1、多種通訊訊方式實(shí)實(shí)現(xiàn)可靠靠報(bào)警的的智能安安全泳帽帽A vaarieety of commmunnicaatioon mmethhodss too acchieeve relliabble alaarm inttellligeent seccuriity swiimmiing capps編號(hào)：GGD144-28806摘 要要隨著科學(xué)學(xué)技術(shù)的的不斷發(fā)發(fā)展，穿穿戴式智智能設(shè)備備已經(jīng)走走進(jìn)了人人們的生生活。但目前前的穿戴戴式設(shè)備備魚龍混混雜，不不具有針針對(duì)性，沒有針針對(duì)特殊殊人群進(jìn)進(jìn)行推廣廣，且大大部分價(jià)價(jià)格昂貴貴、實(shí)用用性不高高，造成成可穿戴戴式產(chǎn)品品推廣很很難。故故本產(chǎn)品品的最初初設(shè)想是是要面向向

2、某一人人群，而而一般是是面向弱弱勢(shì)群體體，再?gòu)膹漠a(chǎn)品的的高實(shí)用用性和高高推廣性性出發(fā)，于是最最終形成成了面向向兒童等等不擅長(zhǎng)長(zhǎng)游泳人人群的智智能安全全泳帽。本作品采采用TII公司的的MSPP4300G25553作作為主控控芯片，利用水水位模塊塊藍(lán)牙模模塊、NNRF模模塊以及及GSMM模塊與與手機(jī)界界面連接接，構(gòu)建建一個(gè)可可穿戴的的智能安安全泳帽帽，應(yīng)用用于兒童童及不擅擅長(zhǎng)游泳泳者的游游泳安全全檢測(cè)，有比較較好的發(fā)發(fā)展前景景。關(guān)鍵詞：可穿戴戴設(shè)備 無(wú)線通通訊 游游泳安全全 人機(jī)機(jī)交互AbsttracctWithh thhe cconttinuuouss deevellopmmentt off s

3、cciennce andd teechnnoloogy, weearaablee inntellliggentt deevicce hhas enttereed ppeopples llifee.Goood andd evvil peooplee miixedd upp buut tthe weaarabble devvicees, nott taargeetedd, nnot forr thhe sspecciall grroupps, andd moost exppenssivee, ppraccticcaliity is nott hiigh, caausee thhe wwearrab

4、lle pprodductt prromootioon iis ddiffficuult.Thee orrigiinall thhougght of thiis pprodductt iss too faace a ccrowwd, andd geenerrallly iis ggearred to thee neeedss off vuulneerabble grooupss, aand staartiing froom tthe prooducct oof hhighh prractticaabillityy annd ppopuularrizaatioon, andd fiinallly

5、 forrmedd foor cchilldreen iis nnot goood aat sswimmminng tthe inttellligeent seccuriity capps oof tthe croowd.Thiis wworkk addoptts MMSP4430GG25553 aas mmainn coontrrol chiip oof TTI ccomppanyy, uusinng tthe watter levvel moddulee off blluettootth mmoduule, thhe NNRF moddulee annd GGSM moddulee ann

6、d mmobiile phoone intterffacee coonneectiion, buuildd a weaarabble inttellligeent seccuriity capps, appplieed tto cchilldreen aand aree noot ggoodd att swwimmmingg swwimmmingg saafetty iinsppecttionn, ttherre aare goood pprosspeccts forr deevellopmmentt.Keeywoordss: wwearrablle eequiipmeent wirrelee

7、ss swiimmiing saffetyy humaan-ccompputeer iinteeracctioon目錄摘要1原創(chuàng)性聲聲明4原創(chuàng)性聲聲明4作品創(chuàng)新新點(diǎn)4第一章 緒論551.1可可穿戴式式設(shè)備概概述及理理解51.2 可行行性分析析51.2.1淹溺溺的概念念51.2.2溺水事事件現(xiàn)況況51.2.3如何預(yù)預(yù)防公共共游泳池池淹溺551.2.4可行性性分析66第二章 作品總總體設(shè)計(jì)計(jì)2.1 主要架架構(gòu)72.2工工作過程程72.3功功能介紹紹9第三章 方案案選擇1123.1通通訊方式式選擇1123.1.1泳帽帽通訊方方案選擇擇12 3.11.2緊緊急報(bào)警警終端的的通訊方方式123.2傳傳感器

8、選選擇133.3 其他電電路設(shè)計(jì)計(jì)13第四章 各模塊塊簡(jiǎn)介1154.1 MSPP4300G255531154.1.1MSSP4330單片片機(jī)的特特點(diǎn)1554.1.2MSSP4330的低低功耗結(jié)結(jié)構(gòu)1554.2藍(lán)藍(lán)牙模塊塊154.3 NRFF模塊1164.3.1NRRF244L011模塊簡(jiǎn)簡(jiǎn)介164.3.2NRRF244L011的低功功耗性能能174.3.3NRRF244L011的工作作性能1174.4 GSMM模塊118 4.4.11 GSSM模塊塊的使用用184.5 Anddroiid開發(fā)發(fā)194.5.1Anndrooid系系統(tǒng)介紹紹194.5.2Anndrooid系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)204.6通通

9、信死鎖鎖的解決決204.6.1通信信死鎖的的概述2204.6.2通信信死鎖的的概念2204.6.3解決決過程220第五章 功能能特點(diǎn)及及產(chǎn)品推推廣2225.1功功能特點(diǎn)點(diǎn)225.2產(chǎn)產(chǎn)品推廣廣22第六章 測(cè)試試結(jié)果2236.1測(cè)測(cè)試裝備備236.2測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)據(jù)236.3系系統(tǒng)測(cè)試試方案2236.4 功耗檢檢測(cè)計(jì)算算23結(jié)束語(yǔ)225附錄一：元件清清單266附錄二：程序代代碼266附錄三：電路圖圖35附錄四：操作說說明366附錄五：外觀設(shè)設(shè)計(jì)377參考文獻(xiàn)獻(xiàn)38原創(chuàng)性聲聲明本人鄭重重聲明：所呈交交的參賽賽作品及及作品報(bào)報(bào)告，是是本人和和隊(duì)友獨(dú)獨(dú)立進(jìn)行行研究工工作所取取得的成成果。除除文中已已經(jīng)注明

10、明引用的的內(nèi)容外外，本論論文不包包含任何何其他個(gè)個(gè)人或集集體已經(jīng)經(jīng)發(fā)表或或撰寫過過的作品品成果，不侵犯犯任何第第三方的的知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)或其其他權(quán)利利，且已已經(jīng)獨(dú)自自申請(qǐng)發(fā)發(fā)明專利利。本人人完全意意識(shí)到本本聲明的的法律結(jié)結(jié)果由本本人承擔(dān)擔(dān)。作品創(chuàng)新新點(diǎn)：水位檢測(cè)測(cè)模塊:設(shè)置在在游泳所所戴泳帽帽上的水水位傳感感器檢測(cè)測(cè)、創(chuàng)新新地改造造了現(xiàn)有有的水位位檢測(cè)模模塊，無(wú)無(wú)需使用用A/DD轉(zhuǎn)換，利用水水位模塊塊的電阻阻特性創(chuàng)創(chuàng)造性地地使用了了三極管管的開關(guān)關(guān)特性，極大地地提高了了檢測(cè)的的靈敏度度；判斷斷游泳者者位于水水下的時(shí)時(shí)間，當(dāng)當(dāng)時(shí)間達(dá)達(dá)到設(shè)定定的閾值值，三極極管開關(guān)關(guān)電路連連續(xù)發(fā)出出低電平平信號(hào)到到中央

