大學生科創(chuàng)項目智能手表

大學生創(chuàng)新活動計劃項目申請書項目名稱：智能手表負責人：項目組成員:指導老師：內容摘要項目方案二預期效果三特色與創(chuàng)新點四項目進度安排五所需經費及使用計劃六申請理由一一、申請理由1、項目背景中國人口年齡結構已開始進入老齡化階段，老年人的生理機能隨著年齡的增長開始衰退。如果老年人的出行安全不能得到保障，會為家人和社會帶來負擔。隨著科技的高速發(fā)展，老年人的生活用品已越來越豐富。現今，國內外已有很多專門適用于老年人的產品，如：急救藥袋、定時提醒藥盒等。但這些產品大都缺少定位功能，使老人在無法進行自救時不能得到有效快速的幫助與治療。針對現有老年產品的缺點與不足，依據定位技術、無線傳輸技術、計算機通訊以及單片機技術，基于此，我們設計了一款老人的好幫手——新型智能手表。該設計可以隨時隨地了解老人的健康狀況，主要檢測老人的脈搏跳動頻率，如果跳動頻率不在安全范圍內則發(fā)生報警。主要有警示燈，現場語音提示，發(fā)短信給親人，當然老人跌倒也可以主動求救，當老人感到不適，可通過按鍵發(fā)短信求救及通知自己的親人。同時親人可以準確定位老人位置，通過手表一鍵救助功能及時得到救治。設計的智能手表應用范圍極廣，適應于各個人群。不但在老人方面起到了很大的作用，而且還可以用在幼兒身上，當小孩走失時，家長可以及時的定位尋找孩子，避免了不必要事件的發(fā)生，盡早的找到自己的孩子。2、自身具備的知識

我們小組成員分別來自于電氣工程及其自動化專業(yè)，機械設計及其自動化專業(yè)。目前已經學習了相關的基礎課程，

（1）、理論部分：《傳感器原理與檢測技術》、《微型計算機原理與接口技術》、《自動控制原理》、《數字電子技術》、《模擬電子技術》、《電路原理》和《信號分析與信號處理》、《單片機原理及應用》等等

（2）、實踐部分：我們在之前短學期還進行了電子線路的焊接和設計項目,對于自己的實際動手能力有一定的提高。我們組成員還提前學習了下學期將學習有關單片機相關課程,使我們的專業(yè)技能進一步得到了提高。同時我們小組成員參加過美新杯物聯網的設計比賽，全國電子設計創(chuàng)新大賽，王永同學獲得了市賽三等獎的好成績。從大二開始我們組員已經跟著楊老師做項目，并跟著學長參加一些賽事。已擁有對單片機，zigbee，TC35以及檢測方面的相關知識的儲備，以及對項目開發(fā)過程已有一定認識。

（3）、在學習成績方面，我們小組成員都獲得了優(yōu)異的成績且我們小組的成員擁有充足的課余時間來投入到這次創(chuàng)新項目中。3、特長及興趣

該組成員都是自愿參加這次設計的，題目是我們和我們的導師一起商議決定的！同時我們的專業(yè)是電氣工程及其自動化及機械設計及其自動化，符合我們的專業(yè)方向，同時我們小組成員均已經參加過全國電子專業(yè)人才設計與技能大賽，并取得優(yōu)異的成績，我們都是懷著濃厚的興趣自愿走到一起，通過大家集體的努力來把這次的創(chuàng)新做好！我們相信我們能夠做到！二、項目方案

