跌倒并向家人发出警报，减少老年人跌倒后发生的二次伤害的现象。

2设计原理老人跌倒报警系统采用了STC89C52单片机为核心控制芯片，硬件电路配有加速度检测系统，可以检测当老人摔倒的一瞬间发生的角度变化,并将数据信号发送至单片机;外部电路还配有GPS定位系统,该系统可以更好地定位老人在摔倒后具体位置，增加救援几率;GSM模块是一款插入手机卡就可以发送信息的通讯模块，该模块在确认老人摔倒后，会向存储程序中的用户发送数据信息,增加救援机会。

本设计的具体功能分为5部分：(1)控制部分采用了STC89C52单片机作为控制器，该单片机是一款高性能、低功耗的8位微型控制器, STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进，使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

单片机控制的老人防跌倒系统硬件设计探讨一、引言老年人防跌倒系统是一种针对老年人跌倒引发的意外伤害而设计的辅助设备。

随着人均寿命的延长和老龄化问题的日益突出，老年人的健康和安全问题备受关注。

因此，研发一种能够及时检测老人跌倒并及时报警的防跌倒系统具有重要的现实意义。

本文将探讨一种基于单片机的老人防跌倒系统的硬件设计方案。

二、硬件设计方案（一）嵌入式单片机嵌入式单片机作为老人防跌倒系统的核心控制部件，负责采集和处理各种传感器信号，并实现与其他硬件模块的通讯和控制。

可以选择性能稳定、功耗低的常见单片机，如STM32系列、ATmega系列等。

通过编程控制，实现对传感器数据的采集、数据处理算法的运行和报警功能的触发。

（二）三轴加速度传感器三轴加速度传感器用于检测老人的行为动作，如跌倒、活动强度等。

通过感应老人身体的加速度变化，来判断是否发生了跌倒事件。

常用的三轴加速度传感器有MPU6050、ADXL345等，可直接通过I2C或SPI接口与单片机通讯。

（三）压力传感器压力传感器用于检测老人是否跌倒。

可将其放置在老人常踩的位置，如床底下、地面上。

一旦老人发生跌倒，传感器就会感应到来自地面的冲击并进行判断，通过与单片机的通讯，触发报警系统。

常见的压力传感器有薄膜式压力传感器、压阻式压力传感器等。

（四）红外传感器红外传感器用于检测老人是否离开了指定区域，如床边或房间门口。

通过发射和接收红外信号，并进行距离的计算，可以实现老人是否越过了限定区域。

常用的红外传感器有红外对射传感器、红外反射传感器等。

将红外传感器放置在限定区域进行监测，一旦老人离开区域，即触发报警系统。

（五）无线通信模块无线通信模块用于将报警信号发送给监护人或医护人员。

可以选择WiFi模块、蓝牙模块、GSM模块等进行数据传输。

通过与监护人的手机或电脑相连接，实现实时的数据传输和报警信息的发送。

（六）功放与喇叭功放与喇叭用于播放报警音。

当系统检测到老人发生跌倒或离开限定区域时，通过控制功放输出报警音，提醒附近的人员注意。

基于51单片机的防摔倒报警器设计与实现设计与实现基于51单片机的防摔倒报警器摔倒是老年人出现的常见问题之一，而老年人的骨骼和身体机能比较脆弱，如果不及时发现摔倒情况，可能会导致严重后果。