11、處處理芯片片MSPP4300；低功耗模模式：穿穿戴式首首要條件件是能耗耗低，采采用MSSP4330低功功耗編程程模式和和NRFF的超低低功耗工工作模式式。讓系系統(tǒng)在一一般情況況下處于于低功耗耗模式3的待機(jī)機(jī)狀態(tài)，這樣可可以節(jié)省省電量，可持續(xù)續(xù)工作超超長(zhǎng)時(shí)間間，發(fā)生生溺水事事件時(shí)中中斷喚醒醒單片機(jī)機(jī)，才產(chǎn)產(chǎn)生各種種動(dòng)作。多種可靠靠報(bào)警方方式：利利用算法法解決通通信死鎖鎖問題，把報(bào)警警方式拓拓展為先先從最近近設(shè)備開開始報(bào)警警，逐級(jí)級(jí)遞增，與最高高級(jí)報(bào)警警設(shè)備獲獲取握手手之后，繼續(xù)請(qǐng)請(qǐng)求與低低級(jí)設(shè)備備握手。多重通通訊方式式實(shí)現(xiàn)可可靠報(bào)警警的智能能安全泳泳帽是通通過藍(lán)牙牙通訊接接通手機(jī)機(jī)客戶端端、NR

12、RF射頻頻通訊接接通救生生員智能能手環(huán)、GSMM網(wǎng)絡(luò)通通訊接通通急救站站的多重重通訊方方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信號(hào)傳傳輸?shù)目煽煽繄?bào)警警。采用藍(lán)牙牙作為智智能機(jī)與與設(shè)備連連接中介介：本發(fā)發(fā)明的智智能安全全泳帽采采取藍(lán)牙牙模塊作作為調(diào)整整溺水時(shí)時(shí)間閾值值長(zhǎng)短的的傳輸載載體，藍(lán)藍(lán)牙傳輸輸距離可可達(dá)200米。在在智能手手機(jī)方面面對(duì)藍(lán)牙牙開發(fā)不不耗費(fèi)信信息傳輸輸費(fèi)用，傳輸數(shù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定定可靠，塊處于于低功耗耗運(yùn)行方方式，可可以節(jié)省省用電量量，符合合現(xiàn)今穿穿戴式裝裝備低功功耗的要要求。救生手環(huán)環(huán)：當(dāng)發(fā)發(fā)生危險(xiǎn)險(xiǎn)情況給給予救生生員最為為直觀的的報(bào)警。遇到危危險(xiǎn)情況況，手環(huán)環(huán)會(huì)強(qiáng)烈烈震動(dòng)，發(fā)出燈燈光閃爍爍，并伴伴有蜂鳴鳴器報(bào)警

13、警。高亮LEED燈：泳帽自自身也會(huì)會(huì)發(fā)出報(bào)報(bào)警，高高亮LEED燈可可以讓附附近的人人及時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)溺水水者所在在位置，及時(shí)提提供救援援。GSM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：采采取全球球網(wǎng)絡(luò)通通訊中最最穩(wěn)定的的GSMM網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)穩(wěn)定的的大范圍圍通訊，可確保保求救信信息可以以穩(wěn)定準(zhǔn)準(zhǔn)確地發(fā)發(fā)送到急急救中心心。自動(dòng)識(shí)別別游泳池池編號(hào)：游泳池池邊部署署感應(yīng)器器，當(dāng)游游泳池中中有人溺溺水，感感應(yīng)器識(shí)識(shí)別到后后可迅速速反饋到到游泳池池控制中中心所出出游泳池池編號(hào)，并把所所處游泳泳池編號(hào)號(hào)連同報(bào)報(bào)警信息息一起發(fā)發(fā)出，可可讓急救救人員迅迅速知道道。低成本高高性能：本作品品除去系系統(tǒng)端，每套泳泳帽和手手環(huán)價(jià)格格僅為225元，成本低低

14、，運(yùn)行行穩(wěn)定，實(shí)用性性強(qiáng)，便便于推廣廣。緒論1.1可可穿戴式式設(shè)備概概述及理理解 “穿戴戴式智能能設(shè)備”是應(yīng)用用穿戴式式技術(shù)對(duì)對(duì)日常穿穿戴進(jìn)行行智能化化設(shè)計(jì)、開發(fā)出出可以穿穿戴的設(shè)設(shè)備的總總稱，如如眼鏡、手套、手表、服飾及及鞋等。隨著計(jì)計(jì)算機(jī)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化軟軟硬件以以及互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)術(shù)的高速速發(fā)展，可穿戴戴式智能能設(shè)備的的形態(tài)開開始變得得多樣化化，逐漸漸在工業(yè)業(yè)、醫(yī)療療、軍事事、教育育、娛樂樂等諸多多領(lǐng)域表表現(xiàn)出重重要的研研究?jī)r(jià)值值和應(yīng)用用潛力。 可穿戴戴式設(shè)備備應(yīng)當(dāng)具具備最重重要的兩兩個(gè)特點(diǎn)點(diǎn)：一是是可長(zhǎng)期期穿戴，二是智智能化?？纱┐鞔魇皆O(shè)備備必須是是延續(xù)性性地穿戴戴在人體體上，并并能夠帶帶來(lái)增強(qiáng)強(qiáng)

15、用戶體體驗(yàn)的效效果。這這種設(shè)備備需要有有先進(jìn)的的電路系系統(tǒng)，無(wú)無(wú)線聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)并且起起碼具有有一個(gè)低低水平的的獨(dú)立處處理能力力。 穿戴式式智能設(shè)設(shè)備時(shí)代代的來(lái)臨臨意味著著人的智智能化延延伸，通通過這些些設(shè)備，人可以以更好的的感知外外部與自自身的信信息，能能夠在計(jì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)甚甚至其它它人的輔輔助下更更為高效效率的處處理信息息，能夠夠?qū)崿F(xiàn)更更為無(wú)縫縫的交流流。 基于以以上對(duì)于于“可穿穿戴式設(shè)設(shè)備”的的理解，我們的的作品多種種通訊方方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)可靠報(bào)報(bào)警的智智能安全全泳帽，應(yīng)運(yùn)而而生。1.2 可行行性分析析1.2.1淹溺溺的概念念 淹溺又又稱溺水水，是人人淹沒于于水或其其他液體體介質(zhì)中中并受到到傷害的的狀

16、況。，水充充滿呼吸吸道和肺肺泡引起起缺氧窒窒息；吸吸收到血血液循環(huán)環(huán)的水引引起血液液滲透壓壓改變、電解質(zhì)質(zhì)紊亂和和組織損損害；最最后造成成呼吸停停止和心心臟停搏搏而死亡亡。淹溺溺的后果果可以分分為非病病態(tài)、病病態(tài)和死死亡，其其過程是是連續(xù)的的。淹溺溺發(fā)生后后患者未未喪失生生命者稱稱為近乎乎淹溺。淹溺后后窒息合合并心臟臟停搏者者稱為溺溺死，如如心臟未未停搏則則稱近乎乎溺死。1.2.2溺水水事件現(xiàn)現(xiàn)況 我國(guó)的的溺水身身亡事故故頻發(fā)，已成為為學(xué)生非非正常死死亡的頭頭號(hào)殺手手，中小學(xué)學(xué)生平均均每天有有40多多人溺水水而亡。兒童安安全數(shù)據(jù)據(jù)顯示每每年近33萬(wàn)兒童童死于溺溺水，暑假正正成為兒兒童意外外死亡

17、的的高發(fā)期期，中國(guó)國(guó)平均每每年有近近3萬(wàn)名名兒童死死于溺水水，每年年有5萬(wàn)萬(wàn)多名兒兒童、平平均每天天有近1150名名0114歲的的兒童因因意外死死亡而失失去生命命，其中中溺水身身亡兒童童占600之多多。僅220077年度，全國(guó)溺溺水死亡亡總?cè)藬?shù)數(shù)大約111.77萬(wàn)人。1.2.3如何預(yù)預(yù)防公共共游泳池池淹溺公共游泳泳場(chǎng)所包包括公共共游泳池池、公共共游泳海海灘等，從概率率上講，這些地地方的游游泳者最最多，故故發(fā)生淹淹溺的可可能性就就相對(duì)較較大，故故應(yīng)特別別提高警警惕。必必須認(rèn)真真貫徹有有關(guān)游泳泳場(chǎng)所的的規(guī)定。按照全國(guó)游游泳場(chǎng)所所開業(yè)技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和國(guó)家游游泳場(chǎng)所所星級(jí)評(píng)評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)等條條例對(duì)公公共游泳

