一种基于物联网的老人安全出行手环控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于物联网的老人安全出行手环控制系统，属于物联网技术领域。

背景技术：

老龄化已经成为21世纪不可逆转性的世界性趋势。老年人已经成为社会成员庞大的一个群体，同时老年人群体也是一个特殊的群体。一方面，年龄的增长往往伴随着身体各方面机能的退化，另一方面，老年疾病也时常困扰着老年人。这两方面的问题都会影响老年人出行的安全问题。特别是老年人过马路时，视力模糊，听力不佳会影响他们注意红绿灯的变化，在红灯时或即将变成红灯时过马路都存在很大的危险性。对于患有老年痴呆的老人出行，走丢问题也是最令人担忧的。随着智能技术的发展，针对各种人群的智能手环已经开始得到发展，它可以给使用者带来较大的方便，但是目前还没有针对老年人安全出行的智能手环装置。中国专利cn203618896u公开了一种运动手环，但是其功能单一，仅能克服传统的运动手环防护功能薄弱，同时传统手环还存在续航问题。中国专利cn106412394a公开了一种适合马路低头族的安全出行装置，但是其装置分为两部分，一部分是手环，另一部分还需要安置在书包上，对老年人而言携带起来不方便，对于患有痴呆的老年人而言，缺少定位功能，老年人的出行安全性也会降低。

技术实现要素：

针对现有技术和装置的缺陷，本发明的目的是提供一种基于物联网的老人安全出行手环控制系统，为出行的老年人群提供预警功能和定位功能，保障他们的出行安全，减少事故的发生。

本发明采用的技术方案是：一种基于物联网的老人安全出行手环控制系统，包括手带11、手环主体、nb-iot单元，手环主体包括电路板22、微型震动电机24、音频控制器5、柔性材质外壳，电路板22在柔性材质外壳的内部，微型震动电机24也嵌入外壳内部贴近皮肤的位置，音频控制器5与麦克风25连接，麦克风25安置在柔性材质外壳的外侧，电路板22电性连接中央处理器1、存储器2、位置传感器3、微型震动电机24、物联网和网络连接装置4、音频控制器5、控制芯片6和电源,中央处理器1电性输出连接微型震动电机24，中央处理器1电性输入连接位置传感器3、控制芯片6、电源，中央处理器1电性双向连接物联网和网络装置4、存储器2、音频控制器5，紧急求助键23在柔性材质外壳外侧的中间位置，紧急求助键23与控制芯片6连接，物联网和网络连接装置4分别与手环外部的nb-iot单元和被监护人手机app连接，nb-iot单元用于获取手环佩戴者所在位置处交通信号灯的信号，中央处理器1实时将位置传感器3检测到的位置信息发送给被监护人手机app。

优选地，所述手带11的内侧也安装有微型震动电机24。

优选地，所述手带11材质是轻薄型的柔性材质，其一端设置具有磁性的环带，另一端内部嵌入有柔性的金属材质。

优选地，所述的电源包括锂电池7和摩擦纳米发电机26，手带11一侧设有与锂电池7连接的充电孔21。

具体地，所述存储器内存储有声音信息库和声音阈值，麦克风25采集到的声音通过音频控制器5传送给中央处理器1，当中央处理器1判断麦克风25采集到的声音信息超过设定声音阈值时，中央处理器1将麦克风25采集到的声音与声音信息库中的信息比对，判断是否有危险，若有就下达指令给音频控制器5和微型震动电机24，发出声音和震动预警。

具体地，所述的nb-iot单元包括nb-iot云平台、nb-iot核心网、nb-iot基站、监控模块，nb-iot核心网中设有监控子系统，监控模块安装在交通信号灯上，用于获取交通信号灯实时显示的信号，监控模块将获取的信号通过nb-iot基站发送给nb-iot核心网中的监控子系统，监控子系统对接收的信号进行判断是否是安全信号，并将判断结果发送给nb-iot云平台，nb-iot云平台存储接收到的信息并根据中央处理器1的请求信号将接收的信息发送给中央处理器1。

具体地，所述存储器2内存储有设定区域内所有红绿灯位置信息，当中央处理器1判断位置传感器3获取老人的当前位置和存储器2内存储的红绿灯位置信息匹配时，中央处理器1通过物联网和网络连接装置4向nb-iot单元发出信号，nb-iot单元将位置传感器3所在位置的交通灯信号发送给中央处理器1，中央处理器1根据接收到的信号灯信号控制音频控制器5与微型震动电机24工作。

具体地，所述紧急救助键23被按下时，中央处理器1通过物联网和网络装置4将求助信号发送给监护人手机app。

本发明的有益效果是：老人使用该手环可以确定实时位置、安全通过马路，避让危险障碍物，还可以在紧急情况下求助，为老年人的出行提供了安全保障。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是手环主体电路板连接结构示意图；

图3是基于物联网的系统框架图；

图4是一种获取信号灯信号信息并进行数据处理的流程示意图；

图5是一种获取声音信息并进行数据处理的流程示意图。

图中各标号为：中央处理器-1，存储器-2，位置传感器-3，物联网和网络连接装置-4，音频控制器-5，控制芯片-6，锂电池-7，手带-11，磁性环扣-12，充电孔-21，电路板-22，紧急求助键-23，微型震动电机24、麦克风-25，摩擦纳米发电机-26。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

