[17]REF_Ref164936302\r\h?？紤]到上述兩種方法的優(yōu)勢(shì)和局限，本文提出一種新型的跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)一種既不需要用戶自主操作又能有效應(yīng)對(duì)多種跌倒情況的報(bào)警系統(tǒng)。通過整合多樣化的傳感器，如加速度計(jì)和陀螺儀等，一旦檢測(cè)到跌倒事件，系統(tǒng)能夠迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以確保及時(shí)響應(yīng)。這樣的設(shè)計(jì)不僅能夠提高跌倒檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，還能為用戶提供更加及時(shí)和有效的安全保障。當(dāng)前，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)判斷跌倒與否的技術(shù)已成為研發(fā)領(lǐng)域的焦點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的日益普及，將這些尖端技術(shù)融入防跌倒系統(tǒng)的研發(fā)之中，無疑將極大地提升系統(tǒng)的實(shí)用性和效能，為老年人提供更加周到和高效的安全保障。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)老年人姿態(tài)并準(zhǔn)確判斷其是否跌倒方面所取得的突破，有助于降低老年人因跌倒而受傷的風(fēng)險(xiǎn)，也為家庭和社會(huì)帶來了更多的福祉和安寧。整個(gè)系統(tǒng)由以下電路組成：STC89C52單片機(jī)電路、ADXL345加速度傳感器電路、按鍵電路、蜂鳴器報(bào)警電路、LCD1602液晶顯示電路、GSM模塊電路、GPS模塊電路以及電源電路。這些電路協(xié)同工作，確保系統(tǒng)在跌倒發(fā)生時(shí)能夠迅速、準(zhǔn)確地響應(yīng)，確定用戶的位置，使其向預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信，實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間的有效救助，為用戶提供及時(shí)的安全保障。完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，此次論文的寫作章節(jié)如下：第一章緒論，闡述本設(shè)計(jì)所針對(duì)的老年人跌倒問題的具體現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，展現(xiàn)其深遠(yuǎn)的社會(huì)意義，并概述當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀。第二章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，介紹整個(gè)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，并分析、比較和確定方案，介紹本設(shè)計(jì)所需要的相關(guān)技術(shù)的工作原理。第三章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹該系統(tǒng)的具體的硬件與電路的構(gòu)成，其系統(tǒng)元件的性質(zhì)與操作手段等。第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要聚焦于該系統(tǒng)的軟件部分，涵蓋了程序編寫和串口程序燒錄兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第五章實(shí)物調(diào)試分析，給出實(shí)物演示過程的軟件調(diào)試和注意事項(xiàng)，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。第六章總結(jié)與展望，對(duì)本系統(tǒng)的現(xiàn)狀和不足以及應(yīng)用前景進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)未來有關(guān)防跌倒技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了分析。本次設(shè)計(jì)的老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)以下核心功能：1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)老人身體姿態(tài)；2、自動(dòng)短信報(bào)警和蜂鳴器提醒；3、遠(yuǎn)程獲取老人位置信息；為了實(shí)現(xiàn)老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的上述功能，我們采用了STC89C52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制器。在硬件組成方面，我選用了SIM900A+GSM模塊以實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警功能，NEO-6MGPS模塊用于獲取老人的位置信息，以及ADXL345陀螺儀傳感器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)老人的身體姿態(tài)。在軟件設(shè)計(jì)方面，我主要依托KEIL軟件作為編程平臺(tái)，并運(yùn)用C語言進(jìn)行程序的編寫。具體而言，我精心編寫了GSM驅(qū)動(dòng)程序、GPS驅(qū)動(dòng)程序以及摔倒檢測(cè)等多個(gè)模塊的子程序，以確保軟件功能的全面性和穩(wěn)定性，構(gòu)建了一個(gè)完整且高效的系統(tǒng)軟件架構(gòu)。如圖2-1所示為系統(tǒng)整體框架圖:圖2-1系統(tǒng)整體框架圖傳感器實(shí)時(shí)捕捉老年人活動(dòng)過程中產(chǎn)生的傾角數(shù)據(jù)，隨后將這些數(shù)據(jù)迅速發(fā)送給STC89C52單片機(jī)，作為處理子系統(tǒng)的核心。STC89C52單片機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后，會(huì)立即啟動(dòng)比較機(jī)制，將這些數(shù)據(jù)與內(nèi)部預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行精確比對(duì)。當(dāng)檢測(cè)到的傾角數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，單片機(jī)將迅速激活蜂鳴器，發(fā)出持續(xù)的報(bào)警聲音。在報(bào)警狀態(tài)持續(xù)期間，傳感器繼續(xù)監(jiān)控老人的傾斜角度。如果在這段時(shí)間內(nèi)，傳感器持續(xù)檢測(cè)到不符合閾值的傾角數(shù)據(jù)，且蜂鳴器仍處于報(bào)警狀態(tài)，系統(tǒng)將維持當(dāng)前的報(bào)警模式，直至傾角數(shù)據(jù)恢復(fù)正?