因此，设计一款基于51单片机的防摔倒报警器，可以及时监测老人的摔倒情况，发出报警信号，提醒周围的人们。

1.系统设计（1）摔倒检测模块：通过加速度传感器检测老人是否摔倒，加速度传感器可以感知老人体重在地面上的状态，如果发生突然的变化，则表示可能发生摔倒。

（2）报警模块：使用蜂鸣器作为报警器，当摔倒检测模块检测到摔倒事件时，触发报警模块发出蜂鸣声。

（3）控制模块：使用51单片机作为控制器，通过编程实现数据的采集、处理和控制，当摔倒事件发生时，控制报警模块发出报警信号。

2.系统原理加速度传感器的原理是基于质量对加速度的感知，当有外力作用于传感器上时，传感器将产生电压变化。

通过对加速度传感器的信号进行采样和处理，可以得到老人体重在地面上的状态。

当传感器监测到摔倒事件时，会向51单片机发送一个信号，51单片机接收到信号后，会触发报警器发出报警声。

3.系统实现（1）硬件设计：硬件部分主要由51单片机、加速度传感器、蜂鸣器和其他必要的电路元件组成。

将加速度传感器与51单片机连接，通过IO口进行数据传输。

将蜂鸣器与51单片机连接，通过IO口进行控制。

（2）软件编程：软件部分主要包括数据采集、数据处理和报警控制三个部分。

首先，在数据采集过程中，通过读取加速度传感器的数值，获取老人体重在地面上的状态。

然后，在数据处理过程中，判断传感器数值是否发生突然变化，如果发生变化，则说明摔倒事件发生。

最后，在报警控制过程中，触发报警器发出报警声，可以通过设置蜂鸣器的IO口为高电平来实现。

4.系统应用总结：。

本科毕业设计（论文）题目基于单片机的GPS定位系统设计姓名专业学号指导教师信息工程学院二○一五年六月目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (III)1 方案的选择与论证 (1)1.1 方案选择 (1)1.1.1 方案一 (1)1.1.2 方案二 (2)1.1.3 方案论证 (3)2系统软件仿真 (4)2.1 Proteus软件简介 (4)2.1.1 Proteus 的工作过程 (4)2.1.2 Proteus 调试手段 (4)2.2 系统的总体仿真 (5)2.2.1液晶显示模块 (6)2.2.2 GPS模块 (7)3 GPS定位系统硬件设计 (9)3.1 Keil软件介绍 (9)3.2 GPS定位系统硬件设计 (11)3.2.1 IAP15W4K58S4单片机 (11)3.2.2 按键模块设计 (11)3.2.3 按键液晶显示模块 (11)3.2.4 GPS模块 (12)3.2.5 SERF NEO-6 GPS信号接收模块 (13)3.2.6 稳压电路模块 (13)4 基于单片机的GPS定位系统的实现 (15)4.1 硬件部分的实现 (15)4.2 软件的烧录与调试 (16)4.3 最终实现的功能 (17)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录一：总体电路原理图 (22)附录二：实物图 (23)附录三：源程序 (24)基于单片机的GPS定位系统设计摘要本设计是基于IAP15W4K58S4单片机来实现的简易全球定位系统。

本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能。

此方案基于单片机、全球定位系统模块和1602字符型LCD液晶显示屏等硬件, 并应用C 语言实现了全球定位系统信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。

经过实践测试,这种接收机可以达到基本全球定位系统信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。

link appraisement邹 建 谢小芳 刘明星遵义医学院医学信息工程学院邹建（1996-）男，仡佬族，贵州遵义人，遵义医学院物联网工程专业士，讲师；刘明星（1995-）遵义医学院物联网工程专业过卸车系统设置压力超高泄放和氨气泄漏报警和喷淋系统，确保液氨在卸车过程中安全、可靠。

“氨气吸收系统”吸收了来自卸车、存储及液氨蒸发过程中泄漏的少量氨气，确保氨气不会泄漏至大气中。

“废水收集系统”收集液氨泄漏等突发情况下的含氨废水，防止氨水随意外排污染场地。

目前该控制系统已投入生产使用，控制效果良好。

图2 关键控制点DCS程序实例：GPS得到的数据：$GPRMC 105806.00，A，2743.37316， N，10704.32768，E，0.049，，100618，，，A*7D 将其转换成度（°）经度 = 107 + （ 4.32768 / 60 ）= 107.072128纬度 = 27 + （43.37316 / 60）= 27.722886调用高德德图API：https：///v3/geocode/regeo?key=35a3810a964c697f3acae6187238d36a&locati on=107.072128，27.722886&radius=1&extensions=b ase&batch=false&roadlevel=0key：是申请的秘钥；location：是经纬度坐标；radius：搜索半径；extensions：返回结果控制。

默认取值为base（返回基本地址信息），取值为all（返回基本地址信息，道路信息等）batch：批量查询控制；roadlevel：道路等级。

Key和location是必填项，其他选项可选。

需要了解更多参数请参考API文档—-地理/逆地理编码。

手机浏览如图4地理位置信息所示结语基于STC89C51单片机为核心，结合加速度模块、GPS模块与GSM模块实现预警摔倒和防走失系统的研究，图4 地理位置信息75页）。

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）毕业设计(论文)（本科生）基于单片机的防盗报警系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

