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具备定位功能的基于单片机的智能手环设计
摘要：如今，信息化时代正处于高速发展阶段，在新一代的信息技术手段中，物联网技术高速发展，占有了很大的市场份额，有着不可取代的地位。利用现代科学技术解决社会上关注的问题，也日渐成为了科技创新的一大重要意义。当今社会，老年人走失，幼童被拐等弱势群体遭遇危险的社会问题频频发生，为解了决诸如此类的问题，以提高弱势群体独自外出的安全性为目的，本项目基于STM32单片机，设计出一款智能型防丢手环，在用户外出遇到危险时，可以及时快捷地向家人或者朋友发送自己所处的位置信息，以寻求帮助，从而为弱势群体出行提供安全保障。
本设计采用STM32作为控制芯片，外接GPS模块与GSM模块实现系统功能。系统的信息传输，即系统发送指定的定位信息到用户手机上是通过GSM模块。分部分设计系统软件，可以大大降低该系统的设计难度。该系统设计的智能手环定位等电子产品的工作时间长且较为稳定，数据不易改变，方便使用者外出携带。
关键词：STM32；GPS模块；GSM模块
目录
TOC\o1-3\h\z\u1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2需求分析 1
1.3论文结构安排 2
2方案的设计与论证 3
2.1控制方案的设计 3
2.1.1主控芯片的选择 3
2.1.2无线通信模块的选择 3
2.2控制方案的确定 4
3硬件电路的设计 5
3.1系统总体框架 5
3.2STM32单片机核心电路设计 5
3.3NEO-6MGPS模块 6
3.3.1NMEA-0183协议简介 7
3.3.2UBX配置协议 8
3.4SIM800AGSM模块 8
3.4.1模块测试AT指令 9
3.4.2模块测试方法 10
4系统软件设计 12
4.1开发语言 12
4.2开发环境 12
4.3程序流程图 13
4.4功能设计 16
4.4.1实时定位 16
4.4.2远程呼救 17
5系统测试与误差分析 18
5.1系统测试 18
5.2误差分析 18
6总结与展望 19
6.1论文工作总结 19
6.2未来展望 19
参考文献 20
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1绪论
1.1研究背景
社会的进步促进科学技术的发展，而科学技术的发展又反过来作用于人类社会，为人服务。现代生活随着科学技术的快速发展，“物联网”这一词语逐渐进入到我们的日常生活之中。但在我国商业发展的影响下，在展览馆内仍然有一些未能突破的技术难题，因而使得一些电子技术相关的产品没有融入到我们的日常生活中。所谓的“万物相联”，就是将所有实际存在的物体通过互联网将其连接在一起，将人这一主体与各种事物联系起来，并对所连接的事物或主体进行跟踪和搜索，从而使这些电子技术产品产生一定的效果并且可以实时检测到。在电子信息技术的发展与带动下，目前我们所使用的电子技术相关产品在日常工作和生活中也有了相应的位置与重要意义，同时也对社会通信水平的提高起到一定推动作用。例如，目前设计的多种智能手环、残疾人所使用的辅助拐杖以及日常生活中儿童所使用的智能手表都是为了解决生活中老人、儿童丢失或联系不方便这些基本问题而开发的。
现在为止，单片机正在朝着更好的方向发展，我们日常所使用的电子产品，其未来将会更进一步向耗能较低、体积较小且容量较大、使用性能较高、出售价格较低等几个方面发展。STM32系列单片机的处理器实时性能较高、具有自动控制能量消耗以及比较独特等优点，能最大程度地集成整合、比较用户的开发、也可使该系统相关的电子产品快速地进入市场。
1.2需求分析
科学技术的重点是促进越来越多的电子产品的进步，从而更好地服务于人。在我们现在的日常生活中，诸如拐卖儿童、老年人流离失所的社会问题逐渐严重起来。本项目的设计灵感就来源于不久前发生在湖北省十堰市的一起真实事件，一位女大学生在其家附近的公园里晨跑，失踪遇害。而事件发生后，据女孩的父亲回忆，女孩曾给父亲打过电话，疑似求救，可能碍于女孩当时已经发现危险不方便说话，而父亲当时未能意识到女孩的处境，导致悲剧的发生。这一事件的发生立即引起广大网友对社会安全问题的讨论，同时引发了我的深入思考，如果可以拥有一款定位精准、方便实用的防丢装置，有时可以发挥出十分关键的作用，而目前我们用来防丢失的装置基本都存在一些问题，像是无法单独使用、无法准确定位、无报警示意等。基于科学技术为人们服务的目的和宗旨，该系统设计了一种智能型防丢失的装置，用来防止儿童的走失、老年人因记忆原因找不到家、弱势群体出门时存在的的安全隐患等一系列