基于STM32單片機(jī)的智能防丟手環(huán)的設(shè)計與實現(xiàn)

Ⅰ基于STM32單片機(jī)的智能防丟手環(huán)的設(shè)計與實現(xiàn)摘要：如今，信息化時代正處于高速發(fā)展階段，在新一代的信息技術(shù)手段中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，占有了很大的市場份額，有著不可取代的地位。利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)解決社會上關(guān)注的問題，也日漸成為了科技創(chuàng)新的一大重要意義。當(dāng)今社會，老年人走失，幼童被拐等弱勢群體遭遇危險的社會問題頻頻發(fā)生，為解了決諸如此類的問題，以提高弱勢群體獨自外出的安全性為目的，本項目基于STM32單片機(jī)，設(shè)計出一款智能型防丟手環(huán)，在用戶外出遇到危險時，可以及時快捷地向家人或者朋友發(fā)送自己所處的位置信息，以尋求幫助，從而為弱勢群體出行提供安全保障。本設(shè)計采用STM32作為控制芯片，外接GPS模塊與GSM模塊實現(xiàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng)的信息傳輸，即系統(tǒng)發(fā)送指定的定位信息到用戶手機(jī)上是通過GSM模塊。分部分設(shè)計系統(tǒng)軟件，可以大大降低該系統(tǒng)的設(shè)計難度。該系統(tǒng)設(shè)計的智能手環(huán)定位等電子產(chǎn)品的工作時間長且較為穩(wěn)定，數(shù)據(jù)不易改變，方便使用者外出攜帶。關(guān)鍵詞：STM32；GPS模塊；GSM模塊1目錄1緒論 緒論1.1研究背景社會的進(jìn)步促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又反過來作用于人類社會，為人服務(wù)?，F(xiàn)代生活隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，“物聯(lián)網(wǎng)”這一詞語逐漸進(jìn)入到我們的日常生活之中。但在我國商業(yè)發(fā)展的影響下，在展覽館內(nèi)仍然有一些未能突破的技術(shù)難題，因而使得一些電子技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品沒有融入到我們的日常生活中。所謂的“萬物相聯(lián)”，就是將所有實際存在的物體通過互聯(lián)網(wǎng)將其連接在一起，將人這一主體與各種事物聯(lián)系起來，并對所連接的事物或主體進(jìn)行跟蹤和搜索，從而使這些電子技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)生一定的效果并且可以實時檢測到。在電子信息技術(shù)的發(fā)展與帶動下，目前我們所使用的電子技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品在日常工作和生活中也有了相應(yīng)的位置與重要意義，同時也對社會通信水平的提高起到一定推動作用。例如，目前設(shè)計的多種智能手環(huán)、殘疾人所使用的輔助拐杖以及日常生活中兒童所使用的智能手表都是為了解決生活中老人、兒童丟失或聯(lián)系不方便這些基本問題而開發(fā)的。現(xiàn)在為止，單片機(jī)正在朝著更好的方向發(fā)展，我們?nèi)粘Ｋ褂玫碾娮赢a(chǎn)品，其未來將會更進(jìn)一步向耗能較低、體積較小且容量較大、使用性能較高、出售價格較低等幾個方面發(fā)展。STM32系列單片機(jī)的處理器實時性能較高、具有自動控制能量消耗以及比較獨特等優(yōu)點，能最大程度地集成整合、比較用戶的開發(fā)、也可使該系統(tǒng)相關(guān)的電子產(chǎn)品快速地進(jìn)入市場。1.2需求分析科學(xué)技術(shù)的重點是促進(jìn)越來越多的電子產(chǎn)品的進(jìn)步，從而更好地服務(wù)于人。在我們現(xiàn)在的日常生活中，諸如拐賣兒童、老年人流離失所的社會問題逐漸嚴(yán)重起來。本項目的設(shè)計靈感就來源于不久前發(fā)生在湖北省十堰市的一起真實事件，一位女大學(xué)生在其家附近的公園里晨跑，失蹤遇害。