论坛首页 > 创客天地 > 往届立创商城电子制作节 > 老人智能手表
查看:11239  |  回复:26
老人智能手表
老人智能手...
1
主题
4
回复
发表于Wed Nov 02 10:49:14 CST 2016   |  只看该作者 1# 电梯直达

立创君11月7日晚21点插楼提示:该作品已荣获首届立创商城电子制作节一等奖,看6强完整名单。

立创君11月3日晚21点插楼提示:该作品已进入首届立创商城电子制作节15强,点我投票参与公投,选出最终6强!


                                                                                                        老人智能手表

1研究背景

随着移动技术的发展,许多传统的电子产品也开始增加移动方面的功能,比如过去只能用来看时间的手表,现今也可以通过智能手机或家庭网络与互联网相连,显示来电信息、Twitter和新闻feeds、天气信息等内容。

早在20138月份,谷歌收购了智能手表厂商WIMM,后者的业务主要是生产采用谷歌Android操作系统的智能手表,同时还支持Wi-Fi和蓝牙技术。WIMM智能手表能与智能手机实现信息同步,在其固定屏幕上显示手机推送的信息。同时,这款产品还预装了Micro Apps应用,该应用中的日历也具有同步功能,涉及Exchange、天气、时钟、秒表、闹钟等。

现在的手表主要面向大众人群,年龄跨度较大,针对性不强。其次,目前手表功能过于单一,无法满足特殊人群的需求。而真正意义上是专门针对中老人群而设计的产品毕竟为数不多,现今市场上的老人手环 不仅不便于携带,而且还未能满足中老年的人的各方面需求

2研究意义

随着我国经济发展与人民生活水平日益提高,居民消费水平的提高将带动国内智能手表行业的发展。老人,作为弱势群体,他们的健康以及安全问题理应得到看护人或者社会的关注。首先,老年智能手表专为老年人群设计,能够满足老年人这群特殊人群的需求,解决了现今当下智能穿戴设备产品针对性不强的问题。智能手表融合了多个界面,服务内容不再单一化,而是多样化,更好的满足老年人的需求。其次,我国人口数量大,且老年人口数量增加,包括空巢老人,缺少生活自理能力的老年人,因此我国智能手表市场的需求在不断的变大。智能手表是近几年非常热门的概念,受到许多投资方看好。随着国内投资者的加入,智能手表行业的发展环境将进一步成熟。

3研究适合人群

主要目标人群为中老年人,这些中老年人的共同特点是子女忙于工作,无暇照顾他们的日常生活,健康状况不佳。

4面临问题

4.1、当今市场的智能手环,功能太过于花哨,某些功能与手机重复,但硬件体验上又与高昂的价格相悖。功能盖过于需求。

4.2、功能多,却功耗大。智能设备难逃电池瓶颈。

4.3、价格不菲,真正意义上的高配,价格有与之成正比,离普通大众距离尚远,更谈不上是老人智能手表了。

5原创性与创新点

(1) 原创点

基于计步算法,通过自主数字滤波,能精确的检测老人的运动状态,并通过语音进行适时运动提醒。

(2) 创新点

       1) 该智能手表添加A7 GPS GSM芯片,智能解析NMEA报文,并取得精准定位信息与时间。

2) 该智能手表添加智能电源管理,通过中断唤醒主芯片,其余时间都处于睡眠状态,屏幕5s后熄屏,手表静止单片机进入睡眠,直到状态转为运动时,单片机唤醒。同时为减少功耗,只要没有触发一键求救功能键,A7 GSM GPS芯片处于断电状态,按住“一键求救”功能键5s后,A7 GSM GPS芯片工作,获取定位信息,并校对时间,结束后,芯片停止工作。


功能与指标

(1) 语音适时运动提醒(计步算法检测运动状态)

 (2) 日常心率检测

 (3) 一键短信发送GPS定位求救

(4) 语音吃药提醒

 (5) 电源管理

(6) 手势切换菜单

该手表以健康为导向,利用单片机对LIS3DH三轴加速度传感器、SON1205心率传感器数据进行采集和运算,分析出老人步行的步数和心率的实际值,通过与初始校准的的标准值进行对比。若在误差范围之内,则会通过语音提醒老人。为尽量安全的保证老人的安全,该智能手表设有一键短信发送GPS定位信息给家属的功能。另外,为减少功耗,该智能手表还添加了电源管理功能,并将不必要的模块断电,尽可能减少不必要的功耗的产生。通过反复测试,该老人智能手表在正常工作范围之下,可以有效的做到检测老人运动状态、准确的在预设时间提醒老人吃药、并能在按下求救键后,精准的定位当前位置并发送的短信给预存的紧急求救号码


