大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目智能手表

大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)項(xiàng)目名稱：智能手表負(fù)責(zé)人：項(xiàng)目組成員:指導(dǎo)老師：內(nèi)容摘要項(xiàng)目方案二預(yù)期效果三特色與創(chuàng)新點(diǎn)四項(xiàng)目進(jìn)度安排五所需經(jīng)費(fèi)及使用計(jì)劃六申請(qǐng)理由一一、申請(qǐng)理由1、項(xiàng)目背景中國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)已開(kāi)始進(jìn)入老齡化階段，老年人的生理機(jī)能隨著年齡的增長(zhǎng)開(kāi)始衰退。如果老年人的出行安全不能得到保障，會(huì)為家人和社會(huì)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。隨著科技的高速發(fā)展，老年人的生活用品已越來(lái)越豐富?，F(xiàn)今，國(guó)內(nèi)外已有很多專門適用于老年人的產(chǎn)品，如：急救藥袋、定時(shí)提醒藥盒等。但這些產(chǎn)品大都缺少定位功能，使老人在無(wú)法進(jìn)行自救時(shí)不能得到有效快速的幫助與治療。針對(duì)現(xiàn)有老年產(chǎn)品的缺點(diǎn)與不足，依據(jù)定位技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊以及單片機(jī)技術(shù)，基于此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款老人的好幫手——新型智能手表。該設(shè)計(jì)可以隨時(shí)隨地了解老人的健康狀況，主要檢測(cè)老人的脈搏跳動(dòng)頻率，如果跳動(dòng)頻率不在安全范圍內(nèi)則發(fā)生報(bào)警。主要有警示燈，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提示，發(fā)短信給親人，當(dāng)然老人跌倒也可以主動(dòng)求救，當(dāng)老人感到不適，可通過(guò)按鍵發(fā)短信求救及通知自己的親人。同時(shí)親人可以準(zhǔn)確定位老人位置，通過(guò)手表一鍵救助功能及時(shí)得到救治。設(shè)計(jì)的智能手表應(yīng)用范圍極廣，適應(yīng)于各個(gè)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(dāng)小孩走失時(shí)，家長(zhǎng)可以及時(shí)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(shí)

我們小組成員分別來(lái)自于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)。目前已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)的基礎(chǔ)課程，

（1）、理論部分：《傳感器原理與檢測(cè)技術(shù)》、《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》、《自動(dòng)控制原理》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》、《電路原理》和《信號(hào)分析與信號(hào)處理》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》等等

（2）、實(shí)踐部分：我們?cè)谥岸虒W(xué)期還進(jìn)行了電子線路的焊接和設(shè)計(jì)項(xiàng)目,對(duì)于自己的實(shí)際動(dòng)手能力有一定的提高。我們組成員還提前學(xué)習(xí)了下學(xué)期將學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)相關(guān)課程,使我們的專業(yè)技能進(jìn)一步得到了提高。同時(shí)我們小組成員參加過(guò)美新杯物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)比賽，全國(guó)電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽，王永同學(xué)獲得了市賽三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。從大二開(kāi)始我們組員已經(jīng)跟著楊老師做項(xiàng)目，并跟著學(xué)長(zhǎng)參加一些賽事。已擁有對(duì)單片機(jī)，zigbee，TC35以及檢測(cè)方面的相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備，以及對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程已有一定認(rèn)識(shí)。

（3）、在學(xué)習(xí)成績(jī)方面，我們小組成員都獲得了優(yōu)異的成績(jī)且我們小組的成員擁有充足的課余時(shí)間來(lái)投入到這次創(chuàng)新項(xiàng)目中。3、特長(zhǎng)及興趣

該組成員都是自愿參加這次設(shè)計(jì)的，題目是我們和我們的導(dǎo)師一起商議決定的！同時(shí)我們的專業(yè)是電氣工程及其自動(dòng)化及機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，符合我們的專業(yè)方向，同時(shí)我們小組成員均已經(jīng)參加過(guò)全國(guó)電子專業(yè)人才設(shè)計(jì)與技能大賽，并取得優(yōu)異的成績(jī)，我們都是懷著濃厚的興趣自愿走到一起，通過(guò)大家集體的努力來(lái)把這次的創(chuàng)新做好！我們相信我們能夠做到！二、項(xiàng)目方案

該項(xiàng)目主要包括脈搏、跌倒檢測(cè)部分，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理、GPS定位部分、無(wú)線傳輸部分、語(yǔ)音模塊、顯示中心及報(bào)警部分，其體系簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)如下圖：顯示模塊