18、泳場(chǎng)所實(shí)實(shí)施建設(shè)設(shè)和管理理。其主主要內(nèi)容容有：（1）加加強(qiáng)硬件件設(shè)施建建設(shè)和完完善硬件設(shè)施施主要包包括觀察察設(shè)備和和救生設(shè)設(shè)備，前前者有海海灘的瞭瞭塔，游游泳池的的瞭望臺(tái)臺(tái)（梯）、望遠(yuǎn)遠(yuǎn)鏡等，這些設(shè)設(shè)施是救救生員觀觀察游泳泳者情況況的重要要保證，使救生生員能夠夠及時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)異常常情況，以便及及時(shí)實(shí)施施救援。因此各各個(gè)游泳泳場(chǎng)所必必須建立立有效的的觀測(cè)設(shè)設(shè)施。此此外游泳泳場(chǎng)所要要有充足足的救生生設(shè)備，包括各各種救生生漂浮物物如救生生圈、漂漂浮板等等，這些些設(shè)備在在淹溺救救援中能能夠發(fā)揮揮巨大的的作用。（2）加加強(qiáng)救生生人員的的培養(yǎng)、管理和和使用是否有專專職救生生人員和和救生人人員的專專業(yè)素質(zhì)質(zhì)直接

19、關(guān)關(guān)系到公公共游泳泳場(chǎng)所淹淹溺者的的生命，故游泳泳場(chǎng)所必必須加強(qiáng)強(qiáng)對(duì)這些些人員的的培養(yǎng)、管理和和使用。首先必必須有一一只專職職救生人人員隊(duì)伍伍，每個(gè)個(gè)救生員員必須有有資質(zhì)并并受過專專業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)且考試試合格，其能力力表現(xiàn)在在兩方面面：第一一是觀察察能力，救生員員必須能能夠及時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)游游泳者的的異常行行為，從從這些蛛蛛絲馬跡跡中迅速速得出是是否發(fā)生生淹溺的的正確判判斷，并并在第一一時(shí)間施施以援手手，救援援時(shí)間越越早，淹淹溺者的的生命就就越能得得到保障障。第二二是救援援能力，救生衣衣必須有有嫻熟的的救援技技術(shù)，發(fā)發(fā)現(xiàn)淹溺溺者后，救生員員必須有有能力使使其盡快快脫離危危險(xiǎn)，而而不是救救而無(wú)效效。特別別是

20、救生生員能必必須熟練練掌握心心肺復(fù)蘇蘇技術(shù)，以便在在關(guān)鍵時(shí)時(shí)刻能夠夠拯救患患者的生生命。1.2.4 可行行性分析析 在公共共場(chǎng)所游游泳池，往往由由于硬件件設(shè)施的的欠缺或或者救生生人員的的疏忽，許多兒兒童發(fā)生生了不該該發(fā)生的的悲劇，有些甚甚至丟失失了寶貴貴的生命命。因此此，急需需一種設(shè)設(shè)備，一一種可以以下水的的穿戴式式設(shè)備，在溺水水兒童，家長(zhǎng)以以及救生生人員甚甚至醫(yī)院院之間建建立起一一個(gè)無(wú)線線通訊網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，以以避免悲悲劇的發(fā)發(fā)生。于于是，開開發(fā)出一一種防溺溺水的智智能安全全泳帽是是極具可可行性的的。作品總體體設(shè)計(jì)2.1 主要架架構(gòu)1、主控控芯片： 本作品品使用TTI公司司的MSSP4330G225

21、533作為主主控芯片片，具有有處理能能力強(qiáng)，運(yùn)算速速度快，超低功功耗等特特點(diǎn)，符符合可穿穿戴式設(shè)設(shè)備的要要求。2、NRRF244L011無(wú)線收收發(fā)通訊訊模塊 本作品品使用三三個(gè)NRRF模塊塊，用于于智能泳泳帽和救救生員手手環(huán)與智智能報(bào)警警終端之之間的通通信。3、藍(lán)牙牙模塊 泳帽帽端的藍(lán)藍(lán)牙模塊塊用于與與家長(zhǎng)手手機(jī)進(jìn)行行通訊。4、GSSM模塊塊 用于于智能報(bào)報(bào)警終端端的報(bào)警警功能。5、水位位檢測(cè)模模塊 用于于檢測(cè)溺溺水情況況2.2工工作過程程圖2.11 整體體工作圖圖多級(jí)報(bào)警警方式介介紹：（1）當(dāng)當(dāng)發(fā)生溺溺水狀況況時(shí)候，單片機(jī)機(jī)識(shí)別到到溺水信信號(hào)，藍(lán)藍(lán)牙模塊塊會(huì)發(fā)出出求救信信號(hào)，成成功與泳泳帽配

22、對(duì)對(duì)的手機(jī)機(jī)接收到到藍(lán)牙信信號(hào)之后后，手機(jī)機(jī)appp彈出警警告圖案案并伴隨隨著震動(dòng)動(dòng)和警報(bào)報(bào)聲想起起，為最最低級(jí)別別的報(bào)警警方式。（2）泳泳帽向藍(lán)藍(lán)牙手機(jī)機(jī)報(bào)警的的同時(shí)，通過泳泳帽內(nèi)的的NRFF模塊利利用射頻頻信號(hào)把把求救信信號(hào)發(fā)到到救生員員的智能能手環(huán)上上，救生生員手環(huán)環(huán)上的NNRF模模塊成功功配對(duì)之之后接收收到信號(hào)號(hào)之后，手環(huán)發(fā)發(fā)出聲光光報(bào)警信信號(hào)，提提醒救生生員有人人發(fā)生了了溺水事事件，此此為二級(jí)級(jí)報(bào)警模模式。（3）當(dāng)當(dāng)泳帽上上的NRRF模塊塊向救生生員手環(huán)環(huán)發(fā)出信信號(hào)后，若救生生員手環(huán)環(huán)成功接接收，會(huì)會(huì)通過射射頻返回回一個(gè)反反饋信號(hào)號(hào)，泳帽帽會(huì)一直直與手環(huán)環(huán)保持通通訊，不不會(huì)執(zhí)行行更高

23、級(jí)級(jí)別的報(bào)報(bào)警方案案。（4）當(dāng)當(dāng)泳帽向向手環(huán)發(fā)發(fā)出求救救信號(hào)115秒內(nèi)內(nèi)沒有收收到反饋饋信號(hào)，執(zhí)行高高級(jí)別報(bào)報(bào)警方案案。此時(shí)時(shí)，泳帽帽會(huì)再次次啟用NNRF模模塊，利利用射頻頻信號(hào)報(bào)報(bào)報(bào)警信信號(hào)發(fā)給給放置于于游泳池池內(nèi)固定定的終端端，終端端發(fā)出警警報(bào)聲，提醒附附近工作作人員注注意，同同時(shí)終端端會(huì)通過過GSMM模塊把把求救信信息發(fā)到到附近急急救站。所發(fā)出出的求救救信息包包括該游游泳池的的具體地地址，具具體位于于哪個(gè)小小游泳池池。（5）成成功發(fā)出出報(bào)警信信號(hào)，手手環(huán)會(huì)再再次切換換，繼續(xù)續(xù)向救生生員手環(huán)環(huán)發(fā)出求求救信號(hào)號(hào)，把報(bào)報(bào)警信號(hào)號(hào)發(fā)到手手環(huán)上。同時(shí)每每個(gè)游泳泳池都會(huì)會(huì)設(shè)置一一個(gè)接收收端，當(dāng)當(dāng)在不

24、同同游泳池池溺水時(shí)時(shí)，不同同的接收收端會(huì)發(fā)發(fā)出警報(bào)報(bào)燈信號(hào)號(hào)，提醒醒救援人人員溺水水者具體體位置。（6）該該系統(tǒng)由救救生員手手環(huán)，家家長(zhǎng)手機(jī)機(jī)客戶端端以及緊緊急報(bào)警警終端四四大模塊塊組成，各模塊塊有各自自的功能能。智能能泳帽端端由主控控芯片MMSP4430gg25553，水水位傳感感器模塊塊，NRRF模塊塊以及藍(lán)藍(lán)牙模塊塊構(gòu)成。設(shè)備使用用過程：兒童戴上上智能泳泳帽下水水后，如如傳感器器完全浸浸沒在水水中，傳傳感器的的電阻變變低，從從而通過過三極管管開關(guān)電電路使三三極管開開關(guān)狀態(tài)態(tài)反轉(zhuǎn)，這次將將有一個(gè)個(gè)低電平平輸入到到主控芯芯片，主主控芯片片便會(huì)開開始計(jì)時(shí)時(shí)，當(dāng)超超過家長(zhǎng)長(zhǎng)手機(jī)端端設(shè)置的的時(shí)長(zhǎng)，