而事件發(fā)生后，據(jù)女孩的父親回憶，女孩曾給父親打過電話，疑似求救，可能礙于女孩當(dāng)時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)危險不方便說話，而父親當(dāng)時未能意識到女孩的處境，導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。這一事件的發(fā)生立即引起廣大網(wǎng)友對社會安全問題的討論，同時引發(fā)了我的深入思考，如果可以擁有一款定位精準(zhǔn)、方便實用的防丟裝置，有時可以發(fā)揮出十分關(guān)鍵的作用，而目前我們用來防丟失的裝置基本都存在一些問題，像是無法單獨使用、無法準(zhǔn)確定位、無報警示意等?；诳茖W(xué)技術(shù)為人們服務(wù)的目的和宗旨，該系統(tǒng)設(shè)計了一種智能型防丟失的裝置，用來防止兒童的走失、老年人因記憶原因找不到家、弱勢群體出門時存在的的安全隱患等一系列的社會問題，此類問題所涉及的電子產(chǎn)品將越來越受到當(dāng)代人們的青睞。因此，基于STM32單片機(jī)設(shè)計出一款智能防丟手環(huán)有著非常現(xiàn)實的意義與社會需求。同時，該設(shè)計還可以進(jìn)行其他方面的全面改造，使其既可以用于防止人員丟失，又可以用于防止物品丟失，在各種場合中都可以適用。例如機(jī)場行李的防丟、車庫汽車的防盜以及日常物品的實時跟蹤和用戶出行的安全定位等，以此來實現(xiàn)產(chǎn)品的功能多樣化。1.3論文結(jié)構(gòu)安排本文共由六個章節(jié)組成，第一章講述了本設(shè)計的課題背景與需求分析。第二章對部分主控硬件的選擇進(jìn)行了討論，通過對比最終確立了硬件組成并且進(jìn)行了原因分析，為后面章節(jié)的闡述奠定了基礎(chǔ)。第三章則是將系統(tǒng)的電路拆分為幾個具體的部分，分別展開介紹，闡述硬件的性能以及使用方法、注意事項等。第四章主要介紹該系統(tǒng)的軟件編程，其中涉及該系統(tǒng)實現(xiàn)的方式與過程，系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、開發(fā)軟件、程序流程圖與核心代碼等。第五章則是基于前兩章的軟硬件設(shè)計進(jìn)行測試與誤差分析。第六章對該系統(tǒng)的完成情況進(jìn)行了總結(jié)，并簡要介紹了對未來工作的期望以及努力方向。2方案的設(shè)計與論證2.1控制方案的設(shè)計2.1.1主控芯片的選擇方案一：CPLD通過學(xué)習(xí)可以發(fā)現(xiàn)，在許多工業(yè)級生產(chǎn)制造的產(chǎn)業(yè)上，CPLD的應(yīng)用比較廣泛。相比于其他微控制器，CPLD的一大顯著特征就是規(guī)模大，密度高，穩(wěn)定性好。在日常生產(chǎn)生活中，很多復(fù)雜的功能都可以通過CPLD實現(xiàn)，具備較為豐富的輸入輸出擴(kuò)展接口，適用于一些大型的控制系統(tǒng)。方案二：STC89C52單片機(jī)由于在大學(xué)期間有接觸過51單片機(jī)，對它的原理以及使用方法都較為熟悉，而相比于AT89C52單片機(jī)而言，STC89C52在性能上要更勝一籌，主要表現(xiàn)在它有較強的抗干擾能力上。其內(nèi)部具有程序存儲器以及512字節(jié)的隨機(jī)存儲器，因而可以通過串口向單片機(jī)里下載程序，并且基于51單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，可移植性好等特點，十分適合用于實驗開發(fā)。方案三：STM32單片機(jī)STM32系列處理器，其極高的性能，強大的用戶基礎(chǔ)，全面的技術(shù)文檔等優(yōu)點被越來越多的電子工程師所青睞，另外還擁有合理的外設(shè)、功耗，以及價格。其中，F(xiàn)103系列“增強型”芯片更是成為同類產(chǎn)品中性能最高的微處理器，數(shù)據(jù)處理速度快、實時性強、能量消耗控制性能高等特點使得其在眾多微控制器中脫穎而出。使用該款芯片設(shè)計出的產(chǎn)品能夠在最大程度上集成整合，同時開發(fā)較為容易，并且隨著社會的發(fā)展，該類芯片設(shè)計開發(fā)出的產(chǎn)品靈活性較高，能夠快速地進(jìn)入市場。