硬件框图 

2-5-5:硬件框图

 软件流程

2-5-6:主线程流程图

2-5-7手势切换菜单

2-5-8计步

7 外观设计

手表的外包装采取环保、绿色材质,具有美观、大方、无污染的优势,在充分体现我们产品优势的同时,更好的保护了环境,符合我们“健康”的理念。手表外壳由是3D打印机自主设计打印出来的,3D打印的耗材具有打印是无气味、收缩率小、疏水性强、高抗击强度、透明度高、光泽好和可回收等优点。

图2-6-1:手表外壳(正面)

图2-6-2:手表外壳(反面)

       图2-6-3:手表后盖(内面)

图2-6-4:手表后盖(外面)


测试数据

(1) 为了检验计步算法检测老人运动状态的精确度以及误差率,在加速度Z轴向上的情况下,以不同的步频不同步数取值。

 

    


3-2-1:30步手拿一般速度

 

3-2-2:32步一般速度

 

3-2-3:快速13步手拿(带滤波)

3-2-4:快速13步手拿

(2) A7 GPS GSM数据报文(不同地点不同时间采样)

3-2-5:1681617:56:21

3-2-5:1681617:56:21

解析结果:

3-2-6

3 结果分析

(1) 在加速度Z轴向上的情况下,以不同的步频,不同步数取值测试后,再次确认通常情况下,普通人的步频最快不达5步每秒,最慢也不低于0.5步每秒。另外上述测试数据也说明了信号在0.5-5Hz频率范围内为有效信号。测试数据表明,人体最快的跑步频率为5HZ,也就是说相邻两步的时间间隔的至少大于0.2秒,在计步中,过滤高频噪声,同时通过和上次加速度大小进行比较,设置设立一定的阀值来判断运动是否属于有效,有效运动才可进行记步,更好的增加了精准度,减少了误差,很有效的去除噪声对步数判断的影响。

(2) 在A7 GPS GSM数据报文(不同地点不同时间采样)测试中,数据解析正常,结果正确,且精度高,结果几乎或可认定为无误差。

根据测试结果显示,本装置满足本功能要求,并且误差在题目的允许范围内,因此可以得出以上结论,功能设计达到要求,且效果较好。



源代码和程序清单

(1)、源代码截图:

 

图4-1-1

 

                                                              图4-1-2

(2)、程序清单:

 

图4-1-3

2 扩展应用系统电路图

4-2-1:单片机STC15W4K58S4

4-2-2OLED输出电路

4-2-3A7 GSM GPS芯片电路

4-2-4:讯飞XFS5152语音芯片

 

4-2-5SIM卡槽电路

4-2-6:讯飞语音扬声器电路

4-2-7HT1382时钟芯片电路

4-2-8LIS3DH加速度传感器电路

 

 

 

3 扩展应用系统PCB图

 

4-3-1A7 GSM GPS PCB板(正面)

 

4-3-2STC15W4K58S4主板PCB板(正面)

4-3-3A7 GSM GPS PCB板(反面)

4-3-4STC15W4K58S4主板PCB板(反面)

成品图


图:吃药提醒界面



图:心率检测



图:sos求救界面


最后附上裸机图:



该帖子已被立创君于Mon Nov 07 21:12:05 CST 2016编辑过
回复 收藏
  举报
小微电子
0
主题
1
回复
发表于Wed Nov 02 13:29:32 CST 2016   |  只看该作者 2#
历害厉害
生日的蛋糕
4
主题
241
回复
发表于Wed Nov 02 13:38:47 CST 2016   |  只看该作者 3#
不要忘记吃药
小电子
20
主题
228
回复
发表于Wed Nov 02 19:38:06 CST 2016   |  只看该作者 4#
这只表有点大,建议减小体积。另外,OLED耗电量大,建议改用LCD液晶屏。
代售①黄花No.907 ②FPGA芯片EP4CE6E22C8N ③万用表Fluke15B+ ④LED恒流源LM2733XMF/NOPB⑤CJT1117B-5.0
老人智能手...
1
主题
4
回复
发表于Thu Nov 03 09:51:20 CST 2016   |  只看该作者 5#
小电子 发表于 Wed Nov 02 19:38:06 CST 2016  4# 这只表有点大,建议减小体积。另外,OLED耗电量大,建议改用LCD...
我们也有把耗能考虑进去,特意做了电源管理,只要在一段时间内没有任何操作,OLED会熄屏
老人智能手...
1
主题
4
回复
发表于Thu Nov 03 09:54:22 CST 2016   |  只看该作者 6#
小微电子 发表于 Wed Nov 02 13:29:32 CST 2016  2# 历害厉害
没有没有,我们只是弄出来与大家一起学习学习,现在虽说百度手环开源,然而真正做到却比较难,所以我们也提倡开源,只有慢慢开源,大家才能慢慢学到真正的东西
000假期
0
主题
1
回复
发表于Thu Nov 03 11:40:27 CST 2016   |  只看该作者 7#
还不错,一直想做个计步的,感觉这个算法应该不错。
TechFan
0
主题
6
回复
发表于Fri Nov 04 08:46:19 CST 2016   |  只看该作者 8#
太厉害了,赞一个
科技爱好者,追求卓越,永无止境!
老人智能手...
1
主题
4
回复
发表于Mon Nov 07 18:50:59 CST 2016   |  只看该作者 9#
TechFan 发表于 Fri Nov 04 08:46:19 CST 2016  8# 太厉害了,赞一个
没有没有,大家都厉害,看了其他大牛的作品后,顿时觉得路还很长!
千承辉
0
主题
1
回复
发表于Mon Nov 07 20:42:41 CST 2016   |  只看该作者 10#
请问可以把完整工程发上来吗?
CHENONN
0
主题
6
回复
发表于Tue Nov 08 14:19:31 CST 2016   |  只看该作者 11#
这一等奖6千块钱太少了,要是能提到6万,或者60万,这个大奖的作品就会有万众期待的场面啦
轻舟已过万重山,一枝红杏出墙来!
葫芦狗熊
3
主题
80
回复
发表于Tue Nov 08 22:45:46 CST 2016   |  只看该作者 12#

