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基于STM32单片机智能宠物穿戴设备设计
基于STM32单片机智能宠物穿戴设备设计 摘 要 随着科技的进步，人们对于生活的智能化要求越来越高，各种智能设备开始走进大众家庭之中。智能宠物穿戴设备也逐渐进入了人们的视野。在国外已经有相关的智能宠物穿戴设备出现了，对于这个想法，本文设计的智能宠物穿戴设备通过STM32 单片机实现了基于GPS和GPRS的远程定位，同时也可以通过蓝牙来获取近程的经纬度信息实现定位的功能。 【关键词】STM32单片机 穿戴设备 定位技术 GPRS通信 近年来随着人们生活水平的提高，饲养宠物的家庭越来越多，宠物可穿戴设备成为当前一个热点研究课题。早期由于技术水平的限制以及硬件成本过高，可穿戴设备一直处于实验阶段。本文提出了一种基于STM32单片机控制的宠物穿戴设备的设计，实现的主要功能包括GPS定位、音乐播放、蓝牙无线控制以及远程的GPRS控制获取定位信息等。 1 系统总体设计 1.1 系统硬件设计 本系统主要是由设备端和手机端一起构成的。其中设备端由STM32单片机芯片、蓝牙模块HC06、GPS定位模块、GPRS通信模块以及音乐播放模块组成。在目前的通信领域中，主要有蓝牙、红外技术以及2.4G无线通信技术。但是红外和2.4G模块控制架构复杂，需要结合上位机。红外与设备通信起来还是比较困难的，容易受阻。而现在智能手机普及，蓝牙则 是比2.4G无线通信更加方便的技术。本系统中的音乐模块是为了娱乐实现报警功能。系统总体整结构图如图1所示。 手机作为人机交互终端，在本系统中手机无论是在近程和远程都可以起到控制的作用。蓝牙的作用是近程通信，在近程可以通过手机蓝牙于设备进行连接。控制音乐模块，也可以通过GPS获取经纬度。远程控制是主要是通过GPRS短信收发模块来获取设备的地理位置信息。获取经纬度之后可以通过手机的定位软件，就可以查询到设备所在的位置。在移动终端的蓝牙测试软件中，搜索可连接的设备，然后移动终端会自动的搜索到这个蓝牙设备，通过进入系统之后设备会提示输入密码。本设计中通过设置密码，提高了设备的安全性。输入正确的密码后，才可以开始进行相关的操作。在测试软件中需要输入先关的指令码，设备就可以执行相关的功能。其中指令码有：MON（音乐播放）、MOFF（音乐暂停）、GPS（获取经纬度信息）以及MGINFO（设备通过短信的方式返回经纬度信息）。 2 系统硬件电路设计 2.1 STM32单片机最小系统设计 单片机最小系统以STM32F103 作为控制核心，STM32F103是具有超低功耗的 ARM Cortex-M3 处理器内核，具有高性能、低成本、低功耗的优点。最高工作频率可达72MHz，片上集成512KB的Flash存储器。STM32F103具有五个串口，由于本项目涉及到的串口比较多，STM32的性能也比较强大，特别适合智能宠物穿戴设备的控制。 2.1 蓝牙接口电路简介 本设备采用的是蓝牙HC-06模块，适用于近程通信任务。如果蓝牙协议直接对字符进行操作，程序的移植性能会比较差。但是HC-06模块提供了串口，使得STM32与蓝牙模块连接更加便利，开发者不再依赖于对于固定字符的编码，从而更加灵活的应用蓝牙。只要通过单片机控制串口就可以轻松的操作蓝牙模块实现功能，图如2所示。 移动终端通过蓝牙发送了相应的指令码给设备之后，蓝牙会将接收到的指令码，通过串口将受到的指令码发送给STM32F103单片机，单片机串口接收到指令之后，对指令进行判断然后再实现相关的功能。 2.3 音乐电路设计 本设备采用的音乐模块的核心芯片是MY2490-24SS，这个主控芯片支持多种格式的音乐播放，如：MP3、MAV等。该模块支持32G内存扩展，方便用户自行下载音乐；该模块支持24位DAC输出，动态范围支持95dB，使得播放出来的音乐质量更高。这个芯片与外界通信的方式是通过串口来进行的，STM32单片机通过串口发送字符串给MY2490-24SS芯片之后，芯片判断字指令是否正确，如果没错则执行该字符串对应实现的代码。在这个模块上外接一个喇叭设备，然后就可以播放音乐了。以及通过控制蓝牙模块来实?F音乐的播放和暂停，以及控制音量的大小和切换音乐。 2.4 GPS通信电路设计 本设计中GPS定位技术是通过NEO-6M UBLOX模块来实现的。GPS技术已经被广泛的应用军事以及很多的民用行业中。此模块具有高性能、低功耗的优点。是一个完整的卫星定位接收设备，具备全方位功能，能满足专业定位的严格要求与个人消费需要。这个设备定位的需要比较长的一段时间才有信号，但是这个缺点对于设备的影响不是太大。动物一般都会在室外活动，所以定位起来也相对容易。同样的，这个模块与外界通信也是通过串口来实现的。由于GPS
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