2.1.2無線通信模塊的選擇方案一：WIFI目前，在家庭或者工作場所通常會建立WIFI連接。使用WIFI可以在多用戶環(huán)境中共享數(shù)據(jù)而無需收取任何費用，是日常生活中較為常見的一種無線通信方式。其具有易于維護(hù)和搬遷，隨時擴(kuò)展和添加，工作靈活性強等特點，是一種可以實現(xiàn)數(shù)十米至兩、三百米通信距離的無線通信技術(shù)。方案二：藍(lán)牙藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生使得在不使用電纜的情況下，也可以將一些便捷式電子設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，并且其應(yīng)用范圍十分廣泛，包含了各種家用電器以及汽車等消費電子產(chǎn)品。它的數(shù)據(jù)傳輸安全性很高，但是無線電覆蓋范圍很小，數(shù)據(jù)傳輸只有10米。方案三：GSM模塊GSM模塊可以用來收發(fā)短信，可以接打電話，但是沒有音頻模塊。相比于其他無線通信模塊，它的性能較為穩(wěn)定，性價比高。該模塊可以通過USB轉(zhuǎn)串口模塊（如CH340模塊）連接上位機(jī)或者通過導(dǎo)線直接連接到單片機(jī)等微處理器，采用AT指令控制，默認(rèn)波特率為115200。另外，GSM模塊的使用十分方便，只需要插入一張移動卡，就可以像手機(jī)一樣接收到移動網(wǎng)絡(luò)的信號，是一種覆蓋范圍較廣的無線通信技術(shù)。2.2控制方案的確定通過對各類控制器件的學(xué)習(xí)與性能比較，最終選定由STM32F103系列單片機(jī)作為本設(shè)計的系統(tǒng)主控制器，無線通信技術(shù)選擇使用GSM模塊來實現(xiàn)。從本設(shè)計的應(yīng)用層面考慮出發(fā)，由于本項目所設(shè)計出的產(chǎn)品面向的用戶是大眾，因此首先需要考慮的便是產(chǎn)品的價格，由此來看，主控制器使用價格較高的可編程邏輯器件CPLD有點不太合適，而相比之下，STM32系列單片機(jī)與SCT89C52系列單片機(jī)的成本比較低，適合投入開發(fā)，也是現(xiàn)階段設(shè)計過程中可以承擔(dān)的開發(fā)成本。而在開發(fā)成本較為相近的條件下，STM32系列單片機(jī)的性能更好一點，因此選擇使用STM32系列單片機(jī)最為合適不過，同時也是項目開發(fā)的核心。STM32系列單片機(jī)屬于開源器件，擁有其自身的官方固件庫，并且可以很方便地下載到以便于立即投入使用。有了這些庫函數(shù)，在編寫程序時就不用再去了解其芯片底層的各種寄存器的使用方法，可以通過函數(shù)直接訪問寄存器地址，大大降低了軟件編程工作量和難度，并且對于引腳數(shù)量相同的芯片大部分情況下是PintoPin兼容的。這就使得各系列產(chǎn)品具有可升級的體系結(jié)構(gòu)，使用統(tǒng)一的軟件和開發(fā)投入，便可適用于你所有的應(yīng)用。更重要的是，本系統(tǒng)在設(shè)計過程中以及后期的拓展應(yīng)用上，需要外接部分外圍擴(kuò)展電路，這便需要主控制器可以提供較為豐富的接口。綜合考慮功耗、成本和接口等各方面因素考慮，選用STM32系列單片機(jī)作為主控制器實現(xiàn)本設(shè)計功能最為合適不過。在本設(shè)計的應(yīng)用場景中，無線通信的傳輸距離比較遠(yuǎn)，因此使用GSM模塊SIM800A作為信息傳輸?shù)拿浇?。雖然WIFI技術(shù)具有覆蓋性較強的優(yōu)點，但其操作較為繁瑣，需要進(jìn)行登錄與驗證，不適用于本設(shè)計的應(yīng)用場景，并且WIFI的安全性并不高，容易被黑客篡改數(shù)據(jù)；相比之下，藍(lán)牙技術(shù)的傳輸安全性比較高，但傳輸距離太短，不能滿足設(shè)計的要求。3硬件電路的設(shè)計3.1系統(tǒng)總體框架本系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖3.2STM32單片機(jī)核心電路設(shè)計根據(jù)項目設(shè)計需求，參考芯片選型手冊后核心板選用STM32F103C8T6型號單片機(jī)。該芯片采用LQFP48封裝設(shè)計，一共引出44只引腳，其中包含三組串口。