一种基于智能拐杖的老年人辅助系统

摘要

本发明公开了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；该系统通过对周边衍生设备进行基于数据和功能的管理，将这些周边设备的感知能力和交互能力封装成面向上层应用的服务，并向上层应用层提供统一的服务接口，从而屏蔽了硬件层次的异构性；系统的中间服务层高度模块化、松耦合，提高了系统的可拓展性，支持后期新设备的不断接入，上层应用通过组装调用这些既有的服务开发新的应用，以动态拓展本系统的功能。

主权项

一种基于智能拐杖的老年人辅助系统，以拐杖作为载体，其特征在于：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；硬件底层还包括智能手环、智能手表以及智能织物，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；所述的中间服务层和应用层共同在具有运算、存储和通信能力的下位机平台上实现；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GPRS模块发送给第三方提供导航服务的云服务器，同时通过GPRS模块接收云服务器返回的导航路线；导航测算模块，根据中间服务层提供的GPS服务，将当前的地理位置信息与导航路线进行实时比对；语音提醒模块，根据导航测算模块的比对结果，当用户进入导航路线节点的预定距离范围内，语音提醒用户接下去的行走方向；所述的跌倒检测应用单元包括：加速度检测模块，根据中间服务层提供的三轴加速度服务，通过分析三个轴上的加速度信息来判断拐杖的姿态；声音预警模块，根据拐杖的姿态判断用户是否跌倒，若是，则启动蜂鸣警报；无线报警模块，根据拐杖的姿态判断用户是否跌倒，若是，则启动短信收发功能，向预设的电话号码发送报警短信，告知指定监护人。