；蚪邮盏绞謩?dòng)停止報(bào)警的指令。通過這種方式，系統(tǒng)不僅能夠迅速響應(yīng)跌倒等緊急情況，還能夠持續(xù)監(jiān)控老人的安全狀態(tài)，確保在需要時(shí)提供及時(shí)的援助和警示。方案一，主控制器將采用先進(jìn)的可編程邏輯器件——FPGA或CPLD。這些器件以其出色的運(yùn)算速度和并行處理能力而脫穎而出，尤其在航天、通信等高性能要求的領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)MCU等微控制器相比，F(xiàn)PGA/CPLD的綜合運(yùn)算速度顯著加快，展現(xiàn)出了無與倫比的優(yōu)勢(shì)。在軟件編程方面，F(xiàn)PGA/CPLD主要利用VHDL和VHERILOG兩種硬件描述語言進(jìn)行編程。相較于熟悉的C語言，這兩種語言的編程難度略有增加，特別是在進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、乘法除法等復(fù)雜操作時(shí)，編程的挑戰(zhàn)性尤為突出。此外，由于FPGA/CPLD屬于純硬件范疇，因此，對(duì)底層位的操作需要具備相當(dāng)高的專業(yè)知識(shí)和技能。雖然FPGA/CPLD的并行運(yùn)算特性使其在性能方面表現(xiàn)出色，但這也導(dǎo)致了其功耗相對(duì)較高。這意味著在滿足高性能需求的同時(shí)，如何有效地管理功耗成為一個(gè)需要關(guān)注的問題。在芯片使用上，這些器件通常需要+3.3V電源為其IO管腳供電，而+1.8V和1V電源則分別用于其內(nèi)核供電。這使得在電源供電方面，F(xiàn)PGA/CPLD的供電需求相較于單一供電要求的MCU更為復(fù)雜，這導(dǎo)致了在電源供電方面需要更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足上述要求，電源紋波的控制至關(guān)重要，必須達(dá)到有效水平；同時(shí)，電源芯片的質(zhì)量也必須提升至更高標(biāo)準(zhǔn)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。方案二，選擇經(jīng)典的STC89系列單片機(jī)是一個(gè)明智的選擇。它沿用了MCS-51的指令集，確保了與眾多現(xiàn)有代碼的兼容性。內(nèi)部集成了FLASH和ROM等存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)，允許用戶在編程時(shí)直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單片機(jī)的內(nèi)部FLASH中。這樣的設(shè)計(jì)確保了即便在電源中斷的情況下，數(shù)據(jù)也能得以保留，不會(huì)丟失。STC89系列單片機(jī)的開發(fā)平臺(tái)廣泛支持KEIL、IAR等多種環(huán)境，采用C語言進(jìn)行開發(fā)，大大降低了開發(fā)難度，使得初學(xué)者也能快速上手。它具備3個(gè)定時(shí)器和2個(gè)中斷，為開發(fā)者提供了豐富的控制選項(xiàng)。此外，它還支持ISP下載、串口下載等多種方式，方便了開發(fā)者在不同的開發(fā)場(chǎng)景中選擇最合適的下載方法。為確保數(shù)據(jù)的安全性，各大廠家對(duì)STC89系列單片機(jī)實(shí)施了加密措施，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。通常，外部采用12M晶振，由于其內(nèi)置12分頻功能，使得其最快速度可以達(dá)到1微秒執(zhí)行一條指令，這足以滿足大部分低速產(chǎn)品的應(yīng)用需求。方案三，選擇STC89C52F103作為主控芯片，這款32位MCU控制器來自ST公司，具有32位寬的內(nèi)部總線，展現(xiàn)出卓越的數(shù)據(jù)處理能力。其時(shí)鐘頻率最高可達(dá)72MHz，內(nèi)核基于廣泛應(yīng)用的ARM系列，確保了強(qiáng)大的運(yùn)算效率和兼容性。為了簡(jiǎn)化開發(fā)流程，ST公司提供了STC89C52CUBEMX配套工具。這款直觀易用的圖形化配置工具允許用戶輕松設(shè)置定時(shí)器、中斷、ADC等外設(shè)，從而顯著減少手動(dòng)編程的工作量。此外，STC89C52F103還配備了HAL庫(kù)函數(shù)，這些函數(shù)大大簡(jiǎn)化了開發(fā)流程，使開發(fā)者能夠更快速、高效地實(shí)現(xiàn)功能，逐漸取代了過去傳統(tǒng)的固件庫(kù)方式。這款MCU還集成了ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換功能和USART串口通信功能，為用戶提供了豐富的接口選擇。STC89C52F103以其出色的性能、便捷的開發(fā)工具和豐富的功能，成為眾多電子項(xiàng)目中的理想選擇。通過對(duì)上述三種主控制方案的分析，考慮到STC89C52系列芯片電路復(fù)雜度較低，用于較多的GPIO口，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，可編程性強(qiáng)，支持在線編程，ISP下載等功能，穩(wěn)定性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，應(yīng)用廣泛，在此選擇方案三來作為本次課題的主控制器。方案一，考慮使用家居或工業(yè)用電常用的220V交流電源作為系統(tǒng)的主要電源輸入。這種方案與日常生活和工作環(huán)境緊密相關(guān)，但確實(shí)需要一套電源轉(zhuǎn)換電路來確保安全供電。轉(zhuǎn)換過程中，需要利用降壓變壓器將220V交流電降至較低電壓，然后通過整流二極管將交流電轉(zhuǎn)為直流電，最后利用穩(wěn)壓芯片確保輸出電壓穩(wěn)定在5V，以滿足單片機(jī)及其相關(guān)器件的供電需求。盡管這一方案緊密貼合實(shí)際需求，但由于它所需的器件數(shù)量較多，導(dǎo)致成本相對(duì)較高，并且不利于實(shí)現(xiàn)便攜式的設(shè)計(jì)。方案二，選擇直接采用5V低壓直流電作為系統(tǒng)輸入。此方案不僅簡(jiǎn)化了電源轉(zhuǎn)換的繁瑣步驟，還降低了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，使設(shè)計(jì)者能夠?qū)⒏嗑性趦?yōu)化系統(tǒng)的核心功能和性能上。然而，由于5V直流電源相對(duì)較少，通常需要額外購(gòu)買相應(yīng)的電源適配器或?qū)ふ移渌娫摧斎虢涌?。盡管增加了適配器的成本，但總體來看，方案二的實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低。在對(duì)比兩種方案后，為了更加貼合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景并考慮到成本和便利性，我們選擇方案二作為電源供電設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方式不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了成本的降低，而且還充分滿足了單片機(jī)及其相關(guān)器件的供電需求，真正實(shí)現(xiàn)了高效、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的完美融合。