串口是單片機(jī)芯片較為重要的部分，也是開發(fā)過程中最具難度的部分。這就需要在選型時格外留意串口的數(shù)量，配置等參數(shù)，從而方便后續(xù)的開發(fā)與使用。本文選用USART1（引腳PA9、PA10）與USART2（引腳PA2、PA3）分別接入GSM模塊與GPS模塊進(jìn)行串口通信，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。具體引腳連接方式如圖3.2所示。圖3.2模塊連接原理圖3.3NEO-6MGPS模塊較高的靈敏度、較低的功耗、結(jié)構(gòu)小型化等特點使得NEO-6MGPS模塊廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品開發(fā)中。在一些較為惡劣的自然環(huán)境中，例如狹窄的樓宇間，密集的叢林中，該模塊都能獲得較其他定位模塊更為精準(zhǔn)的定位信息。在該模塊的使用過程中應(yīng)當(dāng)注意將天線置于室外，否則由于建筑物遮蔽模塊有時難以接收到信號。該模塊的硬件實物圖如圖3.3所示。圖3.3GPS模塊實物圖模塊參數(shù)（1）輸入電壓：3.3-5.5V功耗：50mA（3）工作溫度-40℃—+85℃（4）存儲溫度-55℃—+100℃二、模塊特性模塊默認(rèn)的波特率是9600。留有天線接口，可接有源天線內(nèi)設(shè)射頻放大電路配備可充電的備用電池兼容3.3V/5V電平三、引腳連接模塊接口原理圖如圖3.4所示。圖3.4GPS模塊接口原理圖3.3.1NMEA-0183協(xié)議簡介GPS模塊在使用時要注意統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式。NMEA-0183協(xié)議是目前在定位技術(shù)中使用最廣泛的協(xié)議，其傳遞GPS定位信息的方式為ASCII碼，也稱為幀。幀格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh(CR)(LF)“$”：幀命令起始位（NMEA-0183常用命令如表3.1所示）表3.1NMEA-0183常用命令表序號命令說明最大幀長1$GPGGAGPS定位信息722$GPGSA當(dāng)前衛(wèi)星信息653$GPGSV可搜索衛(wèi)星信息210４$GPVTG地面速度信息34５$GPZDA當(dāng)前時間(UTC)信息(2)aaccc：地址域；(3)ddd…ddd：數(shù)據(jù)；(4)“*”：校驗和前綴；(5)hh：校驗和；(6)(CR)(LF)：幀結(jié)束標(biāo)志位；3.3.2UBX配置協(xié)議U-Blox系列產(chǎn)品在使用過程中，需要通過串口來對模塊進(jìn)行控制，這就使用到了UBX配置協(xié)議。其協(xié)議格式如圖3.5所示.圖3.5UBX協(xié)議結(jié)構(gòu)3.4SIM800AGSM模塊本文所使用的\t"/item/GSM%E6%A8%A1%E5%9D%97/_blank"GSM模塊的型號為SIM800A，該模塊具有收發(fā)短信、撥打電話和GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，其硬件模塊置有一個SIM卡槽，插入移動卡便可進(jìn)行無線通信，使用方便。硬件實物圖如圖3.6所示。圖3.6SIM800A模塊實物圖一、在短信應(yīng)用方面有如下特點（1）點對點MOandMT短信業(yè)務(wù)主要由點對點業(yè)務(wù)和短信增值業(yè)務(wù)這兩大類組成。在GSM網(wǎng)絡(luò)上傳播的有限長度的數(shù)字或文本信息就被稱作短信。（2）短信廣播SMS廣播是一個術(shù)語，用于描述通過指定的短消息服務(wù)提供商向多個用戶發(fā)送移動文本消息的行為。這項技術(shù)可以節(jié)省時間，因為手機(jī)消息可以發(fā)送一次，但是可以被多個用戶接收，而不是多次發(fā)送消息來通知每個用戶。SMS廣播消息傳遞通常用于移動營銷以及緊急警報和其他重要的組更新。（3）文本和PDU模式目前，發(fā)送短信的兩種模式包括文本模式和協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PUD）。前者的優(yōu)點是易于實現(xiàn)，其發(fā)送和接收信息的代碼較為簡單；缺點是無法使用中文進(jìn)行通信。