可穿戴式智能泳帽設(shè)計(jì)計(jì)劃書

可穿戴式 智能泳帽設(shè)計(jì)計(jì)劃書 第一章 緒論 穿戴式設(shè)備概述及理解 “穿戴式智能設(shè)備”是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對(duì)日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備的總稱，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等。隨著計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，可穿戴式智能設(shè)備的形態(tài)開始變得多樣化，逐漸在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、教育、娛樂等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力。 可穿戴式設(shè)備應(yīng)當(dāng)具備最重要的兩個(gè)特點(diǎn)：一是可長(zhǎng)期穿戴，二是智能化。可穿戴式設(shè)備 必須是延續(xù)性地穿戴在人體上，并能夠帶來增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的效果。這種設(shè)備需要有先進(jìn)的電路系統(tǒng)，無線聯(lián)網(wǎng)并且起碼具有一個(gè)低水平的獨(dú)立處理能力。 穿戴式智能設(shè)備時(shí)代的來臨意味著人的智能化延伸，通過這些設(shè)備，人可以更好的感知外部與自身的信息，能夠在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)甚至其它人的輔助下更為高效率的處理信息，能夠?qū)崿F(xiàn)更為無縫的交流。 基于以上對(duì)于“可穿戴式設(shè)備”的理解，我們的作品 多種通訊方式實(shí)現(xiàn)可靠報(bào)警的智能安全泳帽，應(yīng)運(yùn)而生。 可行性分析 溺的概念 淹溺又稱溺水，是人淹沒于水或其他液體介質(zhì)中并受到傷害的狀況。，水充滿呼吸道和肺泡引起缺氧窒息；吸收到血液循環(huán)的水引起血液滲透壓改變、電解質(zhì)紊亂和組織損害；最后造成呼吸停止和心臟停搏而死亡。淹溺的后果可以分為非病態(tài)、病態(tài)和死亡，其過程是連續(xù)的。淹溺發(fā)生后患者未喪失生命者稱為近乎淹溺。淹溺后窒息合并心臟停搏者稱為溺死，如心臟未停搏則稱近乎溺死。 水事件現(xiàn)況 我國(guó)的溺水身亡事故頻發(fā)，已成為學(xué)生非正常死亡的頭號(hào)殺手，中小學(xué)生平均每天有 40多人溺水而亡。兒童安全數(shù)據(jù)顯示每年近 3萬兒童死于溺 水，暑假正成為兒童意外死亡的高發(fā)期，中國(guó)平均每年有近 3萬名兒童死于溺水，每年有 5萬多名兒童、平均每天有近 150名 014歲的兒童因意外死亡而失去生命，其中溺水身亡兒童占 60之多。僅 2007年度，全國(guó)溺水死亡總?cè)藬?shù)大約 何預(yù)防公共游泳池淹溺 公共游泳場(chǎng)所包括公共游泳池、公共游泳海灘等，從概率上講，這些地方的游泳者最多，故發(fā)生淹溺的可能性就相對(duì)較大，故應(yīng)特別提高警惕。必須認(rèn)真貫 徹有關(guān)游泳場(chǎng)所的規(guī)定。按照全國(guó)游泳場(chǎng)所開業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家游泳場(chǎng)所星級(jí)評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)等條例對(duì)公共游泳場(chǎng)所實(shí)施 建設(shè)和管理。其主要內(nèi)容有： （ 1） 加強(qiáng)硬件設(shè)施建設(shè)和完善 硬件設(shè)施主要包括觀察設(shè)備和救生設(shè)備，前者有海灘的瞭塔，游泳池的瞭望臺(tái)（梯）、望遠(yuǎn)鏡等，這些設(shè)施是救生員觀察游泳者情況的重要保證，使救生員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，以便及時(shí)實(shí)施救援。因此各個(gè)游泳場(chǎng)所必須建立有效的觀測(cè)設(shè)施。此外游泳場(chǎng)所要有充足的救生設(shè)備，包括各種救生漂浮物如救生圈、漂浮板等，這些設(shè)備在淹溺救援中能夠發(fā)揮巨大的作用。 （ 2） 加強(qiáng)救生人員的培養(yǎng)、管理和使用 是否有專職救生人員和救生人員的專業(yè)素質(zhì)直接關(guān)系到公共游泳場(chǎng)所淹溺者的生命，故游泳場(chǎng)所必須加強(qiáng)對(duì)這些人員的培養(yǎng)、管理和使用。首先必須有一只專職救生人員隊(duì)伍，每個(gè)救生員必須有資質(zhì)并受過專業(yè)培訓(xùn)且考試合格，其能力表現(xiàn)在兩方面：第一是觀察能力，救生員必須能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)游泳者的異常行為，從這些蛛絲馬跡中迅速得出是否發(fā)生淹溺的正確判斷，并在第一時(shí)間施以援手，救援時(shí)間越早，淹溺者的生命就越能得到保障。第二是救援能力，救生衣必須有嫻熟的救援技術(shù)，發(fā)現(xiàn)淹溺者后，救生員必須有能力使其盡快脫離危險(xiǎn)，而不是救而無效。特別是救生員能必 須熟練掌握心肺復(fù)蘇技術(shù)，以便在關(guān)鍵時(shí)刻能夠拯救患者的生命。 行性分析 在公共場(chǎng)所游泳池，往往由于硬件設(shè)施的欠缺或者救生人員的疏忽，許多兒童發(fā)生了不該發(fā)生的悲劇，有些甚至丟失了寶貴的生命。因此，急需一種設(shè)備，一種可以下水的穿戴式設(shè)備，在溺水兒童，家長(zhǎng)以及救生人員甚至醫(yī)院之間建立起一個(gè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)，以避免悲劇的發(fā)生。于是，開發(fā)出一種防溺水的智能安全泳帽是極具可行性的。 第二章 作品總體設(shè)計(jì) 要架構(gòu) 1、主控芯片： 本作品使用 司的 為主控芯片，具有處理能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，超低功耗等特點(diǎn)，符合可穿戴式設(shè)備的要求。 2、 本作品使用三個(gè) 于智能泳帽和救生員手環(huán)與智能報(bào)警終端之間的通信。 3、藍(lán)牙模塊 泳帽端的藍(lán)牙模塊用于與家長(zhǎng)手機(jī)進(jìn)行通訊。 4、 用于智能報(bào)警終端的報(bào)警功能。 5、水位檢測(cè)模塊 用于檢測(cè)溺水情況 作過程圖 體工作圖 多級(jí)報(bào)警方式介紹： （ 1）當(dāng)發(fā)生溺水狀況時(shí)候，單片機(jī)識(shí)別到溺水信號(hào)，藍(lán)牙模塊會(huì)發(fā)出求救信號(hào)，成功與泳帽配對(duì)的手機(jī)接收到藍(lán)牙信號(hào)之后，手機(jī) 最低級(jí)別的報(bào)警方式。 （ 2） 泳帽向藍(lán)牙手機(jī)報(bào)警的同時(shí)，通過泳帽內(nèi)的 生員手環(huán)上的 環(huán)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒救生員有人發(fā)生了溺水事件，此為二級(jí)報(bào)警模式。 （ 3） 當(dāng)泳帽上的 救生員手 環(huán)成功接收，會(huì)通過射頻返回一個(gè)反饋信號(hào)，泳帽會(huì)一直與手環(huán)保持通訊，不會(huì)執(zhí)行更高級(jí)別的報(bào)警方案。 （ 4） 當(dāng)泳帽向手環(huán)發(fā)出求救信號(hào) 15秒內(nèi)沒有收到反饋信號(hào)，執(zhí)行高級(jí)別報(bào)警方案。此時(shí)，泳帽會(huì)再次啟用 用射頻信號(hào)報(bào)報(bào)警信號(hào)發(fā)給放置于游泳池內(nèi)固定的終端，終端發(fā)出警報(bào)聲，提醒附近工作人員注意，同時(shí)終端會(huì)通過 所發(fā)出的求救信息包括該游泳池的具體地址，具體位于哪個(gè)小游泳池。 （ 5） 成功發(fā)出報(bào)警信號(hào)，手環(huán)會(huì)再次切換，繼續(xù)向救生員手環(huán)發(fā)出求救信號(hào)，把報(bào)警信號(hào)發(fā)到手環(huán)上。 同時(shí)每個(gè)游泳池都會(huì)設(shè)置一個(gè)接收端，當(dāng)在不同游泳池溺水時(shí)，不同的接收端會(huì)發(fā)出警報(bào)燈信號(hào)，提醒救援人員溺水者具體位置。 （ 6） 該 系統(tǒng) 由救生員手環(huán)，家長(zhǎng)手機(jī)客戶端以及緊急報(bào)警終端四大模塊組成，各模塊有各自的功能。