2.4.1顯示模塊選型方案一，選擇OLED12864作為顯示模塊是一個(gè)兼具清晰度和功能性的決策。這款顯示器具備同時(shí)呈現(xiàn)64行，每行128個(gè)字符的文本信息的能力。對(duì)于需要展示大量文本或數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景來說，這無疑是一大優(yōu)勢(shì)，能夠確保信息展示的完整性和清晰度。OLED12864不僅支持全英文、數(shù)字和特殊字符的顯示，還具備出色的可讀性，使得信息傳達(dá)更加直觀清晰。在硬件連接方面，OLED12864模塊設(shè)計(jì)有7個(gè)管腳，除了必要的電源供電管腳外，還包含了背光亮度調(diào)節(jié)管腳、控制引腳和數(shù)據(jù)引腳。這使得模塊更加靈活，可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)節(jié)背光亮度，以達(dá)到最佳的視覺效果。但是成本相對(duì)較高，功耗較大，并且存在一定的工作壽命問題。方案二，綜合考慮，我選擇了LED1602作為顯示模塊。與OLED12864相比，雖然LED1602在顯示分辨率和功能上有所限制，但其性價(jià)比和實(shí)用性使其在許多應(yīng)用中仍具有吸引力。首先，LED1602的亮度表現(xiàn)優(yōu)異，得益于其背光照明設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)使得LED1602在亮度上能夠與高端LCD和OLED顯示器相媲美，尤其在戶外或白天的室內(nèi)環(huán)境下，LED1602的視覺效果更為出色。其次，LED1602在能源消耗方面令人欣慰。在相同的亮度水平下，LED1602相較于OLED顯示器能夠消耗更少的能量。這意味著使用LED1602不僅有助于節(jié)能環(huán)保，還能降低設(shè)備的運(yùn)行成本。同時(shí)，簡(jiǎn)單的電路也有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。綜上所述，LED1602低功耗，節(jié)能環(huán)保，使用壽命長(zhǎng)，顯示效果好，能顯示16×2個(gè)字符，不易受溫度電壓等因素的影響,具有較高的可靠性，因此選用LED1602。2.4.2陀螺儀傳感器采集模塊選型方案一，采用陀螺儀來檢測(cè)老人的運(yùn)動(dòng)信息。在日常生活中，我們所熟知的陀螺通常是具有均勻質(zhì)量分布和軸對(duì)稱形狀的。陀螺儀具備出色的精度和穩(wěn)定性，能夠提供精確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào)，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、控制等多個(gè)領(lǐng)域。陀螺儀通常被應(yīng)用于航空，航天，航海等領(lǐng)域。方案二，ADXL345傳感器模塊用于采集老年人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。該傳感器是三軸加速度傳感器。每個(gè)軸具有相應(yīng)的加速度。當(dāng)人體不慎摔倒時(shí)，三個(gè)軸上的加速度及其矢量和將產(chǎn)生明顯的變動(dòng)。此時(shí)，該模塊會(huì)迅速捕捉這三個(gè)軸上的加速度數(shù)據(jù)，通過細(xì)致分析這些加速度的變化，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷老年人是否發(fā)生了跌倒。該模塊上具有許多內(nèi)置寄存器，經(jīng)濟(jì)成本低廉且控制簡(jiǎn)單。由以上對(duì)比可以確定如對(duì)比表2-1傳感器對(duì)比：表2-1傳感器對(duì)比性能名稱陀螺儀ADXL345加速度傳感器復(fù)雜度較高一般穩(wěn)定性高高電路復(fù)雜度較高較低應(yīng)用航海，航天，航空加速度傳感器產(chǎn)品綜合以上，ADXL345加速度傳感器較一般的陀螺儀精度高，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)13位的分辨率，使用靜電保護(hù)和過電壓保護(hù)技術(shù)穩(wěn)定性高，低功耗，可在不失精度的情況下延長(zhǎng)壽命，最終選擇ADXL345加速度傳感器為本設(shè)計(jì)最終傳感器。2.4.3GPS定位系統(tǒng)選型方案一，采用VK2828U7G5LFGPS，該模塊具有高性能與穩(wěn)定性，支持多種數(shù)據(jù)格式，但是配置靈活性較低，不如NEO-6MGPS那樣支持詳細(xì)的串口配置。方案二，NEO-6MGPS模塊，模塊波特率默認(rèn)是9600，且自帶充電電池。定位性能極高，定位的覆蓋面廣，擁有很高的靈敏度，除此之外，該模塊本身小巧靈活，攜帶方便。綜上所述，根據(jù)本設(shè)計(jì)特點(diǎn)，老人跌倒需要更高配置要求的傳感器和定位系統(tǒng)，而且通過串口進(jìn)行多種參數(shù)設(shè)置，滿足特定應(yīng)用需求，NEO-6MGPS的性能更加符合本次設(shè)計(jì)，所以選擇NEO-6MGPS作為本次GPS定位系統(tǒng)。本章是基于單片機(jī)的老人防跌倒報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的整體設(shè)計(jì)方案，首先對(duì)于防跌倒系統(tǒng)的使用優(yōu)勢(shì)做了簡(jiǎn)單的介紹，在此基礎(chǔ)上，對(duì)于防跌倒系統(tǒng)方案主控芯片進(jìn)行選型并且繪制系統(tǒng)框圖。其次，對(duì)于電源供電方案進(jìn)行了選擇，最后對(duì)于主要顯示模塊和陀螺儀傳感器采集模塊進(jìn)行了介紹。本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能控制的電路原理圖如圖3-1所示：當(dāng)老人跌倒ADXL345通過檢測(cè)傾角，當(dāng)傾角大于設(shè)定的閾值，傳感器即通過SDA和SCL數(shù)據(jù)線向單片機(jī)傳輸相關(guān)的跌倒角度數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，它會(huì)利用其內(nèi)部存儲(chǔ)器中預(yù)存的跌倒檢測(cè)算法進(jìn)行運(yùn)算和分析。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的邏輯和條件，來分析接收到的數(shù)據(jù)，從而判斷這些數(shù)據(jù)是否表明發(fā)生了跌倒事件。在確認(rèn)跌倒的情況下，單片機(jī)將通過串口發(fā)送AT命令給GSM模塊。當(dāng)GSM模塊接收到指令后，它會(huì)立刻執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作，并隨后向單片機(jī)發(fā)送反饋結(jié)果。