而PDU模式相對于文本模式來說，改善了這一缺點，它可以同時發(fā)送中文和英文消息。二、注意事項確保在模塊卡槽內(nèi)正確安裝了SIM卡之后，再給模塊接通電源。若SIM卡插入正常的情況下，電源指示燈會亮起，模塊開機(jī)。如果出現(xiàn)連接電源以后，發(fā)現(xiàn)模塊上的綠燈開始閃爍，在閃爍幾秒后滅掉，同時模塊關(guān)機(jī)的情況；或者是在正常使用的過程中，例如模塊在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中突然關(guān)機(jī)，那么極有可能是由于供電不足導(dǎo)致的。因此，在給模塊接通電源時，首先應(yīng)當(dāng)注意接入的是5V、2A的電源，否則供電不足，電壓過低，會導(dǎo)致模塊無法正常工作。其次還要注意接入較為穩(wěn)定的電源，如果電流的波紋太大，電壓的高低浮動過大，模塊也將無法正常工作，甚至關(guān)機(jī)。三、引腳連接GSM模塊接口原理圖如圖3.7所示。圖3.7GSM模塊接口原理圖3.4.1模塊測試AT指令GSM模塊作為一種無線通信模塊，在本項目中起著信息傳輸樞紐的作用，因此在模塊投入使用前，首先要檢測硬件的可用性，防止在后續(xù)設(shè)計過程中，由于硬件自身的問題，導(dǎo)致項目功能無法實現(xiàn)。而對模塊進(jìn)行檢測就要借助AT指令，AT指令在使用時需要注意其格式要求：必須以“AT”或“at”開頭，以回車（<CR>）結(jié)尾，通常模塊的響應(yīng)會緊隨其后。常見查詢配置命令如表3.2所示。表3.2常見查詢配置指令A(yù)T指令說明AT測試連接是否正確AT+CMGS發(fā)送短信AT+CMGD刪除指定的短信AT+CMGF短信格式（分為TEXT模式和PDU模式）AT+CPIN用于查詢SIM卡狀態(tài)AT＋CSQ用于返回信號強度AT+COPS用于查詢當(dāng)前運營商AT+CGMI用于查詢模塊制造商AT+CNUM用于查詢本機(jī)號碼ATE1用于設(shè)置回顯模式（默認(rèn)啟用）3.4.2模塊測試方法通常在模塊使用之前，我們要先對模塊進(jìn)行功能測試，以確保硬件的可用性。具體測試方法如下：首先將模塊連接至上位機(jī)，然后打開串口調(diào)試助手，通過查看設(shè)備管理器來查詢模塊接入的端口號，在端口號的選擇沒有問題之后將波特率設(shè)置為115200；此時便可以在發(fā)送界面輸入相應(yīng)的AT指令了。需要注意的一點是，在發(fā)送指令時，根據(jù)AT指令格式要求，應(yīng)勾選界面中的發(fā)送新行一欄，否則無法正常通信，模塊無響應(yīng)。模塊測試界面如圖3.8所示。圖3.8GSM模塊測試情況

4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1開發(fā)語言本項目的開發(fā)語言為C語言。C語言具有應(yīng)用范圍廣，語法限制少，編譯方式簡單等優(yōu)點，另外，它的程序執(zhí)行效率與代碼生成質(zhì)量也都很高。與低級語言如匯編語言相比，C語言同樣可以處理低級內(nèi)存，并且編譯執(zhí)行時所產(chǎn)生的機(jī)器代碼較少，代碼質(zhì)量等同于匯編語言，卻比匯編語言的工作量小，另外，描述問題的速度快，可讀性好，在后續(xù)設(shè)計過程中比較容易進(jìn)行修改和移植。4.2開發(fā)環(huán)境本項目的軟件開發(fā)環(huán)境為Keil5，該軟件界面清晰直觀，功能強大，是目前最為流行的嵌入式開發(fā)環(huán)境，具有較高的編輯效率，十分方便開發(fā)人員的使用。軟件開發(fā)流程圖如圖4.1所示。圖4.1軟件開發(fā)流程圖在進(jìn)行軟件開發(fā)時，首先要新建工程模板，導(dǎo)入庫函數(shù)（從ST官網(wǎng)下載相關(guān)完整固件庫包）。具體步驟如下：（1）新建工程文件夾；（2）新建工程，選擇單片機(jī)型號；（3）導(dǎo)入庫函數(shù)（4）新建Group，添加.c文件。具體工程開發(fā)如圖4.2所示。圖4.2新建工程模板4.3程序流程圖系統(tǒng)的程序流程圖如4.3所示。圖4.3系統(tǒng)程序流程圖從程序流程圖中不難看出，按鍵作為系統(tǒng)程序執(zhí)行的判斷條件，起著至關(guān)重要的作用，也可以說，按鍵處理程序是本項目的核心。