該項目主要包括脈搏、跌倒檢測部分，單片機數據處理、GPS定位部分、無線傳輸部分、語音模塊、顯示中心及報警部分，其體系簡要結構如下圖：顯示模塊

GPS定位模塊生命體征檢測單片機跌到檢測TC35手機終端語音求救模塊（1）脈搏傳感器腕部脈搏監(jiān)測傳感器是采用高靈敏度，性能穩(wěn)定的壓電薄膜，結合電鍍ＡＢＳ全屏蔽外殼設計而成的適合手腕脈搏監(jiān)測，提供聲音和振動信號拾取的傳感器。該產品采用獨特的結構設計將外部的噪音干擾降到最低，從而當傳感器的硅膠探頭檢測到振動信號的時候，能輸出一個高靈敏度的信號，是一款理想的監(jiān)測體音的傳感器。（2）跌倒檢測傳感器為了給獨居老人提供安全保障,最大程度的降低意外摔倒給老人帶來的健康威脅,設計一種基于傳感器的摔倒檢測系統.具體有兩套研究設計方案:其一是基于壓力傳感器的系統,其二是基于加速度傳感器的系統.兩種方案雖然使用不同傳感器,但是都同時運用基于微處理器的數字信號處理以及無線傳榆技術.兩種傳感器可通過人體的佩戴,區(qū)分人的正常生活與摔倒,通過數據處理以及無線傳輸發(fā)出警報,最大程度地減少老年人摔倒帶來的傷害.1、檢測部分

2、單片機控制中心

當51單片機接收到來自于脈搏傳感器模組所接收到的傳感器信號之后，51單片機對信息進行處理，當脈搏跳動頻率不在安全范圍內，警示燈亮，并有語言提示告訴老人該怎么做，若老人按鍵求救，則通過RS232串口向西門子TC35模塊發(fā)送一條經過編碼的短信，TC35模塊再通過內置的手機SIM卡借助現有的手機GSM網絡向老人的親人或子女發(fā)送一條短信，告知老人的情況及地理位置

單片機控制簡圖如下：顯示模塊

單片機脈搏傳感器跌倒傳感器TC35語音求救模塊手機終端3、GPS定位部分、TC35通訊模塊

GPS定位部分設計主要包括兩個部分：主動部分和被動部分，主動部分指的是擁有者發(fā)生緊急情況，現場語音求救或自動發(fā)信息給親人求救。被動部分指的是親人可以明確知道老人的具體位置。使用TC35模塊，給TC35模塊上加入一塊SIM卡，就形成了一個可以發(fā)送短信的裝置。當發(fā)生異常情況時，單片機通過串口給TC35模塊一個信號，使其通過GSM網絡給設定手機號碼發(fā)送短信GPS、TC35部分簡要結構圖如下GPS定位

單片機TC35手機終端三、預期效果

完成作品的硬件和軟件開發(fā)：其功能包括檢測老人的脈搏跳動頻率，短信求救信號傳輸和接收、GPS定位，語音求救以及液晶顯示等功能，具體如下：1：可以檢測老人的脈搏跳動頻率，如果跳動頻率不在安全范圍內，則亮警示燈并語音提示老人要不要告知自己的親人并提示相關操作；2：老人感到身體不適可主動按鍵通知親人（嚴重不適直接發(fā)短信到求救中心，不嚴重發(fā)到親人）；3：顯示部分顯示具體的時間，顯示持有者的姓名，年紀，病史，聯系方式等。4：GPS定位,方便家人明確知道老人的具體位置，遇到緊急事情及早的解決。四、特色與創(chuàng)新點1、作品是基于GPS定位的便攜式產品，適用于老人和小孩隨身攜帶2、可以向家人通過短信報告監(jiān)護對象的具體的位置3、可以監(jiān)測監(jiān)護對象的生理狀況、當出現危險和身體不適時可以向家人報警，并能及時定位，方便救護4、可以檢測跌倒，并在跌倒時向路人發(fā)出求救信號，同時可以顯示老人的基本生理特征和病史，避免出現不及時而出現死亡的慘劇。5、該作品隨身攜帶，方便，功能強大五、項目進度安排起止時間開展內容2013.9-2013.11選題，項目計劃書定稿，項目申請，初步方案設定2013.11-2014.1查閱相關資料，確定研究方案并論證，對相關軟件的學習及硬件使用2014.1-2014.7硬件設計，模型加工，功能測試2014.8-2014.12軟件設計并調試，改進完善20