智能泳帽端由主控芯片 位傳感器模塊， 設(shè)備使用過程： 兒童戴上智能泳帽下水后，如傳感器完全浸沒在水中，傳感器的電阻變低，從而通過三極管開關(guān)電路使三極管開關(guān)狀態(tài)反轉(zhuǎn)，這次將有一個(gè)低電平輸入到主控芯片，主控芯片便會(huì)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)超過家長(zhǎng)手機(jī)端設(shè)置的時(shí)長(zhǎng)，泳帽 端的藍(lán)牙模塊就會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)到家長(zhǎng)手機(jī)端，同時(shí)手機(jī)震動(dòng)，于此同時(shí)，泳帽端的 出聲報(bào)警信號(hào)，以讓救生員及時(shí)發(fā)現(xiàn)溺水兒童；家長(zhǎng)手機(jī)端安裝有自主編寫的安卓界面，用于接受報(bào)警信息；救生員手環(huán)則由主控芯片， 受報(bào)警信號(hào)同時(shí)發(fā)出聲報(bào)警信號(hào)。智能手環(huán)監(jiān)測(cè)到，藍(lán)牙不在連接狀態(tài)或者救生員手上感應(yīng)手環(huán)收不到求救信號(hào)時(shí)候，把信息馬上發(fā)到放置在游泳池或者沙灘的緊急求救終端，終端接收到信息之后馬上通過 包括游泳池的具體地址） 發(fā)送到急救站處。發(fā)送信息到達(dá)終 端后繼續(xù)向手環(huán)發(fā)送求救信號(hào)，努力與手環(huán)握手取得聯(lián)系。這樣既能防止信息的浪費(fèi)，而且可以實(shí)現(xiàn)可靠的報(bào)警。 能介紹 報(bào) 警 方 式 三報(bào) 警 方 式 二報(bào) 警 方 式 一1 2 3468951 41 071 21 31 11 5 1 6手 機(jī) 攜 帶 者救 生 員急 救 站1 7圖 品工作流程總圖 如圖，智能安全泳帽工作步驟如下： 檢測(cè)、判斷游泳者位于水下的時(shí)間，當(dāng)時(shí)間達(dá)到設(shè)定的閾值，三極管開關(guān)電路 2連續(xù)發(fā)出低電平信號(hào)到中央處理芯片一 3；或者手動(dòng)緊急報(bào)警按鍵 17按下，產(chǎn)生低電平到對(duì)應(yīng) 央處理芯片一 3 啟動(dòng)報(bào)警方式一：中央處理芯片一3 控制泳帽上的藍(lán)牙模塊 4 發(fā)送求救信號(hào)到手機(jī)客戶端 7，手機(jī)收到信號(hào)后進(jìn)行手機(jī)震動(dòng)提醒；同時(shí)中央處理芯片一啟動(dòng)報(bào)警方式二：中央處理芯片一 3控制泳帽上的射頻模塊一 5 發(fā)送求救信號(hào)至智能手環(huán)，智能手環(huán)發(fā)出警報(bào)提醒智能手環(huán)穿戴者有人溺水；所述的智能手環(huán)包含中央處理芯片二 8、 警燈二 9、蜂鳴器 10、振動(dòng)器 11，中央處理芯片二 8收到求救信號(hào)后，控制 、蜂鳴器 10、振動(dòng)器工作 11；與此同時(shí)，中央處理芯片一 3 控制泳帽上的 警燈一 6閃爍； 與智能手環(huán)連接失敗，即報(bào)警方式二失效時(shí)，中央處理芯片一 3立即啟動(dòng)報(bào)警方式三：中央處理芯片一 3控制泳帽上的射頻模塊一 5發(fā)送求救信息到緊急報(bào)警終端；所述的緊急報(bào)警終端包括依次相連的射頻模塊二 12、中央處理芯片三 13、 4，射頻模塊二 12與射頻模塊一 5連接后，將射頻模塊一 5 發(fā)出的求救信息傳輸給中央處理芯片三 13，中央處理芯片三 13控制 4發(fā)出求救短信到急救站； 此外，泳帽上還設(shè)有手動(dòng)報(bào)警按鍵，讓溺水人員及時(shí)自救，按下手動(dòng)報(bào)警按 鍵時(shí)，報(bào)警方式同以上所述報(bào)警方式一、二、三。 所述的中 央處理芯片一、二、三均為 片機(jī)，所述的射頻模塊一、二均為 頻模塊； 基 于 水 位 檢 測(cè) 模 塊 的 智能 安 全 泳 帽救 生 員手 機(jī) 攜 帶 者急 救 站圖 作品結(jié)構(gòu)圖 開 始水 位 傳 感 器 檢 測(cè) 水 下 時(shí) 間到 達(dá) 閾 值三 極 管 開 關(guān) 電 路 連 續(xù) 發(fā) 出低 電 平 信 號(hào)中 央 處 理 芯 片 一L E D 報(bào) 警 燈一 閃 爍啟 動(dòng) 報(bào) 警 方 式 一 啟 動(dòng) 報(bào) 警 方 式 二判 斷 是 否 成 功啟 動(dòng) 報(bào) 警 方 式 三結(jié) 束 報(bào) 警圖 作品程序流程圖 第三章 方案選擇 訊方式選擇 帽通訊方案選擇 智能泳帽需要與手機(jī)端、救生員手環(huán)以及緊急報(bào)警終端進(jìn)行通訊，故通訊模塊的選擇是本作品的核心內(nèi)容?