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标题: 智能无线呼救控制器设计 [打印本页]

作者: admin 时间: 2015-5-1 19:17
标题: 智能无线呼救控制器设计
　　当今社会的通讯器材以手机居多，且手机的种类和操作日益多元复杂化，不适宜紧急情况时作为呼救器使用。而呼救器作为通信工具的一种，自诞生以来，在近十年中发展迅速，其具有的操作简单、反应迅速、使用面广等特点，对于老人小孩和残障人群该显得极为重要。因此，该款基于pic 单片机控制的无线呼救控制器具有较高的实用性。使用者可以通过几个简单按键的操作，利用该仪器实现定向传输自身信息（如求救地点的坐标，自身情况等）以及无线通讯等功能，将会给呼救人群提供极大的便利，给予人身安全以最大程度的保障。
　　本文将从主体结构和软件两部分论述介绍该款呼救器，从而使人们对呼救器的工作过程有较为直观的了解。
　　1 智能无线呼救控制器系统主体结构设计无线呼救器的结构主要可以分为两大部分，即控制部分及功能模块部分。控制部分主要由PIC 单片机构成，为核心部分，其功能为接收外部按键信号；功能模块部分由GPS 模块、功能按键和通讯模块组成，可分别接收来自控制部分的信号并完成自身功能。其总体结构图如图1 所示。

　　图1 智能无线呼救控制器总体结构图
　　控制部分：由PIC单片机构成，通过功能指令的输入输出，达到控制功能模块的功能，为整个仪器的核心部分。
　　功能模块部分：（1）GPS 模块：即实现对使用者的求救地点定位的模块，可以得出地理坐标信息并将信息反馈到控制部分，由单片机控制。（2）无线通信模块：即实现呼救信向接收人发送息（包括由GPS得到的坐标信息）以及无线通话的功能模块，由单片机控制。（3）麦克风和耳机：为无线通话模块附属部分，以达到通话目的。（4）功能按键：即键盘电路，通过不同按键选择实现短信发送和无线通话的等多种功能。
　　2 主要功能模块接口电路
　　智能无线通信控制器功能部分主要包括无线通信模块、功能按键和GPS 模块，下面对无线通信模块和GPS 模块这两大模块的接口设计进行说明。
　　2.1 无线通信模块接口电路
　　无线通信模块的主要功能是实现短信的发送和无线通话，在本款呼救器中，该模块采用由WAVECOM 公司生产的WavecomFastrack M1206 外置调制解调器。该款无线模块由法国Wavecom 公司设计制造，功能强大，价格相对低廉，是一款双波段GSM调制解调器，专为数据、传真、短信服务和语音应用的产品而设计。其输入电压是5.5-32V，工作输出功率在1-2W 之间。
　　此模块的接口部分通过极小的Sub-D15 针连接器连接外部单片机接口作为它的输入和输出口，同时还通过微型FIT四针连接器连接电源，另外还附带有一个SMA天线连接器及滑动式SIM 固定器。它与单片机的连接如图2 所示。

　　
　　从图2 可以看出，单片机的I/O 口需要与无线模块以及GPS 模块相连接，且输入输出口须使用同一串口，因此需在接口处接入了一片GM8123 的扩展芯片，以此实现“一串二”接口扩展的目的。通过接口扩展，无线模块和GPS 模块可连接到单片机的同一I/O 口。
　　同时无线通信模块还具有远距离通话的功能，因此需要再接入麦克风和耳机的电路，以实现通话的目的。
　　2.2 GPS 模块接口。
　　PS 模块的功能是实现呼救人员的位置测定，该模块须具有全球定位的功能，且能进行数据的接收与发送。本款呼救器采用由ALIENTEK 公司生产的ATK-NEO-6M 定位仪作为GPS模块，该模块性能强大，其测量输出频率最高可达5Hz，兼容3.3V 和5V 的单片机系统，即可以与PIC 单片机兼容；同时该模块十分小巧，可大大减小产品体积。
　　该模块的接口简单，只有VCC、GND、TXD、RXD 共4 个接口，其中TXD 与RXD 接口直接与PIC 单片机的I/O 口相连即可，VCC 与GND 分别接电源和地。接口接入后通电便可进行工作。器件接口电路如图3 所示。

　　
　　3 软件设计
　　如图4 所示，程序开始的串口初始化是指完成指定堆栈指针（SP）初值，对内部RAM清零，设定即T0、T1 的工作方式和定时记数初值，开中断，指定数据存储单元的初值等任务。
　　信号判断程序和功能实现程序是整个程序的核心。信号判断程序的功能是判断功能按键信号的输入与否，当判断完毕后将信号输入到后续的功能模块中。
　　不同的两种信号对应两个功能模块程序的实行。当判断其为无线通信信号后，便通过CPU启动通信模块，然后再次判断是否有通话信号，若有则通过一通信程序经麦克风处理后进行通话功能；若无通话信号，则模块进入等待状态，等待按键2 信号输入后控制GPS 模块传输的定位信息。
　　
　　

作者: 李小路 时间: 2020-10-1 19:31
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