25、泳帽端端的藍(lán)牙牙模塊就就會(huì)發(fā)送送報(bào)警信信號(hào)到家家長(zhǎng)手機(jī)機(jī)端，同同時(shí)手機(jī)機(jī)震動(dòng)，于此同同時(shí)，泳泳帽端的的NRFF模塊發(fā)發(fā)送信號(hào)號(hào)到救生生員的手手環(huán)，發(fā)發(fā)出聲報(bào)報(bào)警信號(hào)號(hào)，以讓讓救生員員及時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)溺水水兒童；家長(zhǎng)手手機(jī)端安安裝有自自主編寫寫的安卓卓界面，用于接接受報(bào)警警信息；救生員員手環(huán)則則由主控控芯片，NRFF模塊以以及蜂鳴鳴器組成成，接受受報(bào)警信信號(hào)同時(shí)時(shí)發(fā)出聲聲報(bào)警信信號(hào)。智智能手環(huán)環(huán)監(jiān)測(cè)到到，藍(lán)牙牙不在連連接狀態(tài)態(tài)或者救救生員手手上感應(yīng)應(yīng)手環(huán)收收不到求求救信號(hào)號(hào)時(shí)候，把信息息馬上發(fā)發(fā)到放置置在游泳泳池或者者沙灘的的緊急求求救終端端，終端端接收到到信息之之后馬上上通過GGSM模模塊把求求救信

26、息息（包括括游泳池池的具體體地址）發(fā)送到到急救站站處。發(fā)發(fā)送信息息到達(dá)終終端后繼繼續(xù)向手手環(huán)發(fā)送送求救信信號(hào)，努努力與手手環(huán)握手手取得聯(lián)聯(lián)系。這這樣既能能防止信信息的浪浪費(fèi)，而而且可以以實(shí)現(xiàn)可可靠的報(bào)報(bào)警。2.3功功能介紹紹 圖22.2 作品工工作流程程總圖如圖，智智能安全全泳帽工工作步驟驟如下： SS1.設(shè)設(shè)置在游游泳所戴戴泳帽上上的水位位傳感器器1檢測(cè)測(cè)、判斷斷游泳者者位于水水下的時(shí)時(shí)間，當(dāng)當(dāng)時(shí)間達(dá)達(dá)到設(shè)定定的閾值值，三極極管開關(guān)關(guān)電路22連續(xù)發(fā)發(fā)出低電電平信號(hào)號(hào)到中央央處理芯芯片一33；或者者手動(dòng)緊緊急報(bào)警警按鍵117按下下，產(chǎn)生生低電平平到對(duì)應(yīng)應(yīng)IO口口； SS2.收收到低電電平信號(hào)號(hào)

27、后，中中央處理理芯片一一3啟動(dòng)動(dòng)報(bào)警方方式一：中央處處理芯片片一3控控制泳帽帽上的藍(lán)藍(lán)牙模塊塊4發(fā)送送求救信信號(hào)到手手機(jī)客戶戶端7，手機(jī)收收到信號(hào)號(hào)后進(jìn)行行手機(jī)震震動(dòng)提醒醒；同時(shí)時(shí)中央處處理芯片片一啟動(dòng)動(dòng)報(bào)警方方式二：中央處處理芯片片一3控控制泳帽帽上的射射頻模塊塊一5發(fā)發(fā)送求救救信號(hào)至至智能手手環(huán)，智智能手環(huán)環(huán)發(fā)出警警報(bào)提醒醒智能手手環(huán)穿戴戴者有人人溺水；所述的的智能手手環(huán)包含含中央處處理芯片片二8、LEDD報(bào)警燈燈二9、蜂鳴器器10、振動(dòng)器器11，中央處處理芯片片二8收收到求救救信號(hào)后后，控制制LEDD報(bào)警燈燈二9、蜂鳴器器10、振動(dòng)器器工作111；與與此同時(shí)時(shí)，中央央處理芯芯片一33控制

28、泳泳帽上的的LEDD報(bào)警燈燈一6閃閃爍； SS3.若若泳帽上上的射頻頻模塊一一5與智智能手環(huán)環(huán)連接失失敗，即即報(bào)警方方式二失失效時(shí)，中央處處理芯片片一3立立即啟動(dòng)動(dòng)報(bào)警方方式三：中央處處理芯片片一3控控制泳帽帽上的射射頻模塊塊一5發(fā)發(fā)送求救救信息到到緊急報(bào)報(bào)警終端端；所述述的緊急急報(bào)警終終端包括括依次相相連的射射頻模塊塊二122、中央央處理芯芯片三113、GGSM模模塊144，射頻頻模塊二二12與與射頻模模塊一55連接后后，將射射頻模塊塊一5發(fā)發(fā)出的求求救信息息傳輸給給中央處處理芯片片三133，中央央處理芯芯片三113控制制GSMM模塊114發(fā)出出求救短短信到急急救站； 此此外，泳泳帽上還還設(shè)

29、有手手動(dòng)報(bào)警警按鍵，讓溺水水人員及及時(shí)自救救，按下下手動(dòng)報(bào)報(bào)警按鍵鍵時(shí)，報(bào)報(bào)警方式式同以上上所述報(bào)報(bào)警方式式一、二二、三。 所述的的中央處處理芯片片一、二二、三均均為MSSP4330G225533單片機(jī)機(jī)，所述述的射頻頻模塊一一、二均均為NRRF244L011射頻模模塊； 圖22.3 作品品結(jié)構(gòu)圖圖 圖圖2.44 作作品程序序流程圖圖第三章 方案案選擇3.1通通訊方式式選擇3.1.1泳帽帽通訊方方案選擇擇智能泳帽帽需要與與手機(jī)端端、救生生員手環(huán)環(huán)以及緊緊急報(bào)警警終端進(jìn)進(jìn)行通訊訊，故通通訊模塊塊的選擇擇是本作作品的核核心內(nèi)容容?，F(xiàn)可可供選擇擇的無(wú)線線通訊模模塊有三三種，分分別是WWifii、NR

30、RF以及及藍(lán)牙。下面將將從本作作品出發(fā)發(fā)，分析析以上三三種無(wú)線線通訊方方式以及及最終方方案選擇擇。Wi-FFi模塊塊：Wi-FFi模塊塊覆蓋半半徑可達(dá)達(dá)1000米，傳傳輸數(shù)據(jù)據(jù)速率也也較藍(lán)牙牙模塊和和模塊NNRF迅迅速，雖雖然傳輸輸數(shù)據(jù)安安全性穩(wěn)穩(wěn)定性較較差，但但從距離離來(lái)說比比藍(lán)牙模模塊更加加適合于于這個(gè)穿穿戴式裝裝備制作作。本次次作品主主題是可可穿戴式式設(shè)備，故設(shè)備備除了要要低功耗耗意外，還要有有一個(gè)明明顯的特特點(diǎn)，那那就是體體積小。但是WWi-FFi模塊塊供電成成為一個(gè)個(gè)大問題題，Wii-Fii模塊供供電比較較困難，耗電大大，而且且體積較較大，不不適合用用于集成成度較高高的穿戴戴式裝備備

31、中。藍(lán)牙模塊塊：藍(lán)牙是無(wú)無(wú)線數(shù)據(jù)據(jù)和語(yǔ)音音傳輸?shù)牡拈_放式式標(biāo)準(zhǔn)，它將各各種通信信設(shè)備、計(jì)算機(jī)機(jī)及其終終端設(shè)備備、各種種數(shù)字?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)、甚至至家用電電器采用用無(wú)線方方式聯(lián)接接起來(lái)。它的傳傳輸距離離為100cm10mm，如果果增加功功率或是是加上某某些外設(shè)設(shè)便可達(dá)達(dá)到1000m的的傳輸距距離。由由于藍(lán)牙牙采用無(wú)無(wú)線接口口來(lái)代替替有線電電纜連接接，具有有很強(qiáng)的的移植性性，并且且適用于于多種場(chǎng)場(chǎng)合，加加上該技技術(shù)功耗耗低、對(duì)對(duì)人體危危害小，而且應(yīng)應(yīng)用簡(jiǎn)單單、容易易實(shí)現(xiàn)，所以易易于推廣廣。NRF模模塊：NRF通通訊距離離為理論論為2000米，適合我我們所需需的通訊訊要求。NRFF24001是單單片射頻