，F(xiàn)可供選擇的無線通訊模塊有三種，分別是面將從本作品出發(fā)，分析以上三種無線通訊方式以及最終方案選擇。 00米，傳輸數(shù)據(jù)速率也較藍(lán)牙模塊和模塊 然傳輸數(shù)據(jù)安全性穩(wěn)定性較差，但從距離來說比藍(lán)牙模塊更加適合于這個(gè)穿戴式裝備制作。本次作品主題是可穿戴式設(shè)備，故設(shè)備除了要低功耗意外，還要有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，那就是體積小。但是 塊供電成為一個(gè)大問題，電大，而且體積較大，不適合用于集成度較高的穿戴式裝備中。 藍(lán)牙模塊： 藍(lán)牙是無線數(shù)據(jù)和語音傳輸?shù)?開放式標(biāo)準(zhǔn)，它將各種通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)、甚至家用電器采用無線方式聯(lián)接起來。它的傳輸距離為 1010m，如果增加功率或是加上某些外設(shè)便可達(dá)到 100m 的傳輸距離。由于藍(lán)牙采用無線接口來代替有線電纜連接，具有很強(qiáng)的移植性，并且適用于多種場(chǎng)合，加上該技術(shù)功耗低、對(duì)人體危害小，而且應(yīng)用簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，所以易于推廣。 00米，適合我們所需的通訊要求。 單片射頻收發(fā)芯片，芯片能耗非常低，以 作電流只有 收時(shí)工作電流只有 18種低功率工作模式，節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。其時(shí)接收兩個(gè)不同頻道的數(shù)據(jù)。無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無線鼠標(biāo)、遙控開鎖、遙控玩具等。功耗低，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)可利用 檢測(cè)溺水者所在的游泳池。 綜合考慮各模塊特點(diǎn)以及本作品要求水下工作，最終選擇藍(lán)牙模塊用于泳帽與手機(jī)端的通訊，而 急報(bào)警終端的通訊方式 緊急報(bào)警終端的作用是當(dāng)家長(zhǎng)手機(jī)無法接到藍(lán)牙信息時(shí)，終端將會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)到手機(jī)，故選擇 感器選擇 檢測(cè)溺水有兩種方法。一、檢測(cè)泳帽所處的水深，超過一定深度一定時(shí)間后即認(rèn)為是溺水；二、檢測(cè)泳帽即頭部處在水中的時(shí)間，超過設(shè)定時(shí)間即認(rèn)為是溺水。 基于以上兩種檢測(cè)方法，現(xiàn)提出以下解決方案供選擇。 壓力傳感器 ： 利用水下壓力隨水深度的增大而增大的原理，使用壓力傳感器測(cè)出當(dāng)前壓力并用公式 F= *g*h(F 為壓力， 為水密度， g 為重力加速度， ，即可算出當(dāng)前所處深度。 水位檢測(cè)模塊： 由于壓力傳感器比較難操控，且置于水中時(shí)輸出不穩(wěn)定，故最終選擇水位檢測(cè)模塊。水位傳感器模塊在水中輸出低電平，在空氣中輸出高電平。靈敏度較高，符合計(jì)時(shí)需要。 溫濕度傳感器： 用水里溫度比較空氣低，濕度比空氣大來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)是否在水中。但經(jīng)試驗(yàn)當(dāng)溫濕度傳感器落入水中后，出水后占有水分，無法正確顯示空氣中的溫濕度，所以造成檢測(cè)部不準(zhǔn)確。 空氣檢測(cè)傳感器： 通過水中是否有空氣來檢測(cè)時(shí)候在水下，但由于空氣傳感器比較昂貴而且技術(shù)上的不成熟， 用起來仍比較有難度。 