這一響應(yīng)激活了GSM模塊，使其能夠向通信設(shè)備發(fā)送短信通知。單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)可以選擇將短信內(nèi)容保存在其內(nèi)部存儲(chǔ)器中，以備后續(xù)分析或查詢。另一方面，GSM模塊還具備將短信內(nèi)容展示在LCD1602液晶屏幕上的功能，這樣無論是老人還是其他人都能即時(shí)查看并了解相關(guān)情況。同時(shí)GPS模塊通過衛(wèi)星計(jì)算距離確定老人的經(jīng)緯度，通過TXD向單片機(jī)P3.0引腳（RXD）發(fā)送數(shù)據(jù)。單片機(jī)的I/O接口巧妙地利用了三極管來放大電流，進(jìn)而觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出聲響，以提醒周圍的人注意老人跌倒的情況。圖中的5V電源電路為整個(gè)電路提供工作電流，為了老人使用更方便，設(shè)置了六個(gè)不同功能的按鍵控制整個(gè)電路和LCD1602液晶顯示屏。3-1電路原理圖3.2.1電源電路本系統(tǒng)選擇5V直流電源作為系統(tǒng)總電源,為整個(gè)系統(tǒng)供電,電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定。電源有一個(gè)的直流電源接口DC。它可以與USB電源線非間接的連接。它的一側(cè)能夠與直流電源插座完美匹配，而另一側(cè)則能與通用串行總線接口、便攜充電設(shè)備以及phone充電器等5伏特電源靈活結(jié)合。發(fā)光二極管是紅顏色的，被當(dāng)做整個(gè)框架的光感導(dǎo)航，1000歐姆的電流阻值，限制了電流，它的作用如下：為了發(fā)光二極管燈不易過度高溫，和發(fā)光二極管被燒壞，如圖為3-2為電源原理圖。圖3-2電源電路3.2.2復(fù)位電路除了電源供電，復(fù)位電路對(duì)控制器而言同樣不可或缺。它確保了系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)的程序從頭開始穩(wěn)定運(yùn)行，有效防止了失控情況的發(fā)生。復(fù)位操作主要有硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種形式，而在實(shí)際應(yīng)用中，硬件復(fù)位因其高度的可靠性而備受青睞。圖3-3展示了硬件復(fù)位電路的具體設(shè)計(jì)。在這個(gè)電路中，單片機(jī)的外部RST引腳通過專門的線路與復(fù)位電路緊密相連。在開機(jī)后0.1秒內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)的RST引腳會(huì)接收到一個(gè)持續(xù)時(shí)間約為0.1秒的高電平信號(hào)，從而觸發(fā)自動(dòng)復(fù)位操作，同時(shí)電容開始充電。當(dāng)按鍵被按下時(shí)，電路將發(fā)生短路現(xiàn)象，促使電容開始放電，進(jìn)而使電壓逐漸下降。當(dāng)RST引腳再次接收到高電平信號(hào)時(shí)，單片機(jī)便會(huì)執(zhí)行復(fù)位操作，從而重新啟動(dòng)并恢復(fù)到初始狀態(tài)。圖3-3復(fù)位電路3.2.3晶振震蕩電路時(shí)鐘的穩(wěn)定性與速度對(duì)單片機(jī)的性能有著決定性的影響。外部晶振的兩個(gè)引腳分別連接至單片機(jī)的XTAL1（負(fù)責(zé)接收輸入時(shí)鐘信號(hào)）和XTAL2（負(fù)責(zé)輸出時(shí)鐘信號(hào)），從而確保時(shí)鐘信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。其電路如下圖3-4所示。圖3-4晶振震蕩電路本設(shè)計(jì)采用PL2303串口燒寫模塊對(duì)編寫的程序進(jìn)行燒錄。該模塊通過USB接口進(jìn)行連接，極大地方便了使用過程。下面詳細(xì)解析PL2303串口燒寫模塊的引腳功能：其中，1腳負(fù)責(zé)輸出5V電壓，如果電路板已有外部5V電源供電，這一引腳可選擇不連接，以滿足不同場(chǎng)景下的使用需求；4腳則接地（GND）；2腳與單片機(jī)的RXD（接收數(shù)據(jù)）引腳相連；而3腳則與單片機(jī)的TXD（發(fā)送數(shù)據(jù)）引腳相接。PL2303串口燒寫模塊實(shí)物圖如3-5所示。PL2303串口燒寫模塊原理圖如圖3-6所示。圖3-5PL2303串口燒寫模塊實(shí)物圖圖3-6PL2303串口燒寫模塊原理圖在本設(shè)計(jì)中，STC89C52單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)采用了內(nèi)部程序啟動(dòng)方式，而未使用外部ROM。這意味著程序?qū)⒅苯訌膯纹瑱C(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器開始執(zhí)行。為了確保程序從內(nèi)部啟動(dòng)，應(yīng)將BOOT1和BOOT0引腳均設(shè)置為低電平。這樣的設(shè)置確保了單片機(jī)在上電或復(fù)位后，能夠正確地從內(nèi)部存儲(chǔ)器加載并執(zhí)行程序。鑒于系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中可能遭遇的復(fù)雜或特殊情況，本設(shè)計(jì)特別配置了報(bào)警電路，以向用戶提供及時(shí)的警示和救助。在本設(shè)計(jì)中，報(bào)警電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)巧妙地融合了蜂鳴器與PNP三極管。特別值得一提的是，三極管的基極與單片機(jī)的23腳緊密相連，從而實(shí)現(xiàn)了報(bào)警功能的精準(zhǔn)控制。如圖3-8所示，這種組合確保了在需要報(bào)警時(shí)，能夠發(fā)出清晰且響亮的聲音。需要注意的是，單片機(jī)的IO引腳在電流驅(qū)動(dòng)能力上相對(duì)有限，通常僅能提供幾毫安的電流。然而，蜂鳴器在發(fā)聲時(shí)所需的電流則至少需要幾十毫安。因此，為了保護(hù)單片機(jī)并確保蜂鳴器能夠正常工作，不能直接用單片機(jī)的IO引腳來控制蜂鳴器。為此，在設(shè)計(jì)中加入了三極管電路，通過它來間接控制蜂鳴器的開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了報(bào)警功能。三極管引腳介紹如圖3-7所示。圖3-7三極管引腳介紹圖3-8蜂鳴器報(bào)警原理圖在此次設(shè)計(jì)的老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，GSM短信提醒控制部分采用了SIM900A模塊。該模塊內(nèi)部高度集成了多種專用通信電路，不僅配備了內(nèi)存，還集成了射頻處理器等核心組件，能夠滿足多樣化的通信需求。單片機(jī)僅需通過與其接口進(jìn)行通信，SIM900A便能利用其內(nèi)部電路模塊將信號(hào)發(fā)射出去。這樣，用戶的手機(jī)便能接收到關(guān)于老人跌倒的地理位置數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的救護(hù)功能，從而極大地提升了系統(tǒng)的實(shí)用性和響應(yīng)速度。