GPS定位模塊生命體征檢測(cè)單片機(jī)跌到檢測(cè)TC35手機(jī)終端語(yǔ)音求救模塊（1）脈搏傳感器腕部脈搏監(jiān)測(cè)傳感器是采用高靈敏度，性能穩(wěn)定的壓電薄膜，結(jié)合電鍍ＡＢＳ全屏蔽外殼設(shè)計(jì)而成的適合手腕脈搏監(jiān)測(cè)，提供聲音和振動(dòng)信號(hào)拾取的傳感器。該產(chǎn)品采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將外部的噪音干擾降到最低，從而當(dāng)傳感器的硅膠探頭檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)的時(shí)候，能輸出一個(gè)高靈敏度的信號(hào)，是一款理想的監(jiān)測(cè)體音的傳感器。（2）跌倒檢測(cè)傳感器為了給獨(dú)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(lái)的健康威脅,設(shè)計(jì)一種基于傳感器的摔倒檢測(cè)系統(tǒng).具體有兩套研究設(shè)計(jì)方案:其一是基于壓力傳感器的系統(tǒng),其二是基于加速度傳感器的系統(tǒng).兩種方案雖然使用不同傳感器,但是都同時(shí)運(yùn)用基于微處理器的數(shù)字信號(hào)處理以及無(wú)線傳榆技術(shù).兩種傳感器可通過(guò)人體的佩戴,區(qū)分人的正常生活與摔倒,通過(guò)數(shù)據(jù)處理以及無(wú)線傳輸發(fā)出警報(bào),最大程度地減少老年人摔倒帶來(lái)的傷害.1、檢測(cè)部分

2、單片機(jī)控制中心

當(dāng)51單片機(jī)接收到來(lái)自于脈搏傳感器模組所接收到的傳感器信號(hào)之后，51單片機(jī)對(duì)信息進(jìn)行處理，當(dāng)脈搏跳動(dòng)頻率不在安全范圍內(nèi)，警示燈亮，并有語(yǔ)言提示告訴老人該怎么做，若老人按鍵求救，則通過(guò)RS232串口向西門子TC35模塊發(fā)送一條經(jīng)過(guò)編碼的短信，TC35模塊再通過(guò)內(nèi)置的手機(jī)SIM卡借助現(xiàn)有的手機(jī)GSM網(wǎng)絡(luò)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(jī)控制簡(jiǎn)圖如下：顯示模塊

單片機(jī)脈搏傳感器跌倒傳感器TC35語(yǔ)音求救模塊手機(jī)終端3、GPS定位部分、TC35通訊模塊

GPS定位部分設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：主動(dòng)部分和被動(dòng)部分，主動(dòng)部分指的是擁有者發(fā)生緊急情況，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音求救或自動(dòng)發(fā)信息給親人求救。被動(dòng)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(gè)可以發(fā)送短信的裝置。當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，單片機(jī)通過(guò)串口給TC35模塊一個(gè)信號(hào)，使其通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)給設(shè)定手機(jī)號(hào)碼發(fā)送短信GPS、TC35部分簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖如下GPS定位

單片機(jī)TC35手機(jī)終端三、預(yù)期效果

完成作品的硬件和軟件開(kāi)發(fā)：其功能包括檢測(cè)老人的脈搏跳動(dòng)頻率，短信求救信號(hào)傳輸和接收、GPS定位，語(yǔ)音求救以及液晶顯示等功能，具體如下：1：可以檢測(cè)老人的脈搏跳動(dòng)頻率，如果跳動(dòng)頻率不在安全范圍內(nèi)，則亮警示燈并語(yǔ)音提示老人要不要告知自己的親人并提示相關(guān)操作；2：老人感到身體不適可主動(dòng)按鍵通知親人（嚴(yán)重不適直接發(fā)短信到求救中心，不嚴(yán)重發(fā)到親人）；3：顯示部分顯示具體的時(shí)間，顯示持有者的姓名，年紀(jì)，病史，聯(lián)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(diǎn)1、作品是基于GPS定位的便攜式產(chǎn)品，適用于老人和小孩隨身攜帶2、可以向家人通過(guò)短信報(bào)告監(jiān)護(hù)對(duì)象的具體的位置3、可以監(jiān)測(cè)監(jiān)護(hù)對(duì)象的生理狀況、當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)和身體不適時(shí)可以向家人報(bào)警，并能及時(shí)定位，方便救護(hù)4、可以檢測(cè)跌倒，并在跌倒時(shí)向路人發(fā)出求救信號(hào)，同時(shí)可以顯示老人的基本生理特征和病史，避免出現(xiàn)不及時(shí)而出現(xiàn)死亡的慘劇。5、該作品隨身攜帶，方便，功能強(qiáng)大五、項(xiàng)目進(jìn)度安排起止時(shí)間開(kāi)展內(nèi)容2013.9-2013.11選題，項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)定稿，項(xiàng)目申請(qǐng)，初步方案設(shè)定2013.11-2014.1查閱相關(guān)資料，確定研究方案并論證，對(duì)相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)及硬件使用2014.1-2014.7硬件設(shè)計(jì)，模型加工，功能測(cè)試2014.8-2014.12軟件設(shè)計(jì)并調(diào)試，改進(jìn)完善20