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
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。
107、基于51单片机老人防跌倒体温检测GSM短信设计
第一章绪论
1.1课题背景及其意义
21世纪被称为“银发世纪”，人口老龄化是当今社会面临的重大挑战之一。
通常认为65岁以上的比率超过总人口的7%，就称为“老龄化社会”，而超过14%就称为“老龄社会”。目前，世界上所有发达国家都已经进入老龄社会，许多发展中国家正在或即将进入老龄社会。截至2008年底，我国65岁以上人口10956万人，占全国总人口的8.3%。中国作为世界上人口最多的发展中国家，人口老龄化的趋势加速发展，预计到2030年中国将进入深度老龄化，并超过日本成为全国人口老龄化程度最高的国家。
方案二
采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器，STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉，完全能满足本设计要求。
方案三
采用单片机芯片控制MSP430单片机是美国德州仪器（TI）推出的一种16位超低功耗的混合信号处理器（Mixed Signal Processor），主要是针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”混合信号处理的解决方案。MSP430F149是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，具有可靠性高、功耗低、扩展灵活、体积小、价格低和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域，有效地提高了控制质量与经济效益，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。然而其成本太高，故舍弃。
故选择方案二。
2.2.4无线遥控模块的选择
方案一
采用红外遥控模块系统进行无线控制，红外载波频率：38KHz，其理论遥控范围为8-10米，遥控范围内，电路简单，成本极低。
老人跌倒报警系统的设计
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
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
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：。
基于单片机的GPS定位系统设计毕业论文
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。
基于51单片机的预警摔倒和定位的设计
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）。
基于单片机的防盗报警系统设计毕业设计(论文)
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。
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---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要本产品设计了一种基于51单片机，利用ADXL345加速度传感器的跌倒实时检测系统，来实现来人摔倒后的报警。
用以完成老人跌倒后可以被及时发现并救助；它运用基于ＳＶＭ阈值法的三次判别算法；精准判断老人是否摔倒。
设计还使用了ＧＰＳ卫星定位模块；对老人摔倒后进行准确定位。
大量实践数据表明，设计产品对大多数情况都能正确判断，误报率较低，可有效的区分日常生活行为和跌倒行为，对老人摔倒检查正确率达到９0％，稳定性，识别率很高。
关键词：加速度传感器；阈值法；跌倒检测AbstractThe design of this product is based on 51 single-chip computer, using ADXL345 accelerometer real-time fall detection system, to achieve the alarm after people fall. It can be found and rescued in time after the elderly fall. It uses the three-time discriminant algorithm based on SVM threshold method to accurately judge whether the elderly fall or not. GPS satellite positioning module is also used in the design, which can accurately locate the elderly after falling down. A large number of practical data show that the design product can correctly judge most cases, and the rate of false alarm is low. It can effectively distinguish daily life behavior and fall behavior. The correct rate of fall detection for the elderly is 90%, stability and recognition rate is high.Key words: acceleration sensor; threshold method; fall detection摘要 (1)1 概述 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2研究现状 (4)1.3应用前景................................................................... 错误!未定义书签。
2 线路设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2模块分析 (5)2.2.1 GSM模块： (5)2.2.2 GPS模块： (6)2.2.3 ADXL345 模块： (6)2.2.4单片机STC12C5A60S2的功能及最小系统的电路设计 (7)3硬件简述： (10)3.1GPS模块VK2828U7G5LF部分 (10)3.2 ADXL345简要介绍 (17)3.3GSM模块简介 (19)4 软件设计 (21)4.1 keil应用 (21)4.2 Altium Designer应用 (21)4.3程序流程 (22)5.系统分析与调试 (24)6 设计心得体会 (26)参考文献 (27)附录 (29)原理图 (29)源程序............................................................................. 错误!未定义书签。
1 概述1.1研究背景及意义随着社会人口比例的变化老年人占比越来越高，大多数家庭都出现了老人多，年轻人少的情况，老人的照顾不到位，那么老人的安全问题往往成为了每个家庭的安全隐患。
老年人摔倒现象时有发生，摔倒本身大多数情况下没多大问题，问题往往出现在摔倒后的处理不当，造成严重的后果。
因此，准确判断老年人单独上街的行为状态，设计老年人跌倒GPS定位报警器显得十分重要。
根据上述现象，本文设计了一种基于51单片机的老年人跌倒GPS报警器，内置的跌倒检测传感器ADXL345可以进行跌倒识别，GPS模块VK2828U7G5LF部分可以实时检查老人的位置信息，GSM模块的SIM900能给监护人发去老人摔倒的位置信息，使摔倒老人及时得到救助，治疗。
尽可能的降低摔倒后造成的不利后果1.2研究现状现有的老年人防跌倒报警装置大多是通过无线对讲系统或者基于android智能手机APP研发的。
它们自动化程度高，有很强的专业性。
但是这也成为了它们的缺陷，因为大多数老年人使用现代化产品不熟练，或许并不会用，使用起来有很大困难。
况且老年人在跌倒以后，身体受到了冲击，更没有能力去操作APP 了，本设计操作简单易懂，自动化程度高，设施简单，原件成本较低，所以一款基于51单片机的老人防摔设计的研究势如破竹。
2 线路设计2.1设计思路本次设计的老人防摔设计主要是基于51单片机作为主控芯片、ADXL345电容式微机械三轴加速度计作为检测老人摔倒的检测传感器、还有GPS模块做为老人摔倒地址定位的传感器以及一块GSM模块进行通知亲友。
考虑到扩展的可能性，额外增加了一个继电器控制，可以自己外接认为摔倒减少伤害的模块。
详细的硬件框图如下：2.2模块分析2.2.1 GSM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。
2.2.2 GPS模块：通过串口通信与单片机相连接，当它工作的时候，就开始定位了，它将定位数据传输给单片机，数据遵守NMEA0183协议，里面有地面速度、时间、位置信息等，24小时检查老人位置信息。
我们可以直接对送过来的数据用C语言进行处理，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。
2.2.3 ADXL345 模块：ADXL345是一款三轴、数字化的加速度传感器，它能测X、Y、Z三个方向轴上的加速度，它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。
ADXL345首先由前端感应器件感应测得加速度的大小，然后由感应电信号器件转为可识别的电信号，这个信号是模拟信号。
ADXL345集成的A／D装换器将此模拟信号转换为数字信号。
当检查到老人摔倒时，通过单片机里的程序指令，让GSM模块发出求救信息，并使蜂鸣器报警。
2.2.4单片机STC12C5A60S2的功能及最小系统的电路设计STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机。
它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。
VCC：供电电压;GND：接地;P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高;P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收;P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号;P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INT0(外部中断0)P3.3 INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 WR (外部数据存储器写选通)P3.7 RD (外部数据存储器读选通)同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号;RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高平时间;ALE / PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效;PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN两次有效。
但在访问内部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现;EA/VPP：当EA保持低电平时，访问外部ROM;注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时，访问内部ROM。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP);XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入;XTAL2：来自反向振荡器的输出;单片机的引脚图如图3.3所示。