在SIM900A的電路設(shè)計(jì)部分，嚴(yán)格遵循了SIM900A模塊的定義。采用串口通信方式，只需將控制器的串口引腳RXD（接收）和TXD（發(fā)送）與SIM900A模塊的RXD和TXD進(jìn)行連接，便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與控制。SIM900A實(shí)物如圖3-10所示。SIM900A原理圖如圖3-11所示。圖3-10SIM900A3-11SIM900A原理圖GPS定位的原理：測(cè)量距離。為了確定用戶的具體位置，綜合考量多顆衛(wèi)星與用戶之間的距離數(shù)據(jù)。經(jīng)過精密的計(jì)算處理，這些數(shù)據(jù)能夠精確地描繪出用戶所處的地理位置，為用戶提供準(zhǔn)確的定位信息。如圖3-12定位原理圖所示：圖3-12定位原理定位原理公式：X1X2X3X4（1）X1（2）Y和Z分別表示在Y和Z方向上與第一顆衛(wèi)星的相對(duì)位置；（3）傳輸過程中所產(chǎn)生的的誤差用偽距C表示；（4）Vt在本設(shè)計(jì)中，模塊PPS引腳連接了紅色LED燈，當(dāng)燈常亮?xí)r表示模塊處于正常工作狀態(tài)但尚未定位，而燈閃爍時(shí)則表明定位成功。同時(shí)，GPS模塊的TXD發(fā)送數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)的P3.0引腳RXD接收數(shù)據(jù)端口相連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。此外，為了方便連接其他有源天線，本設(shè)計(jì)還預(yù)留了IPEX接口，用戶可以通過該接口將天線連接到模塊上。NEO-6MGPS模塊實(shí)物圖如圖3-13所示。GPS模塊電路原理圖如圖3-14所示。圖3-13NEO-6MGPS模塊實(shí)物圖圖3-14GPS模塊電路原理圖ADXL345傳感器擁有高達(dá)±16g的測(cè)量范圍，其中g(shù)代表重力加速度單位。因此，在本次設(shè)計(jì)中，我們主要借助ADXL345傳感器進(jìn)行精確的測(cè)量任務(wù)。這款傳感器不僅支持標(biāo)準(zhǔn)的I2C或SPI數(shù)字接口，還內(nèi)置了32級(jí)的FIFO存儲(chǔ)功能，大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理的靈活性和效率。此外，ADXL345還具備多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)能力和靈活的中斷方式，使其在復(fù)雜環(huán)境中也能穩(wěn)定可靠地工作。在感應(yīng)模塊中主要利用整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，使用這一組件最大程度上減少封裝空間。ADXL345傳感器在陀螺儀和加速度計(jì)上均采用了三個(gè)高精度的16位ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器），確保能夠?qū)⑺东@的模擬信號(hào)精確地轉(zhuǎn)化為可供系統(tǒng)處理的數(shù)字信號(hào)。在數(shù)據(jù)傳輸方面，ADXL345與所有設(shè)備寄存器之間的通信均通過高速的400kHzI2C接口實(shí)現(xiàn)。為了提高檢測(cè)過程中的精確性以及確?？梢赃M(jìn)行快速和慢速的運(yùn)動(dòng)的跟蹤，在傳感器的測(cè)量范圍設(shè)置中都可以根據(jù)用戶自身需求進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的控制操作。其主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體在XYZ三個(gè)方向上的加速度變化。通過這些數(shù)據(jù)，我們可以準(zhǔn)確地判斷用戶是否不慎摔倒。為了確保傳感器與單片機(jī)之間的順暢通信，采用了IIC通信協(xié)議。單片機(jī)的P20與ADXL345的SCL引腳相連，單片機(jī)的P21與SDA相連，ADXL345實(shí)物圖如圖3-15所示。ADXL345原理圖如圖3-16所示。圖3-15ADXL345實(shí)物圖圖3-16ADXL345原理圖1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，原理圖如圖3-18所示。液晶1接GND,液晶2接VCC5V正電源，3腳是液晶的對(duì)比度調(diào)整端，接地時(shí)對(duì)比度最高，一般3腳與地阻值為2k-3.9k，3腳與電源之間的阻值為10k左右。液晶的4-14腳接單片機(jī)的I/O口。15腳為背光的電源正極，16腳為背光的電源負(fù)極。1602LCD液晶顯示屏實(shí)物如圖3-17所示。圖3-171602LCD液晶顯示屏圖3-181602LCD原理圖本章致力于探討基于單片機(jī)的老人防跌倒系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)。首先，深入剖析了系統(tǒng)的總體電路工作原理，以明確各個(gè)部分如何協(xié)同工作。隨后，針對(duì)各個(gè)模塊電路進(jìn)行了詳盡的分析，包括時(shí)鐘電路、相關(guān)報(bào)警電路以及主要硬件模型等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要采用KeiluVision5軟件編寫，程序語言按照C語言編寫。系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)運(yùn)行流程圖系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先進(jìn)行初始化，板子數(shù)值是沒有反應(yīng)，當(dāng)板子傾斜一定角度時(shí)就會(huì)判斷按鍵是否按下，若按下，則繼續(xù)判斷傾斜角度是否符合閾值，若符合，進(jìn)行位置信息采集，然后控制蜂鳴器不報(bào)警，若角度不符合，則進(jìn)行位置信息采集，接著觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警；若按鍵未被按下，則直接進(jìn)行角度采集，然后進(jìn)行與上面同樣的步驟，以此循環(huán)往復(fù)。針對(duì)按鍵的抖動(dòng)問題，我們可以采用軟件方法進(jìn)行有效解決。具體來說，我們可以在程序中引入時(shí)間延遲機(jī)制，待按鍵信號(hào)穩(wěn)定后再進(jìn)行觀測(cè)。如果在延遲時(shí)間過后，按鍵被按下后能夠立即恢復(fù)正常狀態(tài)，說明按鍵工作正常且結(jié)束。然而，如果按鍵在延遲之后依然出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，那么這確實(shí)說明按鍵抖動(dòng)問題存在。為了更直觀地理解按鍵程序的執(zhí)行流程，我們可以參考圖4-2中的按鍵程序框圖，從中獲取一定程度的了解。圖4-2按鍵檢測(cè)在按鍵檢測(cè)流程中，首先判斷是否有按鍵被按下。