按鍵按下，單片機(jī)響應(yīng)，從而執(zhí)行下一步的數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。而按鍵實現(xiàn)對系統(tǒng)的手動輸入，主要方式是通過電平的變化，在默認(rèn)情況下，其引腳為高電平，按鍵按下，電平發(fā)生變化，系統(tǒng)產(chǎn)生電流，進(jìn)行模塊響應(yīng)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。值得注意的是，按鍵在這里屬于一個機(jī)械彈性開關(guān)。彈性開關(guān)在壓力作用下閉合或者斷開時，在受力發(fā)生改變的瞬間，由于外力的作用開關(guān)不會立馬穩(wěn)定地接通或斷開，而是會產(chǎn)生一連串的抖動，即電平的快速變化，如圖4.4所示。圖4.4按鍵從按下到松開的電平變化為了解決這一問題，需要通過延時消抖來確保得到穩(wěn)定的按鍵輸入電平，即確定按鍵是否按下或是否松開。具體操作為，當(dāng)用戶按下按鍵時，軟件需要延時一會兒（一般為10ms左右），待引腳的輸入電平穩(wěn)定后再判斷高低電平，這種消抖方式叫做軟件消抖，具體操作流程如圖4.5所示。圖4.5按鍵消抖流程圖4.4功能設(shè)計4.4.1實時定位該設(shè)計的一大特點便是可以實時定位。當(dāng)家中小孩、老人需要獨自外出時，用戶可以通過發(fā)送“GET”字樣信息給設(shè)備手機(jī)號，主動獲取模塊即家人當(dāng)前所處的位置信息，提高弱勢群體外出的安全性。同時，該功能也為本設(shè)計的應(yīng)用拓展擴(kuò)展提供思路，若將設(shè)備放置于背包，行李箱或者其他貴重物品中，用戶也可以獲取物品當(dāng)前所處的位置信息，達(dá)到防丟的目的。實時定位功能程序流程圖如圖4.6所示。圖4.6實時定位功能程序流程圖4.4.2遠(yuǎn)程呼救本系統(tǒng)的基本功能，也就是設(shè)計的核心思想，防丟功能，便是遠(yuǎn)程呼救。當(dāng)用戶在外出遇到危險時，可以按下設(shè)備上的按鍵，系統(tǒng)便會向設(shè)備所綁定的手機(jī)號發(fā)送用戶當(dāng)前所處的位置信息，以示求救，被綁定的用戶便可及時準(zhǔn)確地獲取用戶當(dāng)前的位置，并且立即采取措施，避免了因為用戶不方便說話或者來不及求救時的一些悲劇地發(fā)生。類似的情況在我們的日常生活中時有發(fā)生，例如在外出時，乘坐出租車，網(wǎng)約車時，難以避免不法分子的乘虛而入，為我們帶來人身傷害，通常情況下，我們在車上沒辦法通過語言表達(dá)打電話向他人求救，該設(shè)計的這一功能可以快捷、方便地向家人提供自己的位置信息，并且支持多次連續(xù)發(fā)送。該功能的實現(xiàn)主要是通過兩個條件判斷語句，首先按鍵作為一個外部中斷，系統(tǒng)要判斷按鍵是否被按下，系統(tǒng)是否有輸入，在按鍵按下的情況下，設(shè)備開始工作，通過串口方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信息交換，然后判斷GPS是否就緒，能否提供有效的位置信息。在進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)處理時要注意遵循協(xié)議的格式，否則無法正常通信。遠(yuǎn)程呼救功能程序流程圖如圖4.7所示。圖4.7遠(yuǎn)程呼救程序流程圖

5系統(tǒng)測試與誤差分析5.1系統(tǒng)測試在完成系統(tǒng)軟件的程序編寫后，根據(jù)系統(tǒng)硬件的設(shè)計思路與電路圖將模塊連接，進(jìn)行系統(tǒng)測試。測試主要分為兩部分，首先是對系統(tǒng)定位精準(zhǔn)度的檢測。具體操作為多次采集處于不同位置時定位模塊所獲取的位置信息，并且記錄下來，同時通過瀏覽器搜索所取的位置樣本的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)緯度信息，將二者做對比。通過測量值與真實值的差來計算定位的相對誤差。其次是對無線通信情況的測試，在硬件測試中已經(jīng)對GSM模塊的功能進(jìn)行了全面的測試，在確保模塊能夠正常使用后，再將模塊與單片機(jī)相連。通過軟件編程設(shè)置按鍵的輸入方式，利用串口通信使模塊與單片機(jī)進(jìn)行信息交互。