32、頻收發(fā)芯芯片，芯芯片能耗耗非常低低，以-5dBBm的功功率發(fā)射射時(shí)，工工作電流流只有110.55mA，接收時(shí)時(shí)工作電電流只有有18mmA，多多種低功功率工作作模式，節(jié)能設(shè)設(shè)計(jì)更方方便。其其DuooCeiiverrTM技技術(shù)使NNRF224011可以使使用同一一天線，同時(shí)接接收兩個(gè)個(gè)不同頻頻道的數(shù)數(shù)據(jù)。nnRF224011適用于于多種無(wú)無(wú)線通信信的場(chǎng)合合，如無(wú)無(wú)線數(shù)據(jù)據(jù)傳輸系系統(tǒng)、無(wú)無(wú)線鼠標(biāo)標(biāo)、遙控控開鎖、遙控玩玩具等。功耗低低，續(xù)航航時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)。同時(shí)時(shí)可利用用NRFF的傳輸輸功率可可變來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)距離離檢測(cè)，可檢測(cè)測(cè)溺水者者所在的的游泳池池。 綜合考考慮各模模塊特點(diǎn)點(diǎn)以及本本作品要要求水下下工作，最

33、終選選擇藍(lán)牙牙模塊用用于泳帽帽與手機(jī)機(jī)端的通通訊，而而NRFF24LL01用用于泳帽帽與緊急急報(bào)警終終端以及及救生員員手環(huán)的的通訊。3.1.2緊急急報(bào)警終終端的通通訊方式式緊急報(bào)警警終端的的作用是是當(dāng)家長(zhǎng)長(zhǎng)手機(jī)無(wú)無(wú)法接到到藍(lán)牙信信息時(shí)，終端將將會(huì)發(fā)送送報(bào)警信信號(hào)到手手機(jī)，故故選擇GGSM模模塊。3.2傳傳感器選選擇 檢檢測(cè)溺水水有兩種種方法。一、檢檢測(cè)泳帽帽所處的的水深，超過一一定深度度一定時(shí)時(shí)間后即即認(rèn)為是是溺水；二、檢檢測(cè)泳帽帽即頭部部處在水水中的時(shí)時(shí)間，超超過設(shè)定定時(shí)間即即認(rèn)為是是溺水。 基基于以上上兩種檢檢測(cè)方法法，現(xiàn)提提出以下下解決方方案供選選擇。壓力傳感感器：利用水下下壓力隨隨水深

34、度度的增大大而增大大的原理理，使用用壓力傳傳感器測(cè)測(cè)出當(dāng)前前壓力并并用公式式F=*g*h(FF為壓力力，為水密密度，gg為重力力加速度度，h為為水深)，即可可算出當(dāng)當(dāng)前所處處深度。水位檢測(cè)測(cè)模塊：由于壓力力傳感器器比較難難操控，且置于于水中時(shí)時(shí)輸出不不穩(wěn)定，故最終終選擇水水位檢測(cè)測(cè)模塊。水位傳傳感器模模塊在水水中輸出出低電平平，在空空氣中輸輸出高電電平。靈靈敏度較較高，符符合計(jì)時(shí)時(shí)需要。溫濕度傳傳感器：用水里溫溫度比較較空氣低低，濕度度比空氣氣大來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)測(cè)是否在在水中。但經(jīng)試試驗(yàn)當(dāng)溫溫濕度傳傳感器落落入水中中后，出出水后占占有水分分，無(wú)法法正確顯顯示空氣氣中的溫溫濕度，所以造造成檢測(cè)測(cè)部不

35、準(zhǔn)準(zhǔn)確。空氣檢測(cè)測(cè)傳感器器： 通過水水中是否否有空氣氣來(lái)檢測(cè)測(cè)時(shí)候在在水下，但由于于空氣傳傳感器比比較昂貴貴而且技技術(shù)上的的不成熟熟，用起起來(lái)仍比比較有難難度。3.3 其他電電路設(shè)計(jì)計(jì)三極管開開關(guān)電路路工作過過程：水水位傳感感器在水水上的等等效電阻阻Rw為為5K100K，而在水水下的的的等效電電阻在6600以下；當(dāng)水位位傳感器器未進(jìn)入入水中時(shí)時(shí)，電阻阻R1兩兩端的分分壓（即即三極管管b、ee極兩端端的電壓壓）大小小為=55V=0.001966V ，這個(gè)電電壓值小小于三極極管的導(dǎo)導(dǎo)通電壓壓0.77V，使使三極管管處于截截止?fàn)顟B(tài)態(tài)，三極極管c、e極間間相當(dāng)于于大電阻阻，Voout幾幾乎承受受所有電

36、電壓，即即輸出為為高電平平（約為為4.77V）；當(dāng)水位位傳感器器進(jìn)入水水下時(shí)，其等效效電阻為為6000以下下，導(dǎo)致致R1兩兩端的分分壓=55V=0.7714VV 大于于0.77V，三三極管處處于導(dǎo)通通狀態(tài)，三極管管ce極極間相當(dāng)當(dāng)于短路路，故VVoutt的輸出出電壓接接近于00；所述述的三極極管為990133三極管管，所述述的電阻阻R1為為1000歐姆，電阻RR2為550歐姆姆。 圖33.1 三極極管開關(guān)關(guān)電路第四章 各模塊塊簡(jiǎn)介4.1 MSPP4300G25553MSP4430 單片機(jī)機(jī)具有超低低的功耗耗，是因因?yàn)槠湓谠诮档托拘酒碾婋娫措妷簤汉挽`活活而可控控的運(yùn)行行時(shí)鐘方方面都有有其獨(dú)到到

37、之處。MSPP4300 系列列單片機(jī)機(jī)的電源源電壓采采用的是是1.88-3.6V 電壓。因而可可使其在在1MHHz 的的時(shí)鐘條條件下運(yùn)運(yùn)行時(shí)，芯片的的電流最最低會(huì)在在1655A左左右，RRAM保保持模式式下的最最低功耗耗只有00.1A低功功耗的特特性適合合可穿戴戴式裝備備的發(fā)展展需要。4.1.1 MSPP4300單片機(jī)機(jī)的特點(diǎn)點(diǎn)MSP4430單單片機(jī)具具有超低低功耗，強(qiáng)大的的處理能能力，高高性能模模擬技術(shù)術(shù)及豐富富的片上上外圍模模塊，系系統(tǒng)工作作穩(wěn)定，方便高高效的開開發(fā)環(huán)境境等特點(diǎn)點(diǎn)。4.1.2 MSPP4300的低功功耗結(jié)構(gòu)構(gòu)MSP4430是是一個(gè)特特別強(qiáng)調(diào)調(diào)低功耗耗的單片片機(jī)系列列，尤其其

38、適用于于采用電電池長(zhǎng)時(shí)時(shí)間供電電的工作作場(chǎng)合。MSP4430應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)和和電流消消耗等因因素會(huì)影影響CPPU與外外圍模塊塊對(duì)時(shí)鐘鐘的需求求，所以以系統(tǒng)使使用不同同的時(shí)鐘鐘信號(hào)：ACLLK、MMCLKK、SMMCLKK。用戶戶通過程程序可以以選擇低低頻或高高頻，這這樣可以以根據(jù)實(shí)實(shí)際需要要來(lái)選擇擇適合的的系統(tǒng)時(shí)時(shí)鐘頻率率，將這這3種不不同頻率率的時(shí)鐘鐘輸出給給不同的的模塊，從而更更加合理理地利用用系統(tǒng)的的電源，實(shí)現(xiàn)整整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的低功功耗。這這一點(diǎn)對(duì)對(duì)于電池池供電的的系統(tǒng)來(lái)來(lái)講至關(guān)關(guān)重要。MSP4430總總共有11種活動(dòng)動(dòng)模式和和5種低低功耗模模式，如如下：工作模式式CPU狀狀態(tài)、振振蕩器及