如果沒有檢測(cè)到按鍵按下，則繼續(xù)返回進(jìn)行按鍵掃描，以確保按鍵動(dòng)作的持續(xù)性。若檢測(cè)到按鍵動(dòng)作，則引入延時(shí)函數(shù)進(jìn)行去抖動(dòng)處理。通過引入延時(shí)，使前沿抖動(dòng)自然消逝，隨后再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，以確保準(zhǔn)確識(shí)別按鍵的輸入意圖。如果此時(shí)按鍵仍保持閉合狀態(tài)并維持相應(yīng)的電平，則可以確定為真正的按鍵按下動(dòng)作。一旦確認(rèn)有鍵按下，隨后將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，由單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的操作語句。值得注意的是，按鍵釋放時(shí)可能會(huì)存在后沿抖動(dòng)，但在大多數(shù)情況下，這并不需要特別處理。為了確保按鍵能夠被完全釋放，我們可以利用while()循環(huán)來持續(xù)監(jiān)測(cè)按鍵狀態(tài)的變化，直至按鍵完全釋放完畢。這樣，就能夠確保按鍵操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。本次采用的是SIM900A的GSM模塊，其在進(jìn)行短信控制時(shí)采用的是串口方式，因此本質(zhì)上就是通過串口進(jìn)行命令的發(fā)送。其流程如圖4-3所示：圖4-3GSM發(fā)送短信流程圖插入SIM卡并給模塊上電后，模塊會(huì)自動(dòng)搜索信號(hào)。通過串口助手向模塊發(fā)送AT指令，若模塊返回“OK”，則代表連接成功。隨后，設(shè)置模塊為GSM模式，并通過發(fā)送AT+CMGF=1指令將短信模式設(shè)置為文本模式，這樣我們就可以以文本形式發(fā)送和接收短信了。隨后，我們發(fā)送AT+CMGS指令并附上目標(biāo)電話號(hào)碼，然后等待模塊返回‘〉’字符，這標(biāo)志著已經(jīng)可以開始輸入短信內(nèi)容了。在輸入完短信內(nèi)容后，發(fā)送一個(gè)特殊的AT指令，即發(fā)送十六進(jìn)制的0x1A來標(biāo)識(shí)短信內(nèi)容的結(jié)束并開始發(fā)送過程。發(fā)送短信后，我們需要等待SIM900A的響應(yīng)來確認(rèn)短信是否發(fā)送成功。如果發(fā)送失敗，需要根據(jù)模塊的返回信息來處理錯(cuò)誤，可能需要重新發(fā)送短信。最后，處理發(fā)送結(jié)果。若短信發(fā)送成功，我們將記錄發(fā)送結(jié)果，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作，例如發(fā)送成功通知或進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。然而，若短信發(fā)送失敗，我們將根據(jù)失敗的具體原因采取相應(yīng)的處理措施，如重新嘗試發(fā)送短信或向用戶提示短信發(fā)送失敗的信息。本次采用的是NEO-6MGPS模塊，單片機(jī)在控制時(shí)就是通過串口去接收數(shù)據(jù)，然后將坐標(biāo)信息解碼得到。其流程如圖4-4所示：圖4-4GPS流程圖GPS接收機(jī)負(fù)責(zé)接收來自衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，隨后將這些信號(hào)傳遞給單片機(jī)的信號(hào)處理模塊。在信號(hào)處理模塊中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被用來解碼GPS信號(hào)，從而提取出衛(wèi)星的位置、時(shí)間等關(guān)鍵信息。進(jìn)一步地，信號(hào)處理模塊會(huì)根據(jù)這些信息計(jì)算出衛(wèi)星與接收機(jī)之間的距離。最后，單片機(jī)通過其I/O端口將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)傳送至LCD屏幕或其他顯示設(shè)備，以便用戶能夠直觀地查看這些信息。GPS同時(shí)接收多顆衛(wèi)星的信號(hào)，計(jì)算衛(wèi)星信號(hào)的交匯點(diǎn)，即GPS的位置，通過串口、無線模塊等方式傳輸?shù)狡渌O(shè)備或服務(wù)器上。本次采用的是ADXL345傳感器，其可以檢測(cè)X,Y,Z三個(gè)方向的加速度值，系統(tǒng)上電后，單片機(jī)根據(jù)ADXL345的協(xié)議要求，輸出相應(yīng)的地址去讀取這三個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù)來進(jìn)行判定。如圖4.5所示。圖4.5加速度傳感器流程圖首先，對(duì)52單片機(jī)進(jìn)行初始化，確保單片機(jī)處于正常工作狀態(tài)。將ADXL345傳感器與52單片機(jī)進(jìn)行連接。根據(jù)所選擇的通信方式（SPI或I2C），配置單片機(jī)的相應(yīng)通信接口。通過配置好的通信接口，向ADXL345傳感器發(fā)送指令，請(qǐng)求其發(fā)送加速度數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)拱l(fā)生時(shí)，傾角傳感器通過X,Y,Z三軸方向上的加速度和預(yù)先設(shè)置好的闕值比較，超過闕值，通過SDA接口傳送到STC89C52單片機(jī)中，單片機(jī)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷激活相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)。單片機(jī)對(duì)解析后的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的加速度數(shù)據(jù)顯示在LCD屏幕或其他顯示設(shè)備上。LCD1602顯示流程圖如圖4.6所示：圖4.6LCD1602顯示流程圖為了初始化LCD1602并將其配置為8位數(shù)據(jù)接口、兩行顯示以及5x7點(diǎn)陣，需要按照LCD1602的接口定義來配置單片機(jī)的相應(yīng)I/O端口。將單片機(jī)的I/O引腳分配給LCD1602的數(shù)據(jù)端口、命令端口以及使能端口。首先，將單片機(jī)的某幾個(gè)I/O引腳配置為L(zhǎng)CD1602的數(shù)據(jù)端口，這些引腳將用于傳輸待顯示的字符或字符串的ASCII碼值。由于LCD1602是8位數(shù)據(jù)接口，需要8個(gè)I/O引腳來傳輸數(shù)據(jù)。接著，分配單片機(jī)的另外幾個(gè)I/O引腳作為L(zhǎng)CD1602的命令端口。這些引腳的主要職責(zé)是傳輸控制LCD1602操作的命令，例如設(shè)置顯示位置等，確保LCD1602能夠按照我們的需求進(jìn)行顯示和操作。此外，還需要一個(gè)I/O引腳作為L(zhǎng)CD1602的使能端口，用于控制LCD1602的讀寫操作。當(dāng)使能端口處于高電平狀態(tài)時(shí)，LCD1602將會(huì)執(zhí)行通過數(shù)據(jù)端口或命令端口傳入的相應(yīng)數(shù)據(jù)或命令。