他電路設(shè)計(jì) 三極管開關(guān)電路工作過程：水位傳感器在水上的等效電阻 5 10在水下的的等效電阻在 600以下；當(dāng)水位傳感器未進(jìn)入水中時(shí)，電阻 三極管 b、 e 極兩端的電壓）大小為 w R 1V b e V c c =51005000 100 V=這個(gè)電壓值小于三極管的導(dǎo)通電壓 三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管 c、 e 極間相當(dāng)于大電阻， 乎承受所有電壓，即輸出為高電平（約為 當(dāng)水位傳感器進(jìn)入水下時(shí)，其等效電阻為 600以下，導(dǎo)致 端的分壓 w R 1V b e V c c =5 100600 100V=于 極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，三極管 間相當(dāng)于短路，故 輸出電壓接近于 0；所述的三極管為 9013 三極管，所述的電阻 100 歐姆，電阻 50 歐姆。 圖 三極管開關(guān)電路 第四章 各模塊簡(jiǎn)介 片機(jī) 具有 超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷汉挽`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。 列單片機(jī)的電源電壓采用的是 壓。因而可使其在 1時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在 165A 左右， 持模式下的最低功耗只有 功耗的特性適合可穿戴式裝備的發(fā)展需要。 片機(jī)的特點(diǎn) 片機(jī)具有超低功耗，強(qiáng)大的處理能力，高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，方便高效的開發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。 低功耗結(jié)構(gòu) 一個(gè)特別強(qiáng)調(diào)低功耗的單片機(jī)系列，尤其適用于采用電池長(zhǎng)時(shí)間供電的工作場(chǎng)合。 用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電流消耗等 因素會(huì)影響 外圍模塊對(duì)時(shí)鐘的需求，所以系統(tǒng)使用不同的時(shí)鐘信號(hào)： 戶通過程序可以選擇低頻或高頻，這樣可以根據(jù)實(shí)際需要來選擇適合的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，將這3 種不同頻率的時(shí)鐘輸出給不同的模塊，從而更加合理地利用系統(tǒng)的電源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的低功耗。這一點(diǎn)對(duì)于電池供電的系統(tǒng)來講至關(guān)重要。 共有 1 種活動(dòng)模式和 5 種低功耗模式，如下： 工作模式 態(tài)、振蕩器及時(shí)鐘 活動(dòng)模式（ 于活動(dòng)狀態(tài) 動(dòng) 動(dòng) 動(dòng) 低功耗模式 0（ 于禁止?fàn)顟B(tài) 禁止 動(dòng) 動(dòng) 低功耗模式 1（ 于禁止?fàn)顟B(tài) 如果 用作 支流發(fā)生器被禁止，否則仍保持活動(dòng) 禁止 動(dòng) 動(dòng) 低功耗模式 2（ 于禁止?fàn)顟B(tài) 如果 用作 動(dòng)被禁止 禁止 禁止 動(dòng) 低功耗模式 3（ 于禁止?fàn)顟B(tài) 禁止，支流發(fā)生器被禁止 禁止 禁止 動(dòng) 低功耗模式 4（ 于禁止?fàn)顟B(tài) 禁止 禁止 禁止 所有振蕩器停止工作 牙模塊 藍(lán)牙模塊，是一種集成藍(lán)牙功能的 ，用于短距離無線通訊 ， 由于藍(lán)牙模塊的 用了雙 構(gòu)，大部分指令可以并行運(yùn)行，其工作頻率達(dá)150且功耗更低。 藍(lán)牙模塊適合于短距離通訊，低功耗特性適合于穿戴式裝備。 塊 一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于 置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型 術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。