當(dāng)設(shè)備上電穩(wěn)定后，通過向設(shè)備手機(jī)號發(fā)送短信檢測系統(tǒng)是否能正常接收信息，通過按鍵使設(shè)備接收指令，查看系統(tǒng)是否能正差發(fā)送信息。5.2誤差分析在上一小節(jié)對系統(tǒng)整體進(jìn)行測試后，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)完成了設(shè)計的基本功能。但是系統(tǒng)在GPS定位到的數(shù)據(jù)上還存在一定的誤差。由于衛(wèi)星、信號傳播、接收設(shè)備等各種因素的異常都有可能造成定位信息的不準(zhǔn)確，從而系統(tǒng)產(chǎn)生誤差，因此對于誤差的分析還需進(jìn)行進(jìn)一步的深入的研究。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及進(jìn)行多次反復(fù)的測量計算，初步分析對于本系統(tǒng)而言，誤差的主要來源是由于未對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。6總結(jié)與展望6.1論文工作總結(jié)本文在經(jīng)過前期的市場調(diào)研與需求分析后，確立了研究方向，擬定論文題目后，經(jīng)過不斷地學(xué)習(xí)與探索，設(shè)計的主要功能基本實現(xiàn)。下面將本課題完成工作的情況總結(jié)如下：（1）對STM32F103C8T6核心處理器從引腳功能到編程方法進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究學(xué)習(xí)；對GPS定位模塊和GSM通信模塊的相關(guān)原理、編程方法與串口通信等基礎(chǔ)技術(shù)知識等進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。（2）結(jié)合各模塊的硬件原理，引腳說明，內(nèi)部電路構(gòu)成，繪制電路圖，從而方便之后對實物的連接。（3）系統(tǒng)學(xué)習(xí)軟件開法知識，熟悉軟件開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程。重溫C語言語法與編程思想，編寫功能函數(shù)并反復(fù)測試代碼的執(zhí)行效率，不斷查閱資料對代碼進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。（4）對系統(tǒng)的整體功能進(jìn)行調(diào)試，并分析可能影響系統(tǒng)功能的因素。6.2未來展望本設(shè)計雖然目前已經(jīng)實現(xiàn)了預(yù)期的功能，達(dá)到了設(shè)計的目的，但由于現(xiàn)階段自身的時間與能力等因素限制，出于設(shè)計本身的可用性與工業(yè)角度考慮，還存在一定缺陷。例如系統(tǒng)所定位到的位置與實際位置存在一定的偏差，本文僅僅闡述了誤差可能的來源，并沒有研究如何修正偏差使其精確定位。除此之外，用戶獲取經(jīng)緯度信息后自行通過瀏覽器查找實際位置的操作有些繁瑣，如果可以使定位到的經(jīng)緯度信息能夠通過某種方式處理直接轉(zhuǎn)換為人們所耳熟能詳?shù)奈恢眯畔?，并且顯示在用戶手機(jī)或者其他設(shè)備終端上，使用戶通過短消息第一時間直觀地看到具體的位置信息，那么該設(shè)計的使用將會更加方便。在未來的學(xué)習(xí)過程中，我將就以上兩方面對本設(shè)計進(jìn)行深入開發(fā)，同時對設(shè)計的應(yīng)用場景進(jìn)行進(jìn)一步的拓展，增強系統(tǒng)的實用性。參考文獻(xiàn)[1]基于STM32單片機(jī)的智慧防丟失系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].雷思睿.無線互聯(lián)科技.2020(04)[2]陳春雨,李瑞英,趙亞軍.基于單片機(jī)的防丟器的設(shè)計與實現(xiàn)[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報,2020,40(03):104-110.[3]錢銀,武康,郁李鑫,朱智.基于STM32防丟器