完成上述配置后，可以通過單片機(jī)的I/O端口向LCD1602發(fā)送數(shù)據(jù)和命令。例如，要設(shè)置顯示位置，需要發(fā)送特定的命令到命令端口，并通過使能端口觸發(fā)執(zhí)行。隨后，發(fā)送待顯示字符或字符串的ASCII碼值至數(shù)據(jù)端口，并通過使能端口觸發(fā)顯示。整個(gè)流程確保了LCD1602的準(zhǔn)確初始化，并在單片機(jī)的操控下展示所需內(nèi)容。本章是基于單片機(jī)的老人防跌倒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的軟件設(shè)計(jì)部分，首先介紹了系統(tǒng)所使用的編程語言和開發(fā)環(huán)境，其次對(duì)于按鍵接口程序設(shè)計(jì)、GSM/GPS傳輸定位系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、ADXL345陀螺儀程序設(shè)計(jì)、LCD1602顯示程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在對(duì)老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)，其主要過程如下：（1）在KEIL軟件平臺(tái)上，完成主程序及各項(xiàng)子功能模塊的編寫工作。（2）利用STC-ISP下載設(shè)備，將編譯后生成的hex文件導(dǎo)入STC89C52單片機(jī)中。（3）下載程序后，首要觀察LCD1602的顯示情況，檢查參數(shù)顯示是否正常，在確保顯示無誤后，然后再看其他功能；（4）通過按鍵操作，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行詳盡的測(cè)試；（5）若在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)功能異常，需回溯至軟件層面，對(duì)相應(yīng)程序進(jìn)行復(fù)查和修改。在對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試時(shí)，首要任務(wù)是在軟件環(huán)境內(nèi)，針對(duì)系統(tǒng)的主程序及各子功能模塊進(jìn)行詳盡的調(diào)試工作。這要求在運(yùn)行和調(diào)試過程中，必須確保程序語法的精確性，同時(shí)驗(yàn)證程序邏輯的可執(zhí)行性。一旦發(fā)現(xiàn)調(diào)試過程中的錯(cuò)誤，需立即對(duì)相應(yīng)代碼語句進(jìn)行修改，以防止輸入或邏輯錯(cuò)誤對(duì)系統(tǒng)性能造成不良影響。隨后，將經(jīng)過軟件環(huán)境驗(yàn)證、可以穩(wěn)定運(yùn)行的主程序和子模塊程序燒錄到單片機(jī)中。完成燒錄后，我們將重點(diǎn)觀察液晶顯示屏的顯示內(nèi)容，以驗(yàn)證程序在硬件環(huán)境中的表現(xiàn)。只有當(dāng)顯示內(nèi)容準(zhǔn)確無誤時(shí)，才能確認(rèn)程序在硬件層面也能正確運(yùn)行。此外，我們還將通過單片機(jī)上的按鍵來測(cè)試系統(tǒng)的輸入功能。這一步驟旨在驗(yàn)證按鍵與單片機(jī)之間的連接是否正常，以及系統(tǒng)是否能夠正確識(shí)別和處理按鍵操作。只有當(dāng)按鍵功能正常時(shí)，我們才能確保單片機(jī)與其他硬件組件之間的通信是穩(wěn)定和可靠的。綜上所述，對(duì)老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的軟件調(diào)試工作，需要從軟件到硬件進(jìn)行全面細(xì)致的測(cè)試，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，從而為老人的安全提供有效保障。在軟件調(diào)試過程中，利用KEIL軟件內(nèi)部的仿真運(yùn)行工具，在相應(yīng)的系統(tǒng)代碼編輯完成之后就可以完成相應(yīng)的邏輯操作。在軟件仿真頁(yè)面中，首先點(diǎn)擊菜單欄中的調(diào)試按鍵，然后進(jìn)行仿真的開始，系統(tǒng)相應(yīng)進(jìn)入仿真環(huán)境，如圖5-1所示。圖5-1調(diào)試一在系統(tǒng)菜單欄中，選擇窗口，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所要觀察的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的仿真監(jiān)控，如圖5-2所示。圖5-2調(diào)試二在仿真系統(tǒng)的敞口中，可以利用輸入的數(shù)據(jù)量的不同，來進(jìn)行數(shù)據(jù)變量的觀察，如圖5-3所示。圖5-3調(diào)試三仿真系統(tǒng)在系統(tǒng)工具欄中，為用戶提供較多的仿真運(yùn)行調(diào)試工具，可以實(shí)現(xiàn)仿真過程中系統(tǒng)所需的單步運(yùn)行、跳出循環(huán)、運(yùn)行，停止，啟動(dòng)等功能的實(shí)現(xiàn)，為系統(tǒng)仿真過程中提供便于系統(tǒng)調(diào)試的按鈕。圖5-4調(diào)試四圖5-5調(diào)試四在軟件編程仿真的過程中，可以保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性，在此基礎(chǔ)之上，將程序HEX代碼燒錄至STC89C52單片機(jī)中，完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。本系統(tǒng)仿真用的是Proteus8，仿真設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)，排阻上拉電阻，蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)，LCD1602液晶顯示模塊，GSM模塊組成，如圖5-6所示：圖5-6系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)（1）系統(tǒng)設(shè)備上電，硬件初始化，SIM900A模塊、NEO-6MGPS模塊正常獲取到信號(hào)，NEO-6MGPS上的LED燈閃爍，SIM900A模塊剛開始一秒閃爍一次，收到信號(hào)后三秒閃爍一次。如圖5-6、圖5-7所示：圖5-6SIM模塊圖5-7GPS模塊（2）按鍵1校準(zhǔn)角度，使角度歸零如，圖5-8所示，按鍵2,3,4設(shè)置報(bào)警的角度值，此時(shí)設(shè)置的跌倒闕值是66°，如圖5-9所示，按鍵5手動(dòng)報(bào)警，按下時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲響，如圖5-10所示，按鍵6顯示經(jīng)緯度值如圖5-11所示。圖5-8歸零 圖5-9設(shè)置角度闕值圖5-10手動(dòng)報(bào)警 圖5-11經(jīng)緯度顯示（3）當(dāng)老人攜帶該系統(tǒng)跌倒后，蜂鳴器立即發(fā)出報(bào)警，也可以進(jìn)行手動(dòng)報(bào)警，如圖5-10所示，未站立時(shí)，將老人跌倒的信息以及實(shí)時(shí)位置信息發(fā)送到監(jiān)護(hù)人手機(jī)。