39、及時(shí)鐘活動(dòng)模式式（AMM）CPU處處于活動(dòng)動(dòng)狀態(tài)MCLKK活動(dòng)SMCLLK活動(dòng)動(dòng)ACLKK活動(dòng)低功耗模模式0（LPMM0）CPU處處于禁止止?fàn)顟B(tài)MCLKK被禁止止SMCLLK活動(dòng)動(dòng)ACLKK活動(dòng)低功耗模模式1（LPMM1）CPU處處于禁止止?fàn)顟B(tài)如果DCCO為用用作MCCLK或或SMCCLK，則支流流發(fā)生器器被禁止止，否則則仍保持持活動(dòng)MCLKK被禁止止SMCLLK活動(dòng)動(dòng)ACLKK活動(dòng)低功耗模模式2（LPMM2）CPU處處于禁止止?fàn)顟B(tài)如果DCCO為用用作MCCLK或或SMCCLK，自動(dòng)被被禁止MCLKK被禁止止SMCLLK被禁禁止ACLKK活動(dòng)低功耗模模式3（LPMM3）CPU處處于禁止止?fàn)顟B(tài)D

40、CO被被禁止，支流發(fā)發(fā)生器被被禁止MCLKK被禁止止SMCLLK被禁禁止ACLKK活動(dòng)低功耗模模式4（LPMM4）CPU處處于禁止止?fàn)顟B(tài)MCLKK被禁止止SMCLLK被禁禁止ACLKK被禁止止所有振蕩蕩器停止止工作4.2藍(lán)藍(lán)牙模塊塊藍(lán)牙模塊塊，是一一種集成成藍(lán)牙功功能的PPCBAA板，用用于短距距離無(wú)線線通訊，由于藍(lán)牙牙模塊的的DSPP采用了了雙ALLU結(jié)構(gòu)構(gòu)，大部部分指令令可以并并行運(yùn)行行，其工工作頻率率達(dá)1550MHHz，并并且功耗耗更低。藍(lán)牙模模塊適合合于短距距離通訊訊，低功功耗特性性適合于于穿戴式式裝備。4.3 NRFF模塊NRF224L001是一一款新型型單片射射頻收發(fā)發(fā)器件，工作于

41、于2.44 GHHz22.5 GHzz ISSM頻段段。內(nèi)置置頻率合合成器、功率放放大器、晶體振振蕩器、調(diào)制器器等功能能模塊，并融合合了增強(qiáng)強(qiáng)型ShhockkBurrst技技術(shù)，其其中輸出出功率和和通信頻頻道可通通過程序序進(jìn)行配配置。nnRF224L001功耗耗低，在在以-66 dBBm的功功率發(fā)射射時(shí)，工工作電流流也只有有9 mmA;接接收時(shí)，工作電電流只有有12.3 mmA，多多種低功功率工作作模式（掉電模模式和空空閑模式式）使節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)更方便便。4.3.1 NNRF224L001模塊塊簡(jiǎn)介（1）最最高工作作速率 2Mbbps，高效 GFSSK 調(diào)調(diào)制，抗抗干擾能能力強(qiáng)，特別適適合工業(yè)業(yè)

42、控制場(chǎng)場(chǎng)合（2）空空曠距離離下內(nèi)置置 PCCB 天天線，最最遠(yuǎn)無(wú)障障礙在 2400 米處處還能收收到信號(hào)號(hào)。但是是有遮擋擋的情況況比較難難以確定定，若做做遙控用用，最好好距離在在 2000 米米左右。當(dāng)然我我們可以以外置功功率放大大電路，來(lái)增大大傳輸距距離（3）低低功耗 1.99 - 3.66V 工工作，待待機(jī)模式式下狀態(tài)態(tài)為 222uAA；掉電電模式下下為 9900nnA圖4.11為NRRF244L011的應(yīng)用用原理圖圖：圖4.11 NRFF24LL01的的應(yīng)用原原理圖4.3.2 NNRF224L001的低低功耗性性能這是 NNRF224L001的一一大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，也是是做電池池供電必必須得考考

43、慮到的的，尤其其是要求求體積小小低容量量電池的的產(chǎn)品中中，平均均耗電能能力決定定一個(gè)產(chǎn)產(chǎn)品的成成敗，在在待機(jī)模模式I下下平均電電流是 1uAA 左右右。但是是休眠后后接收電電路也停停止工作作，因此此為了保保證能正正常工作作還省電電，一般般采用 MCUU 間歇歇喚醒模模塊的方方式，采采用合理理的間隔隔比，可可以保證證整機(jī)工工作電流流在 220uAA 左右右。 4.33.3 NRFF24LL01 的工作作模式來(lái)看一下下我們NNRF224L001的工工作模式式和不同同工作模模式下各各引腳的的功能。NRF224L001 可可以設(shè)置置為以下下幾種主主要的模模式：引腳名稱方向發(fā)送模式接收模式待機(jī)模式掉電模

44、式CE輸入高電平10us高電平低電平-CSN輸入SPI片選使能，低電平使能SCK輸入SPI時(shí)鐘MOSI輸入SPI串行輸入MISO三態(tài)輸出SPI串行輸出IRQ輸出中斷，低電平使能NRF224L001 在在不同模模式下的的引腳功功能：模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存器狀態(tài)接收模式111-發(fā)送模式101數(shù)據(jù)在 TX FIFO寄存器中發(fā)送模式1010停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機(jī)模式 II101TX FIFO為空待機(jī)模式 I1-0無(wú)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦娔Ｊ?-NRF224L001整個(gè)個(gè)工作流流程都是是基于SSPI通通信協(xié)議議的。NNRF224L001 所所有配置置都在配配置寄存存器中,所有寄

45、寄存器都都是通過過 SPPI 接接口進(jìn)行行配置的的。 SSPI 接口是是標(biāo)準(zhǔn)的的 SPPI 接接口，其其最大的的數(shù)據(jù)傳傳輸率為為 100Mbpps，大大多數(shù)寄寄存器是是可讀的的。SPI 指令設(shè)設(shè)置：SSPI 接口可可能用到到的指令令在下面面有所說說明。 CSNN 為低低后， SPII 接口口等待執(zhí)執(zhí)行指令令，每一一條指令令的執(zhí)行行都必須須通過一一次 CCSN 由高到到低的變變化。中斷：NRF224L001 的的中斷引引腳（IIRQ）為低電電平觸發(fā)發(fā)，當(dāng)狀狀態(tài)寄存存器中 TX_DS、RX_DR 或 MMAX_RT 為高時(shí)時(shí)觸發(fā)中中斷。當(dāng)當(dāng) MCCU 給給中斷源源寫11時(shí)，中斷引引腳被禁禁止?？煽?/p>

46、屏蔽中中斷可以以被 IIRQ 中斷屏屏蔽。通通過設(shè)置置可屏蔽蔽中斷位位為高，則中斷斷響應(yīng)被被禁止。默認(rèn)狀狀態(tài)下所所有的中中斷源是是被禁止止的。4.4 GSMM模塊GSM是是Glooball Syysteem ffor Mobbilee Coommuuniccatiionss的縮寫寫，意為為全球移移動(dòng)通信信系統(tǒng)是是世界上上主要的的蜂窩系系統(tǒng)之一一，GSSM屬于于第二代代（2GG）蜂窩窩移動(dòng)通通信技術(shù)術(shù)，它是是基于窄窄帶TDDMA制制式，880年代代興起于于歐洲，GSMM通信方方式的方方便之處處在于它它提供了了一個(gè)智智能卡，即SIIM卡，并且機(jī)機(jī)卡可以以分離，這樣用用戶可以以更換GGSM通通信終端