好像没学到什么啊?


模仿+改良=创新
红尘客
51
主题
2742
回复
发表于Wed Nov 09 23:32:58 CST 2016   |  只看该作者 13#
葫芦狗熊 发表于 Tue Nov 08 22:45:46 CST 2016  12# 好像没学到什么啊?
各种IC的选型,怎么有效的结合在一起,完成特定的工作,达到一定性能
◆爱浦电源模块, 网线, 水晶头, 语音合成(SYN6288), 电源滤波器(ACM7060), 万用表(UT890C+), 旋转编码开
阳光
0
主题
1
回复
发表于Fri Nov 11 08:46:39 CST 2016   |  只看该作者 14#
好厉害啊,软硬件 产品外观结构设计如此精通!设计者太牛了!
VV
1
主题
15
回复
发表于Mon Nov 14 11:56:50 CST 2016   |  只看该作者 15#
能做出来就好。我以前做产品总是有这么一个观念——做出来的产品一定要低功耗。通过这个我明白了,做出来就万岁
wmq163
1
主题
14
回复
发表于Mon Nov 14 12:21:21 CST 2016   |  只看该作者 16#
厉害啊
小蚊子
0
主题
11
回复
发表于Mon Nov 14 23:02:29 CST 2016   |  只看该作者 17#

佩服佩服!真是有空,真是有牛X!真是厉害!

條碼設備
5
主题
162
回复
发表于Tue Nov 15 18:50:42 CST 2016   |  只看该作者 18#

外壳怎么搞的

你自己有3D打印机?


条码,二维码设备.有线,无线,蓝牙扫码枪,无线盘点机,WIFI盘点机,GPRS盘点机.
0
主题
4
回复
发表于Sat Nov 19 12:32:10 CST 2016   |  只看该作者 19#
厉害
聚对苯二甲...
0
主题
3
回复
发表于Mon Nov 28 18:27:33 CST 2016   |  只看该作者 20#
我需要这个,药不能停
下辈子不做...
0
主题
2
回复
发表于Tue Dec 13 17:01:31 CST 2016   |  只看该作者 21#
在校生能做到这个也算不错了。
蜗牛不吃路...
0
主题
8
回复
发表于Wed Jan 18 08:28:44 CST 2017   |  只看该作者 22#
很好的活动,很值得推崇,好的项目也会逐渐为大家所了解,希望开放平台的脚步再快一点
CheasTong
0
主题
9
回复
发表于Wed Jan 18 09:18:56 CST 2017   |  只看该作者 23#

手表不是应该实时显示时间的吗?为什么一定时间不操作会关掉显示屏,这个。。。。。

有两个缺点:

1、这个手表体积太大,适合带在手上吗?

2、既然是手表,不能实时显示时间,这有点说不过去吧

不过还是很佩服的。

串口MP3
5
主题
74
回复
发表于Fri Mar 24 11:22:37 CST 2017   |  只看该作者 24#
厉害
抄板阻抗PC...
0
主题
1
回复
发表于Tue Apr 11 14:24:20 CST 2017   |  只看该作者 25#
厉害
清枫城主
0
主题
4
回复
发表于Fri Jun 30 14:37:42 CST 2017   |  只看该作者 26#
都是大神,功能实用。
仙人掌
2
主题
43
回复
发表于Wed Jul 05 20:36:30 CST 2017   |  只看该作者 27#
不错,体积小,功能强大,集GPS、传感器一起,很实用
  • 温馨提示:标题不合格、重复发帖、发布广告贴,将会被删除帖子或禁止发言。 详情请参考:社区发帖规则
  • 您当前输入了 0个文字。还可以输入8000个文字。 已添加复制上传图片功能,该功能目前仅支持chrome和火狐

顶部