2020.34科学技术创新老人防摔GPS 定位报警系统的设计韩金威（南阳医学高等专科学校，河南南阳473000）随着社会人口比例变化，大多数家庭都出现了老人多，年轻人少的情况，老人照顾不到位，老人安全问题成为每个家庭的安全隐患。

老年人摔倒现象时有发生，摔倒本身不会出现多大问题，但摔倒后处理不当会造成严重后果。

因此实时了解老年人独自上街的行为状态十分重要。

本文针对相关问题开展研究，设计出对应跌倒报警器，以51单片机为设计系统核心，包括可以检测出跌倒信号的传感器ADXL345进行跌倒识别，GPS 模块VK2828U7G5LF 部分实时检查老人位置信息，GSM 模块的SIM900能给监护人发去老人摔倒位置信息，使摔倒老人及时得到救助治疗，降低摔倒后的不利后果。

1线路设计1.1GSM 模块SIM900A 是通过串口发送AT 指令来完成控制的，所以我们需要一块多串口的51单片机STC12C5A ，检查好电源和接地后，SIM900A 的TXD 和RXD 分别连接到STC12C5A 的P3.0和P3.1即可。

当ADXL345检查到老人摔倒数据后，通过单片机指令实现老人摔倒后位置信息的发送。

1.2GPS 模块VK2828U7G5LF 通过串口通信与单片机进行数据传输，当芯片的PPS 指示灯1秒一闪烁绿灯时，它就开始实时定位了，它给单片机传输获得的定位数据，里面有、时间、位置信息等，只要产品开机并且该模块有信号就实时检查老人位置信息。

通过STC12C5A60S2对数据处理，让GSM 模块把信息发送到指定手机号上。

例如多个监护人电话号码、医院急救车电话等。

1.3ADXL345模块ADXL345是一款三轴、数字化的加速度传感器，它能测X 、Y 、Z 三个方向轴上的对应的速度信号。

该模块能够对各种条件下的加速度进行检测。

第一步主要通过其自带的感应器检测出加速度信号，然后进行信号转换，转换为可识别的模拟信号，从模拟信号和数字信号的定义可知，模拟量和数字量有着本质的差异。

基于单片机的老人防跌倒报警设计摘要：我们经常在新闻上见到的媒体报道，孩子出门在外打工，家里老人生病、住院、乃至去世。

本课题设计了一种基于单片机的老年人跌倒检测报警系统，依托51单片机，利用角度检测模块，对角度进行检测，来判断老人为何种状态，如果检测得出老人处于跌倒状态，系统会及时向亲友发出报警信息，关键词：单片机；报警系统；角度检测；GSM；1、引言现在市场上投入的老人跌倒检测报警系统，主要是被动式系统，是依靠老人按动报警器实现求救，性价比低、实时性弱、缺乏网络化和智能化。

为此，研制一种跌倒检测报警系统，以单片机为核心，角度检测模块、信号指示模块、GSM信号发送模块、按键控制模块、报警系统，可实现老人跌倒状态的实时检测和报警。

2、系统总体设计基于单片机的老人防跌倒报警设计【1】的主要工作原理和工作方式如下：在老人摔倒的时候，系统的中控系统就会通过角度检测模块来进行判断老人是否摔倒，如果老人确实摔倒，那么系统控制报警模块进行报警。

信号指示模块亮；如果老人是以不小心摔倒的，在老人自主站起来之后报警模块取消报警；如果老人不能自主的站立。

那么就会通过GSM信号发送模块给孩子发送信息通知他们老人出现状况及时治疗。

整个系统的结构图如图1所示：图1 系统结构图3、系统软硬件设计3.1 GSM报警模块【2】系统采用AT89C51单片机通过串口通讯来控制JB35G模块。

JB35G模块与单片机以9600bit/s，B，N，1的数据格式传递数据。

JB35G模块是借助GSM短信平台来收发数据的，一次从串口接收或发送的数据量不能超过140个字节。

通过JB35G专用软件的设置，可输入接收方手机号码，当危险发生时，可自动将报警信息发送至预先设置好的手机号码。

3.2 跌倒检测模块【3】工作原理如下：如果各边与水平方向有一些夹角，则其图像如图2.3（b）所示，X轴方向的加速度大小为Ax，其与水平线的夹角为α1，与重力加速度的夹角α；同理，Y轴方向的加速度为Ay，与水平线的加速度为β1，与重力加速度g的夹角为β；Z轴方向的加速度为Az，与水平线的加速度为γ1，与重力加速度g的夹角为γ。