通過手機(jī)編輯“位置信息”到系統(tǒng)，獲取實(shí)時(shí)位置信息。如圖5-12所示：圖5-12報(bào)警信息在本章中，主要聚焦于軟件調(diào)試和系統(tǒng)演示的相關(guān)內(nèi)容。首先，詳細(xì)闡述了如何利用Keil軟件進(jìn)行調(diào)試的步驟，并指出了在調(diào)試過程中需要注意的關(guān)鍵事項(xiàng)。隨后，介紹了利用仿真軟件進(jìn)行模擬調(diào)試的方法，以便在真實(shí)環(huán)境之外測(cè)試系統(tǒng)的功能和性能。最后，全面介紹了整個(gè)硬件系統(tǒng)的調(diào)試過程，確保系統(tǒng)能夠順利執(zhí)行跌倒報(bào)警任務(wù)，為用戶提供及時(shí)、準(zhǔn)確的警報(bào)服務(wù)。在本次老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我注重了硬件與軟件的雙重優(yōu)化。硬件設(shè)計(jì)方面，我們以STC89C52單片機(jī)為核心控制器，確保了各個(gè)功能模塊間的協(xié)調(diào)與高效運(yùn)作。其中，我利用ADXL345陀螺儀傳感器精準(zhǔn)地識(shí)別用戶的身體姿態(tài)，再通過GSM和GPS模塊將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至用戶手機(jī)端，并提供精準(zhǔn)定位，確保用戶能迅速響應(yīng)并采取適當(dāng)措施，保障自身安全。在軟件設(shè)計(jì)方面，通過精心編寫的程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的仿真與操作。經(jīng)過實(shí)物制作與細(xì)致的調(diào)試工作，整個(gè)系統(tǒng)展現(xiàn)出了符合預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)的表現(xiàn)，展現(xiàn)出在實(shí)際應(yīng)用中的廣闊推廣潛力。然而，我也意識(shí)到，由于個(gè)人理論知識(shí)的限制，當(dāng)前系統(tǒng)在檢測(cè)精度與報(bào)警反應(yīng)速度上仍有提升空間。未來，我將不斷深入學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，致力于完善整體設(shè)計(jì)，力求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的多元化與智能化，為老人防跌倒報(bào)警監(jiān)護(hù)領(lǐng)域貢獻(xiàn)更多力量。隨著防老人跌倒理念提出，結(jié)合如今發(fā)達(dá)的科技技術(shù)，可以更好的創(chuàng)造出理想的產(chǎn)品，為老人的健康安全保駕護(hù)航。本產(chǎn)品在選型，算法，功能等方面還有待進(jìn)一步提高，未來的防跌倒系統(tǒng)可以考慮融合更多種類的數(shù)據(jù)，如溫度，心率，平衡能力，更全面評(píng)估老人跌倒風(fēng)險(xiǎn)。由于每個(gè)老人的身體狀況不同，可以利用大數(shù)據(jù)為老人制定老人跌倒預(yù)警闕值，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，滿足老人個(gè)性化需求?？傊?，希望未來老人的安全健康能引起社會(huì)各界的重視，給老人創(chuàng)造一個(gè)良好的生活環(huán)境。

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//包含頭文件#include<REG52.h>#include"sim800.h"#include"ADXL345.h" //調(diào)用傾角傳感器的控制程序函數(shù)//宏定義#defineLCM_DataP0 //將P0口定義為L(zhǎng)CM_Data#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintexternvoidSectorErase(unsignedintsector_addr);externvoidbyte_write(unsignedintbyte_addr,unsignedcharoriginal_data);externintDat1AngleDat ;//1602的控制腳sbitlcd1602_rs=P2^5;sbitlcd1602_rw=P2^6;sbitlcd1602_en=P2^7;//sbitLED=P3^6;sbitfm=P2^3;sbitkey1=P1^4;sbitkey2=P1^5;#defineRsBuf_N 800//全局變量unsignedcharTxBuf[20];unsignedcharxdataRsBuf[RsBuf_N]; //定義串口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)ucharcodesousuo[]="GPSSearching...";uintRsPoint;bitdis_flag=0;unsignedchartimer0_count;unsignedcharflag_fasong;unsignedlongweidunum=0;unsignedlongjingdunum=0;bits1,Beep1;ucharms;ucharaa,flag_aa;ucharflag_show;bitSysError,SysMode;//系統(tǒng)錯(cuò)誤標(biāo)志位，按鍵控制3個(gè)標(biāo)志位，系統(tǒng)顯示狀態(tài)標(biāo)志位bitflag_wk,flag_gsm;uchargsm;//==================================================================================================//=======================================LCD1602====================================================//==================================================================================================//延時(shí)函數(shù)，后面經(jīng)常調(diào)用voiddelay(uintxms)//延時(shí)函數(shù)，有參函數(shù){ uintx,y; for(x=0;x<xms;x++) for(y=0;y<10;y++);}//寫指令voidwrite_1602com(ucharcom)//****液晶寫入指令函數(shù)****{ lcd1602_rs=0;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為指令 lcd1602_rw=0;//讀寫選擇置為寫 P0=com;//送入數(shù)據(jù) delay(1); lcd1602_en=1;//拉高使能端，為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備 delay(1