目前，隨著人口老齡化程度的增加，老年人出行經(jīng)常會遇到一些困難，為了幫助老年人避免一些常見的出行困難，使老年人出行更加順利，子女在家更加放心，可以通過報警裝置在檢測到拐杖跌倒或者前方有障礙物進行報警，或者在老人休息時放音樂，實現(xiàn)安全出行。

1 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計

本設(shè)計的控制系統(tǒng)主要包括:傾斜模塊、超聲波模塊、語音模塊、光敏電阻模塊及電源等。

1.1 STC51單片機

STC90C51RC/RD+系列單片機是STC推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的單機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。

內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，當(dāng)時鐘頻率在6 MHz時，該復(fù)位電路是可靠的;當(dāng)時鐘頻率在12 MHz時，勉強可用。在要求不高的情況下，可在復(fù)位腳外接電阻電容復(fù)位。

1.2 HC-SR04超聲波模塊IS-015的情況下，測距范圍更遠，可達6 m,遠超一般超聲波測距模塊。采用CS-100A超聲波新版HC-SR04,性能遠超老版HC-SR04,US-015;在測距精度高于老版HC-SR04和測距SOC芯片，高性能，工業(yè)級，寬電壓、低價格，只有普通超聲波測距塊一半的個格，而性能遠超普通超聲波測距模塊。性能與US-025A相同，均采用CS-100A芯片，接口完全兼容。

1.3 GM55系列光敏電阻特性制成不同形狀和受光面積的光敏電阻廣泛應(yīng)用于玩具、燈具、照相機等行業(yè)。光敏電阻模光敏電阻是一種半導(dǎo)體材料制成的電阻，其電導(dǎo)率隨著光照度的變化而變化。這-塊對環(huán)境光線最敏感，一般用來檢測周圍環(huán)境光線的亮度，觸發(fā)單片機或繼電器模塊模塊在環(huán)境光線亮度達不到設(shè)定閾值時，DO端輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光線亮度超過設(shè)定閾值時，DO端輸出低電平;DO輸出端可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高電平，由此來檢測環(huán)境的光線亮度改變;DO輸出端可以直接驅(qū)動繼電器模塊，由此可以組成一個光控開關(guān)。小板模擬量輸出AO可以和AD模塊相連，通過AD轉(zhuǎn)換，可以獲得環(huán)境光強更精準(zhǔn)的數(shù)值。

1.4 MY1690-12P語音模塊

MY1690-12P是深圳市邁優(yōu)科技有限公司自主研發(fā)的一款小巧的微集成MP3模塊。采用MY1690-16S MP3主控芯片，支持MP3、WAV格式雙解碼。模塊最大支持32G TF卡;也可外接U盤或USB數(shù)據(jù)線連接電,腦更換SD卡音頻文件。該模塊內(nèi)置3 W功放，可以直接驅(qū)動3 W的喇叭，使用更方便。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

該軟件的開發(fā)采用了模塊化的方法?？刂葡到y(tǒng)首先對各個模塊進行硬件初始化，其中主要包括對超聲波掉塊、光照道塊，時鐘道塊等進行初始化，當(dāng)控制系統(tǒng)對各個道塊初始化之后，STC51單片機分別從傾斜模塊、超聲波模塊、光照模塊得到拐杖的物理狀態(tài)(是否摔倒)、當(dāng)前障礙物存在情況、環(huán)境光亮度，并將信息進行語音播報。如果拐杖處于傾倒?fàn)顟B(tài)，則單片機會驅(qū)動語音模塊進行報警，并且此時其它模塊都將停止工作;如果障礙物與拐杖的距離短于設(shè)定的距離時，STC51單片機驅(qū)動語音模塊提醒前方有障礙，如果拐杖所處的環(huán)境亮度變暗時，則LED燈會自動打開，否則，單片機會等待指令的下達。該

本文設(shè)計一款基于AT89C51單片機的智能拐杖系統(tǒng)，可以通過報警模塊在檢測到老人出行的危險行為后進行報警提醒，實現(xiàn)安全保護，當(dāng)傾倒傳感器檢測到智能拐杖傾倒時，會亭止其他功能并進行報警，避免老人摔倒未被及時發(fā)現(xiàn);當(dāng)超聲波傳感器檢測到智能拐杖前方出現(xiàn)障礙時，可以進行報警，當(dāng)光敏傳感器檢測到環(huán)境亮度的亮暗發(fā)生變化時，會自動地開關(guān)燈以方便出行。此款智能拐杖控制系統(tǒng)操作較為簡單、功耗較低，對老年人出行具有輔助作用，從而避免老人出行遇到危險并警示，具有一定的實際應(yīng)用價值。