耗低，在以 -6 功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有 9 收時(shí)，工作電流只有 12.3 種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 塊簡(jiǎn)介 （ 1）最高工作速率 2效 制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合 （ 2）空曠距離下內(nèi)置 線，最遠(yuǎn)無障礙在 240 米處還能收到信號(hào)。但是有遮擋的情況比較難以確定，若做遙控用，最好距離在 200 米左右。當(dāng)然我們可以外置功率放大電路，來增大傳輸距離 （ 3）低功耗 作，待機(jī)模式下狀態(tài)為 22電模式下為 900 應(yīng)用原理圖： 圖 低功耗性能 這是 一大優(yōu)點(diǎn)，也是做電池供電必須得考慮到的，尤其是要 求體積小低容量電池的產(chǎn)品中，平均耗電能力決定一個(gè)產(chǎn)品的成敗，在待機(jī)模式 1右。但是休眠后接收電路也停止工作，因此為了保證能正常工作還省電，一般采用 歇喚醒模塊的方式，采用合理的間隔比，可以保證整機(jī)工作電流在 20右。 工作模式 來看一下我們 工作模式和不同工作模式下各引腳的功能。 以設(shè)置為以下幾種主要的模式： 不同模式下的引腳功能 ： 引腳名稱 方向 發(fā)送模式 接收模式 待機(jī)模式 掉電模式 入 高電平 10電平 低電平 - 入 電平使能 入 入 態(tài)輸出 出 中斷，低電平使能 有配置都在配置寄存器中 ,所有寄存器都是通過 口進(jìn)行配置的。 口是標(biāo)準(zhǔn)的 口，其最大的數(shù)據(jù)傳輸率為 10多數(shù)寄存器是可讀的。 令設(shè)置： 口可能用到的指令在下面有所說明。 低后， 口等待執(zhí)行指令，每一條指令的執(zhí)行都必須通過一次 高到低的變化。 中斷： 中斷引腳（ 低電平觸發(fā)，當(dāng)狀態(tài)寄存器中 高時(shí)觸發(fā)中斷。當(dāng) 中斷源寫 1時(shí)，中斷引腳被禁止。可屏蔽中斷可以被 斷屏蔽。通過設(shè)置可屏蔽中斷位為高，則中斷響應(yīng)被禁止。默認(rèn)狀態(tài)下所有的中斷源是被禁止的。 塊 縮寫，意為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一， 于第二代（ 2G）蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，它是基于窄帶 式， 80 年代 興起于歐洲， 信方式的方便之處在于它提供了一個(gè)智能卡，即 ，并且機(jī)卡可以分離，這樣用戶可以更換 信終端而無需更換 信方式還允許用戶發(fā)送和接收每條不超過 160 字長(zhǎng)度的短信息，這就促成了 信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控裝置的實(shí)際應(yīng)用向結(jié)合。 絡(luò)穩(wěn)定，適合用于緊急情況時(shí)候保持穩(wěn)定。 開發(fā)人員使用 者 單片機(jī) 通過 口與 塊通信，使用標(biāo)準(zhǔn)的 令 來控制 塊實(shí)現(xiàn)各種無線通信功能，例如：發(fā)送短信，撥打電話， 號(hào)上網(wǎng)等?；?塊產(chǎn)品的開發(fā)往往都是基于 臺(tái)，使用 嵌入式系統(tǒng) 進(jìn)行開發(fā)。有些 塊具有 “開放內(nèi)置平臺(tái) ”功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺(tái)中。 塊的使用 在本系統(tǒng)中，我們使用名為 而發(fā)送控制信息和接收反饋信息，圖為 模式 E 接收模式 1 1 1 - 發(fā)送模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 發(fā)送模式 1 0 1 0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 0 1 待機(jī)模式 I 1 - 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電模式 0 - - - 圖 使用 收發(fā)短信及相關(guān)操作 0 1文本； 單片機(jī)端輸入以上指令，通過串口與 塊通信，便能實(shí)現(xiàn)手機(jī)與模塊的短信收發(fā)。 發(fā) 統(tǒng)介紹 一種以 基礎(chǔ)的開放源碼操作系統(tǒng)，主要使用于手機(jī)或平板電腦等便攜設(shè)備。 