47、端而無(wú)需需更換SSIM卡卡ID。GSMM通信方方式還允允許用戶戶發(fā)送和和接收每每條不超超過1660字長(zhǎng)長(zhǎng)度的短短信息，這就促促成了GGSM通通信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與監(jiān)控控裝置的的實(shí)際應(yīng)應(yīng)用向結(jié)結(jié)合。GGSM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定定，適合合用于緊緊急情況況時(shí)候保保持穩(wěn)定定。開發(fā)發(fā)人員使使用ARRM或者者單片機(jī)機(jī)通過RRS2332串口口與GSSM模塊塊通信，使用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的AAT命令令來(lái)控制制GSMM模塊實(shí)實(shí)現(xiàn)各種種無(wú)線通通信功能能，例如如：發(fā)送送短信，撥打電電話，GGPRSS撥號(hào)上上網(wǎng)等?；贕GSM模模塊產(chǎn)品品的開發(fā)發(fā)往往都都是基于于ARMM平臺(tái)，使用嵌嵌入式系系統(tǒng)進(jìn)行行開發(fā)。有些GGSM模模塊具有有“開放放內(nèi)置平平臺(tái)”

48、功功能，可可以讓客客戶將自自己的程程序嵌入入到模塊塊內(nèi)的軟軟件平臺(tái)臺(tái)中。4.4.1 GGSM模模塊的使使用在本系統(tǒng)統(tǒng)中，我我們使用用名為TTC355的GSSM模塊塊來(lái)跟急急救站來(lái)來(lái)進(jìn)行短短信通信信，進(jìn)而而發(fā)送控控制信息息和接收收反饋信信息，圖圖為TCC35的的電路原原理圖圖4.22 TCC35的的電路原原理圖使用 AAT命令令實(shí)現(xiàn)收收發(fā)短信信收發(fā)短信信及相關(guān)關(guān)操作 AT命命令A(yù)T+CCMGRR讀短消消息；AT+CCMGSS發(fā)送短短消息；AT+CCMGCC發(fā)出一一條短消消息命令令；AT+CCMGFF選擇短短消息信信息格式式：0 PDUU，1文本；AT+CCMGWW向 SIIM內(nèi)存存中寫入入待發(fā)的

49、的短消息息；AT+CCMNII顯示新新收到的的短消息息；單片機(jī)端端輸入以以上指令令，通過過串口與與GSMM模塊通通信，便便能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)手機(jī)與與模塊的的短信收收發(fā)。4.5 Anddroiid開發(fā)發(fā) 4.55.1 Anddroiid系統(tǒng)統(tǒng)介紹Andrroidd是一種種以Liinuxx為基礎(chǔ)礎(chǔ)的開放放源碼操操作系統(tǒng)統(tǒng)，主要要使用于于手機(jī)或或平板電電腦等便便攜設(shè)備備。Anndrooid操操作系統(tǒng)統(tǒng)最初由由Anddy RRubiin開發(fā)發(fā)，最初初主要支支持手機(jī)機(jī)。20005年年由Goooglle收購(gòu)購(gòu)注資，并與多多家制造造商組成成開放手手機(jī)聯(lián)盟盟開發(fā)改改良，逐逐漸擴(kuò)展展到平板板電腦及及其他領(lǐng)領(lǐng)域上。2011

50、0年年年底數(shù)據(jù)據(jù)顯示，推出僅僅僅兩年年的Anndrooid操操作系統(tǒng)統(tǒng)已經(jīng)超超越稱霸霸近十年年的諾基基亞Syymbiian系系統(tǒng)，躍躍居全球球最受歡歡迎的智智能手機(jī)機(jī)平臺(tái)。Anddroiid 操操作系統(tǒng)統(tǒng)最大的的特色就就是開放放，不存存在任何何專有權(quán)權(quán)的限制制，可以以搜索到到眾多開開源代碼碼，是一一個(gè)實(shí)用用操作性性強(qiáng)的平平臺(tái)。Andrroidd系統(tǒng)架架構(gòu)采用用了分層層的架構(gòu)構(gòu)，從圖圖3-66可以看看出，AAndrroidd分為55個(gè)層，分別是是：Liinuxx Keerneel、LLibrrariies、Anddroiid RRunttimee、Apppliicattionn Frrameew

51、orrk、AAppllicaatioons19。圖4.33Anddroiid系統(tǒng)統(tǒng)架構(gòu)圖圖4.5.2 AAndrroidd系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì) aandrroidd智能手手機(jī)APPP開發(fā)發(fā)使用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，成成本較低低，用作作穿戴式式裝備的的客戶端端控制是是十分適適合的選選擇。利用anndrooid客客戶端可可根據(jù)智智能泳帽帽使用者者對(duì)水性性的熟悉悉程度設(shè)設(shè)置報(bào)警警時(shí)間時(shí)時(shí)長(zhǎng)。 AAndrroidd智能泳泳帽客戶戶端按下下mennu鍵，選擇泳泳帽設(shè)備備，通過過藍(lán)牙裝裝置與泳泳帽上藍(lán)藍(lán)牙模塊塊匹配連連接上。連接上上泳帽設(shè)設(shè)置后，可進(jìn)行行下面操操作。按按下按鍵鍵1、22、3分分別設(shè)置置三種時(shí)時(shí)間模式式，設(shè)置置泳帽

52、在在水中的的安全時(shí)時(shí)間。按按下查詢?cè)冩I，查查詢當(dāng)前前設(shè)置安安全時(shí)間間按下游游泳小ttipss，看當(dāng)當(dāng)前溺水水急救資資料與游游泳相關(guān)關(guān)知識(shí)。泳帽設(shè)設(shè)置好時(shí)時(shí)間后把把時(shí)間保保存在內(nèi)內(nèi)存中實(shí)實(shí)現(xiàn)掉電電保存。當(dāng)發(fā)生生危險(xiǎn)狀狀況，客客戶端彈彈出緊急急提醒對(duì)對(duì)話框，并伴有有強(qiáng)烈震震動(dòng)與聲聲音報(bào)警警，力求求讓使用用者一定定要意識(shí)識(shí)到報(bào)警警狀態(tài)。按下確確定后，解除報(bào)報(bào)警狀態(tài)態(tài)，震動(dòng)動(dòng)與聲音音取消。 圖4.4 手手機(jī)界面面操作4.6通通信死鎖鎖的解決決 44.6.1通信信死鎖的的概述如果一個(gè)個(gè)進(jìn)程集集合中的的每個(gè)進(jìn)進(jìn)程都在在等待只只能由該該進(jìn)程集集合中的的其他進(jìn)進(jìn)程才能能引發(fā)的的時(shí)間，那么該該進(jìn)程集集合就是是死

53、鎖的的。4.6.2通信信死鎖的的概念通信死鎖鎖是指發(fā)發(fā)生在通通信系統(tǒng)統(tǒng)中的一一種死鎖鎖，一種種普遍的的情形是是A向BB發(fā)送請(qǐng)請(qǐng)求信息息，然后后阻塞直直至B回回復(fù)，假假設(shè)請(qǐng)求求消息丟丟失，AA將阻塞塞以等待待回復(fù)，而B會(huì)會(huì)阻塞等等待一個(gè)個(gè)向其發(fā)發(fā)送命令令的請(qǐng)求求，因此此發(fā)生通通信死鎖鎖。4.6.3解決決過程我們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)的報(bào)警警流程是是這樣的的：泳帽帽的NRRF模塊塊向手環(huán)環(huán)的NRRF模塊塊發(fā)出數(shù)數(shù)據(jù)包，當(dāng)手環(huán)環(huán)接收到到數(shù)據(jù)包包時(shí)，LLED燈燈亮，蜂蜂鳴器響響，同時(shí)時(shí)向泳帽帽端返回回一個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)包，如手環(huán)環(huán)沒有接接收到數(shù)數(shù)據(jù)包，則泳帽帽端發(fā)送送另一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包包到緊急急報(bào)警終終端，終終端收到到后發(fā)出出警