实施例1：如图1-5所示，一种基于物联网的老人安全出行手环控制系统，包括手带11、手环主体、nb-iot单元，手环主体包括电路板22、微型震动电机24、音频控制器5、柔性材质外壳，电路板22在柔性材质外壳的内部，微型震动电机24也嵌入外壳内部贴近皮肤的位置，音频控制器5与麦克风25连接，麦克风25安置在柔性材质外壳的外侧，如图2所示，电路板22电性连接中央处理器1、存储器2、位置传感器3、微型震动电机24、物联网和网络连接装置4、音频控制器5、控制芯片6和电源,中央处理器1电性输出连接微型震动电机24，中央处理器1电性输入连接位置传感器3、控制芯片6、电源，中央处理器1电性双向连接物联网和网络装置4、存储器2、音频控制器5，紧急求助键23在柔性材质外壳外侧的中间位置，紧急求助键23与控制芯片6连接，物联网和网络连接装置4分别与手环外部的nb-iot单元和被监护人手机app连接，nb-iot单元用于获取手环佩戴者所在位置处交通信号灯的信号，中央处理器1实时将位置传感器3检测到的位置信息发送给被监护人手机app。

所述位置传感器3利用gps和lbs确定老人的位置信息通过中央处理器1实时传送给监护人，方便监护人查看老人所在位置。对于患有老年痴呆的老人，出行时安全得到保障。监护人也可以根据定位随时找到他。

进一步地，所述手带11的内侧也安装有微型震动电机24。本实施例中微型震动电机24有四个（如图1中的24（a）、24（b）、24（c）、24（d）），分别嵌入手环贴近皮肤的位置，方便老人有效感知震动，其中两个微型震动电机位于手环主体内侧，另外两个在手带内侧。

进一步地，所述手带11材质是轻薄型的柔性材质，其一端设置具有磁性的环带，另一端内部嵌入有柔性的金属材质。

进一步地，所述的电源包括锂电池7和摩擦纳米发电机26，手带11一侧设有与锂电池7连接的充电孔21。即：手环供电由两部分构成，一部分是可充电的锂电池在充电后可以供电，另一部分是摩擦纳米发电机26。所述摩擦纳米发电机26通过手环与手腕之间的摩擦获取能量来供电，可以在锂电池7电量不足时供电，防止老人长时间外出时手环电量不足无法正常工作。摩擦纳米发电机26很轻薄的柔性材料制作的，能够嵌入手带中，通过导线和电路板连接。

进一步地，所述存储器内存储有声音信息库和声音阈值，麦克风25采集到的声音通过音频控制器5传送给中央处理器1，当中央处理器1判断麦克风25采集到的声音信息超过设定声音阈值时，中央处理器1将麦克风25采集到的声音与声音信息库中的信息比对，判断是否有危险，若有就下达指令给音频控制器5和微型震动电机24，发出声音和震动预警。预警信号无法被设置成静音或屏蔽，直到中央处理器1判断老人所处位置安全后报警才会停止。

如图5所示，本实施例中音频控制器5连接的麦克风25有四个（如图1所示，25（a）两个、25（b）两个），用来采集声音信号。麦克风25采集到的声音信号需要经过中央处理器1修正，中央处理器1再与存储器内存储的声音信息库和预设声音阈值进行比较，当麦克风25采集到的声音信息超过阈值时，就与声音信息库中的信息比对，得到声音源物体的信息（物体的类型和运动速度），中央处理器1判断是否有危险，若有就下达指令给音频控制器5和微型震动电机24，发出声音和震动警告，预警老人避让障碍物。当采集到的声音信号没有超过阈值，老人就可以正常通过。

进一步地，所述的nb-iot单元包括nb-iot云平台、nb-iot核心网、nb-iot基站、监控模块，nb-iot核心网中设有监控子系统，监控模块安装在交通信号灯上，用于获取交通信号灯实时显示的信号，监控模块将获取的信号通过nb-iot基站发送给nb-iot核心网中的监控子系统，监控子系统对接收的信号进行判断是否是安全信号，并将判断结果发送给nb-iot云平台，nb-iot云平台存储接收到的信息并根据中央处理器1的请求信号将接收的信息发送给中央处理器1。

如图3所示，物联网系统示意图，根据红绿灯不同地理位置，由不同的nb-iot基站连接各个信号灯的监控模块，再将所有基站连入nb-iot核心网，就可以将监控到的信号灯信号传送给核心网，监控子系统就可以对信号进行判断是否是安全信号（若是红灯或黄灯，就属于危险信号，反之，绿灯不是危险信号），并将判断结果通过nb-iot云平台上传，中央处理器1通过物联网和网络装置4连接nb-iot云平台，就可以进行信息交流。

进一步地，所述存储器2内存储有设定区域内所有红绿灯位置信息，当中央处理器1判断位置传感器3获取老人的当前位置和存储器2内存储的红绿灯位置信息匹配时，中央处理器1通过物联网和网络连接装置4向nb-iot单元发出信号，nb-iot单元将位置传感器3所在位置的交通灯信号发送给中央处理器1，中央处理器1根据接收到的信号灯信号控制音频控制器5与微型震动电机24工作。

进一步地，所述紧急救助键23被按下时，中央处理器1通过物联网和网络装置4将求助信号发送给监护人手机app。所述控制芯片6连接的紧急求助按钮23是老人在身体紧急情况下或其他危险情况下自己或身边人按下紧急求助按钮给监护人发送求助信息。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。