作系統(tǒng)最初由 發(fā)，最初主要支持手機(jī)。 2005 年由 購(gòu)注資，并與多家制造商組成開放手機(jī)聯(lián)盟開發(fā)改良，逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上。 2010 年年底數(shù)據(jù)顯示，推出僅僅兩年的 作系統(tǒng)已經(jīng)超越稱霸近十年的諾基亞 統(tǒng)，躍居全球最受歡迎的智能手機(jī)平臺(tái)。 作系統(tǒng)最大的特色就是開放，不存在任何專有權(quán)的限制，可以搜索到眾多開源代碼，是一個(gè)實(shí)用操作性強(qiáng)的平臺(tái)。 統(tǒng)架構(gòu)采用了分層的架構(gòu)，從圖 3以看出， 為 5個(gè)層，分別是： 9。 圖 統(tǒng)設(shè)計(jì) 能手機(jī) 發(fā)使用簡(jiǎn)單，成本較低，用作穿戴式裝備的客戶端控制是十分適合的選擇。 利用 戶端可根據(jù)智能泳帽使用者對(duì)水性的熟悉程度設(shè)置報(bào)警時(shí)間時(shí)長(zhǎng)。 擇泳帽設(shè)備，通過藍(lán)牙裝置與泳帽上藍(lán)牙模塊 匹配連接上。連接上泳帽設(shè)置后，可進(jìn)行下面操作。按下按鍵 1、 2、3分別設(shè)置三種時(shí)間模式，設(shè)置泳帽在水中的安全時(shí)間。按下查詢鍵，查詢當(dāng)前設(shè)置安全時(shí)間按下游泳小 當(dāng)前溺水急救資料與游泳相關(guān)知識(shí)。泳帽設(shè)置好時(shí)間后把時(shí)間保存在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)掉電保存。當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)狀況，客戶端彈出緊急提醒對(duì)話框，并伴有強(qiáng)烈震動(dòng)與聲音報(bào)警，力求讓使用者一定要意識(shí)到報(bào)警狀態(tài)。按下確定后，解除報(bào)警狀態(tài)，震動(dòng)與聲音取消。 圖 機(jī)界面操作 信死鎖的解決 信死鎖的概述 如果一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待只能由該進(jìn)程集合中的其他進(jìn)程才能引發(fā)的時(shí)間，那么該進(jìn)程集合就是死鎖的。 信死鎖的概念 通信死鎖是指發(fā)生在通信系統(tǒng)中的一種死鎖，一種普遍的情形是 A 向 B 發(fā)送請(qǐng)求信息，然后阻塞直至 B 回復(fù)，假設(shè)請(qǐng)求消息丟失， A 將阻塞以等待回復(fù)，而 B 會(huì)阻塞等待一個(gè)向其發(fā)送命令的請(qǐng)求，因此發(fā)生通信死鎖。 決過程 我們?cè)O(shè)計(jì)的報(bào)警流程是這樣的：泳帽的 塊向手環(huán)的 塊發(fā)出數(shù)據(jù)包，當(dāng)手環(huán)接收到數(shù)據(jù)包時(shí)， 亮，蜂鳴器響，同時(shí)向泳帽端返回一個(gè)數(shù)據(jù)包，如手環(huán)沒有接收到數(shù)據(jù)包，則泳帽端發(fā)送另一個(gè)數(shù)據(jù)包到緊急報(bào)警終端，終端收到后發(fā)出警報(bào)聲并發(fā)出信息到設(shè)定好的手機(jī)。 而在調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)，程序運(yùn)行過程會(huì)出現(xiàn)一種很奇怪的現(xiàn)象：泳帽向手環(huán)發(fā)出求救數(shù)據(jù)包后，手環(huán)并沒有進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，而緊急報(bào)警終端也沒有作出應(yīng)有的反應(yīng)，而且程序無法繼續(xù)運(yùn)行，需重新復(fù)位。 這個(gè)問題困擾了我們很久，后來經(jīng)過查閱資料，了解了死鎖的概念以及發(fā)生條件，修改了程序，成功破壞了死鎖發(fā)生的占有和等待條件，成功消除了 第五 章 功能特點(diǎn)及產(chǎn)品推廣 能特點(diǎn) （ 1）作品具有極強(qiáng)的針對(duì)性，適合于小孩或者游泳初學(xué)者。 （ 2）當(dāng)水位傳感器，在預(yù)設(shè)定時(shí)間內(nèi)還處于水中，達(dá)到溺水條件，泳帽自身發(fā)出報(bào)警信號(hào)方便其他人確定位置，馬上執(zhí)行救援。 （ 3）泳帽電路通過 塊向救生員手上手環(huán) 塊發(fā)出求救信號(hào)，救生員手上 （ 4）泳帽向手環(huán)報(bào)警同時(shí)也會(huì)通過藍(lán)牙模塊向手機(jī) 戶端發(fā)送信號(hào)，手機(jī) 機(jī)彈出警告窗口，并伴隨震動(dòng)提醒手機(jī)使用者。 （ 5）設(shè)置緊急報(bào)警終端， 當(dāng)救生員手上手環(huán)接收不到求救信號(hào)時(shí)，泳帽沒有收到反饋信號(hào)時(shí)候，馬上發(fā)給固定在游泳地方附近的緊急報(bào)警終端，終端接收到信號(hào)之后馬上通過 底保證泳帽使用者的安全。 品推廣 本作品有極強(qiáng)的市場(chǎng)推廣性，一方面可以面向兒童和游泳初學(xué)者，面向人群人數(shù)較多而且市場(chǎng)廣闊，尤其是其實(shí)用性很強(qiáng)，所以推廣也較為方便而且快速；另一方面可以向游泳池供應(yīng)商推廣，游泳池的安全性對(duì)游泳池游泳人群的吸引程度很大，所以游泳池的所有者在開游泳產(chǎn)所時(shí)可大量購(gòu)買本安全 產(chǎn)品，以提高顧客數(shù)量。同時(shí)，本作品也可以把家長(zhǎng)作為消費(fèi)人群，因?yàn)楫a(chǎn)品也可以推廣成為獨(dú)立性較強(qiáng)的安全產(chǎn)品。并且有以下特性： （ 1）實(shí)用創(chuàng)新性：我們的創(chuàng)意本著保障夏天孩子游泳安全，做出該作品，已經(jīng)對(duì)該作品申請(qǐng)專利保護(hù)。 （ 2）安全可靠性：保護(hù)人身安全是該產(chǎn)品最重要的也是唯一的目標(biāo)。經(jīng)過多次試驗(yàn)，產(chǎn)品能檢測(cè)到溺水狀態(tài)成功率近乎百分之一百。而且采用多種通訊方式實(shí)現(xiàn)報(bào)警，確保求救信息可以成功發(fā)送到附近急救設(shè)備和急救人員上。事故保障率高達(dá)近乎百分之一百。 （ 3）客觀經(jīng)濟(jì)性：整套設(shè)備采取成本較低但是可靠的通訊模塊。 25 元的成本適用于廣大人民群眾?？蛇_(dá)到以低價(jià)保障安全的目的。 （ 4）節(jié)能低功耗性：作為可穿戴式裝備，節(jié)能低功耗是最必須具有的特性。模塊選擇與芯片編程，我們都把節(jié)能與成本放在首位，低功耗模式使其成為名符其實(shí)穿戴式裝備。經(jīng)檢測(cè)與計(jì)算，按照事故概率計(jì)算耗電期望，可算出設(shè)備能持續(xù)工作 25天。 （ 5）穿戴舒適：設(shè)備電路微型化生產(chǎn)，質(zhì)量低，把電路安裝在泳帽上，不會(huì)產(chǎn)生不適感，不會(huì)影響對(duì)游泳者游泳整體感覺。 第六章 測(cè)試結(jié)果 6 1 測(cè)試裝 備 數(shù)字萬用表 1臺(tái) 穩(wěn)壓直流電源 1臺(tái) 智能手機(jī) 1 臺(tái) 報(bào)警端手機(jī) 1 臺(tái) 水 1瓶 試數(shù)據(jù) 藍(lán)牙模塊供電電壓及工作電流， 片機(jī)供電電壓及工作電流，高亮燈工作電流及工作電壓、鋰電池儲(chǔ)存電能。 統(tǒng)測(cè)試方案 分別把 牙模塊單獨(dú)測(cè)試工作電壓，測(cè)得 牙模塊 工作電壓 亮燈工作電壓為 池輸出電壓 4V；單片機(jī)活動(dòng)模式電流為 160作時(shí)的電流為 牙模塊工作是電流為12亮燈的工作電流為 圍模塊同時(shí)處于低功耗模式，單片機(jī)待機(jī)電流 ( / ( / / ( / ( v) = 設(shè)置時(shí)間 ) ; 你把安全時(shí)間設(shè)置為 45s ) ; 確定 , ; ; / ( 1;/; ); ( v) = 設(shè)置時(shí)間 ) ; 你把安全時(shí)間設(shè)置為 60s ) ; 確定 , ; ; / ( 2;/; ); ( v) = 設(shè)置時(shí)間 ) ; 你把安全時(shí)間設(shè)置為 75s ) ; 確定 , ; ; / ( 3;/; ); ( v) / ( 4;/; ); ); 射端主要代碼： k,00; 0; ; ; ; ; ; 0 0 0(0 / If ); / do ; ) ( /判斷有鍵按下 0); /稍作延時(shí)，用于消抖 (改動(dòng) ) ( /按鍵有效 ; _0000); 0); /判斷有鍵按下 ; _0000); 0); if(1)00; if(2)0