54、報(bào)聲聲并發(fā)出出信息到到設(shè)定好好的手機(jī)機(jī)。而在調(diào)試試過程中中，我們們發(fā)現(xiàn)，程序運(yùn)運(yùn)行過程程會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)一種很很奇怪的的現(xiàn)象：泳帽向向手環(huán)發(fā)發(fā)出求救救數(shù)據(jù)包包后，手手環(huán)并沒沒有進(jìn)入入報(bào)警狀狀態(tài)，而而緊急報(bào)報(bào)警終端端也沒有有作出應(yīng)應(yīng)有的反反應(yīng)，而而且程序序無(wú)法繼繼續(xù)運(yùn)行行，需重重新復(fù)位位。這個(gè)問題題困擾了了我們很很久，后后來(lái)經(jīng)過過查閱資資料，了了解了死死鎖的概概念以及及發(fā)生條條件，修修改了程程序，成成功破壞壞了死鎖鎖發(fā)生的的占有和和等待條條件，成成功消除除了buug.第五章 功能能特點(diǎn)及及產(chǎn)品推推廣5.1功功能特點(diǎn)點(diǎn)（1）作作品具有有極強(qiáng)的的針對(duì)性性，適合合于小孩孩或者游游泳初學(xué)學(xué)者。（2）當(dāng)當(dāng)水位傳傳

55、感器，在預(yù)設(shè)設(shè)定時(shí)間間內(nèi)還處處于水中中，達(dá)到到溺水條條件，泳泳帽自身身發(fā)出報(bào)報(bào)警信號(hào)號(hào)方便其其他人確確定位置置，馬上上執(zhí)行救救援。（3）泳泳帽電路路通過NNRF模模塊向救救生員手手上手環(huán)環(huán)NRFF模塊發(fā)發(fā)出求救救信號(hào)，救生員員手上NNRF會(huì)會(huì)返回一一個(gè)信號(hào)號(hào)反饋泳泳帽。（4）泳泳帽向手手環(huán)報(bào)警警同時(shí)也也會(huì)通過過藍(lán)牙模模塊向手手機(jī)anndrooid客客戶端發(fā)發(fā)送信號(hào)號(hào)，手機(jī)機(jī)anddroiid識(shí)別別到是求求救信號(hào)號(hào)之后，手機(jī)彈彈出警告告窗口，并伴隨隨震動(dòng)提提醒手機(jī)機(jī)使用者者。（5）設(shè)設(shè)置緊急急報(bào)警終終端，當(dāng)當(dāng)救生員員手上手手環(huán)接收收不到求求救信號(hào)號(hào)時(shí)，泳泳帽沒有有收到反反饋信號(hào)號(hào)時(shí)候，馬上發(fā)發(fā)給

56、固定定在游泳泳地方附附近的緊緊急報(bào)警警終端，終端接接收到信信號(hào)之后后馬上通通過GSSM模塊塊發(fā)出信信息到報(bào)報(bào)警處。徹底保保證泳帽帽使用者者的安全全。5.2產(chǎn)產(chǎn)品推廣廣本作品有有極強(qiáng)的的市場(chǎng)推推廣性，一方面面可以面面向兒童童和游泳泳初學(xué)者者，面向向人群人人數(shù)較多多而且市市場(chǎng)廣闊闊，尤其其是其實(shí)實(shí)用性很很強(qiáng)，所所以推廣廣也較為為方便而而且快速速；另一一方面可可以向游游泳池供供應(yīng)商推推廣，游游泳池的的安全性性對(duì)游泳泳池游泳泳人群的的吸引程程度很大大，所以以游泳池池的所有有者在開開游泳產(chǎn)產(chǎn)所時(shí)可可大量購(gòu)購(gòu)買本安安全產(chǎn)品品，以提提高顧客客數(shù)量。同時(shí)，本作品品也可以以把家長(zhǎng)長(zhǎng)作為消消費(fèi)人群群，因?yàn)闉楫a(chǎn)品也

57、也可以推推廣成為為獨(dú)立性性較強(qiáng)的的安全產(chǎn)產(chǎn)品。并并且有以以下特性性：（1）實(shí)實(shí)用創(chuàng)新新性：我我們的創(chuàng)創(chuàng)意本著著保障夏夏天孩子子游泳安安全，做做出該作作品，已已經(jīng)對(duì)該該作品申申請(qǐng)專利利保護(hù)。（2）安安全可靠靠性：保保護(hù)人身身安全是是該產(chǎn)品品最重要要的也是是唯一的的目標(biāo)。經(jīng)過多多次試驗(yàn)驗(yàn)，產(chǎn)品品能檢測(cè)測(cè)到溺水水狀態(tài)成成功率近近乎百分分之一百百。而且且采用多多種通訊訊方式實(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警警，確保保求救信信息可以以成功發(fā)發(fā)送到附附近急救救設(shè)備和和急救人人員上。事故保保障率高高達(dá)近乎乎百分之之一百。（3）客客觀經(jīng)濟(jì)濟(jì)性：整整套設(shè)備備采取成成本較低低但是可可靠的通通訊模塊塊。255元的成成本適用用于廣大大人民群

58、群眾?？煽蛇_(dá)到以以低價(jià)保保障安全全的目的的。（4）節(jié)節(jié)能低功功耗性：作為可可穿戴式式裝備，節(jié)能低低功耗是是最必須須具有的的特性。模塊選選擇與芯芯片編程程，我們們都把節(jié)節(jié)能與成成本放在在首位，低功耗耗模式使使其成為為名符其其實(shí)穿戴戴式裝備備。經(jīng)檢檢測(cè)與計(jì)計(jì)算，按按照事故故概率計(jì)計(jì)算耗電電期望，可算出出設(shè)備能能持續(xù)工工作255天。（5）穿穿戴舒適適：設(shè)備備電路微微型化生生產(chǎn)，質(zhì)質(zhì)量低，把電路路安裝在在泳帽上上，不會(huì)會(huì)產(chǎn)生不不適感，不會(huì)影影響對(duì)游游泳者游游泳整體體感覺。第六章 測(cè)試試結(jié)果61測(cè)測(cè)試裝備備數(shù)字萬(wàn)用用表1臺(tái)臺(tái)穩(wěn)壓壓直流電電源1臺(tái)智能能手機(jī)1臺(tái)報(bào)警端手手機(jī)11臺(tái)水1瓶6.2測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)據(jù)藍(lán)牙

59、模塊塊供電電電壓及工工作電流流，NRRF模塊塊供電電電壓及工工作電流流，單片片機(jī)供電電電壓及及工作電電流，高高亮燈工工作電流流及工作作電壓、鋰電池池儲(chǔ)存電電能。6.3系系統(tǒng)測(cè)試試方案1.模塊塊分開測(cè)測(cè)試分別把NNRF模模塊，藍(lán)藍(lán)牙模塊塊單獨(dú)測(cè)測(cè)試工作作電壓，測(cè)得NNRF工工作電壓壓為3.96VV，藍(lán)牙牙模塊工工作電壓壓3.994V，高亮亮燈工作作電壓為為3.999V，電池輸輸出電壓壓4V；單片機(jī)機(jī)活動(dòng)模模式電流流為1660uAA，NRFF工作時(shí)時(shí)的電流流為100.5mmA，藍(lán)藍(lán)牙模塊塊工作是是電流為為12mmA，高高亮燈的的工作電電流為552.66mA；CPU停停止工作作，外圍圍模塊同同時(shí)處于

60、于低功耗耗模式，單片機(jī)機(jī)待機(jī)電電流11uA,藍(lán)牙及及NRFF模塊待待機(jī)時(shí)電電流約為為20.5uAA。2.水下下檢測(cè)方方法用塑料袋袋套住整整塊或是是藍(lán)牙以以及開發(fā)發(fā)板置于于水中，結(jié)果通通訊正常常。 3.整整機(jī)測(cè)試試測(cè)試一：電路組組合起來(lái)來(lái)直接設(shè)設(shè)置在泳泳帽上，把泳帽帽放入水水中。到到達(dá)設(shè)置置時(shí)間前前拿起泳泳帽，游游泳池救救生員手手環(huán)沒有有收到報(bào)報(bào)警信號(hào)號(hào)，緊急急報(bào)警終終端沒有有收到信信號(hào)，手手機(jī)anndrooidAAPP沒沒有收到到報(bào)警信信號(hào)。測(cè)試二，在藍(lán)牙牙和NRRF連接接范圍內(nèi)內(nèi)和在預(yù)預(yù)設(shè)時(shí)間間內(nèi)不拿拿起泳帽帽，泳帽帽自身發(fā)發(fā)出燈光光報(bào)警信信號(hào)，救救生員手手環(huán)收到到報(bào)警信信號(hào)，發(fā)發(fā)出聲音音和