摘 要近年来随着人口老龄化的趋势加剧和道路交通复杂程度的增加，如何保证老年人出行安全的问题已成为广泛关注的社会热点。在现代电子技术和物联网发展的大背景下，传统老人鞋行业推进智能物联网的实际应用已成为发展的必然趋势。本设计研究了一款智能老人鞋系统，该系统可有效地解决老年人“出行难”的担忧，为老年人提供周全的照顾和帮助，保障老年人日常活动安全。本设计以STC12C5A60S2单片机为主控芯片，通过ADXL345加速度传感器获知老人运动状态，通过GPRS无线通信和GPS卫星定位模块；对跌倒和日常生活运动特征参数进行了研究分析，提出了基于SVM阈值法的判别算法，用以实现老人跌倒后可以被及时发现并救助。同时加入湿度传感器、自动加热垫等，可以实现智能烘干，透气自动调节，调节控制鞋子贴合脚部，增强舒适性。 实验结果表明，此系统能够正确判断大多数情况下的运动状态，误报、漏报率较低，能区分日常生活行为与意外跌倒，针对老人测试准确性达到96.5％以上，具有较高的稳定性、可靠性和识别率；系统舒适性功能可有效的提升足部的健康舒适，改善老人穿鞋难的问题。
目 录
摘 要 I
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3 研究目的和意义 2
第2章 智能老人鞋的系统分析 3
2.1智能老人鞋的需求分析 3
2.2智能老人鞋的性能分析 3
2.3智能老人鞋的可行性分析 3
2.3.1经济可行性 3
2.3.2功能可行性 3
2.3.3理论、技术可行性 4
第3章 硬件功能的设计与实现 5
3.1 控制部分设计 5
3.2舒适模块电路设计 6
3.3 GPS 定位模块设计 8
3.4 加速度传感器电路设计 9
3.5 摔倒报警和GSM信息呼救模块设计 11
3.6 电源管理模块设计 13
第4章 软件功能的设计与实现 15
4.1 通信机制的设计 15
4.1.1 ADXL *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
345通信方式 15
4.1.2 GPS通信方式 15
4.2 模块程序设计 16
4.2.1 宏定义和IO口的定义 16
4.1.2 各功能模块子函数程序代码设计 17
4.3 主控程序设计 25
第5章 系统仿真与PCB板设计 28
5.1单片机主控电路仿真 28
5.2系统电路仿真 29
5.3系统PCB电路板设计 29
第6章 系统调试与测试 31
6.1 电路测试 31
6.1.1电路焊接 31
6.1.2 硬件测试 31
6.2 程序测试 31
6.3 总体功能测试 32
第7章 总结与展望 34
7.1 总结 34
7.2 展望 34
附录 35
附件1： 35
附件2： 36
附件3： 36
参考文献 37
致谢 38
第1章 绪论
1.1 研究背景
21世纪全球各地区人口结构普遍进入老龄化阶段。自1999年我国进入老年型社会,日益增多的老年人口以及伴随的高龄化进一步引起全社会的广泛关注。虽然人口老龄化对社会经济产生方方面面的影响, 但表现最直接和最明显的是对社会保障的影响[1]。由于老龄化趋势加剧，需要更大程度上关心照顾的老人也更多。但是随着当今工作节奏的加快，很多老年人难以得到子女与家人及时的照顾，而且近年来老年人在外出时发生走失的情况时候发生[2,3]。
最新统计数据显示，中国老年人口已达2.41亿，约89％的老年人有一定程度的足病[4]，严重影响日常出行和身体健康。由于担心外出意外的因素，不想外出的中老年人数达到31％，“出行难”的问题一直存在 [5]。老年人摔倒现象时有发生，老年人意外跌倒带来的严重后果，影响着最基本的出行安全与生命安全。因此，为了准确判断老年人发生危险保障老年人出行安全，满足当今社会的实际需求[6]，必须利用现代电子技术、加强创新技术的应用，开发基于人体测量学和人体工程学的智能老人鞋。老人鞋不同于平常的鞋品，既要考虑老人年的生活审美需要，又要根据老年人的脚部特征和生物力学设计做适度调节[7]。改善老年人担忧出行的现状，为老年人提供周全的照顾和帮助，是物联网时代下老年人日常活动有力的安全保障和迫切要求。
1.2国内外研究现状
2013年，韩国首尔西江大学的Jung Pyeong Gook和Kong Kyoungchul 意识到运动捕捉系统在保健和运动训练系统中发挥着重要作用。他发现保健和运动训练对移动动作捕捉系统存在很大需求，他们基于惯性传感器和普通的鞋开发了一种移动三维动作捕捉系统。传感器信号由移动计算机测量和处理，所提出的系统能够在户外运动以及室内活动中分析和诊断姿势[8]。但他们并没有将这一系统应用于对老年鞋领域的研究。
几年前以色列的一家公司发明了bshoe自平衡老人鞋。这双鞋通过使用压力传感器、驱动单元、微处理器，可以分析出老人的运动状态判断有没有要摔倒，并会在将要摔倒的一瞬间，将使得老人重新获得平衡。BShoe 公司正在寻求投资，并预计在 2 年后进入大量生产阶段[9]。
我国在近几年才展开对穿戴设备的研究，起步较晚，发展较不成熟。智能穿戴设备在世界各地的成功运用，给各个厂家积累了大量的经验，也是在健康指标检测、公共安全、便民出行等方面的有益尝试，开辟了物联网技术资源在穿戴设备领域的发展建设，推动了智能穿戴的发展，有力地促进了便捷生活方式的普及，也证明了穿戴设备的优越性和有效性。近年来随着科技的不断进步、智能穿戴设备技术的快速发展以及老年人出行安全问题的日益凸显，智能老人鞋的研究也开始得到了广泛关注。目前，国内外对智能化的老人鞋还大多处于研发阶段，并没有形成统一的技术标准，也没有出现完全成熟的产品[10]。

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