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设计说明书部分资料如下
设计摘要:
本文介绍了一种基于STM32单片机的儿童智能手表系统设计。该系统以STM32单片机为核心控制器,集成了温湿度传感器、三轴加速度传感器、GPS模块、独立按键和供电电路等输入模块,以及OLED显示屏和4G模块等输出模块。系统通过STM32单片机获取输入模块的数据,经过内部处理后,控制输出模块进行相应的显示和数据上传。
温湿度传感器用于实时监测环境温湿度,三轴加速度传感器用于记录儿童的步数,GPS模块用于获取儿童的实时位置信息。独立按键设计为紧急电话报警功能,确保儿童在遇到紧急情况时能够及时求助。OLED显示屏用于显示系统名称、经纬度、温湿度和步数等信息,4G模块则负责将获取的数据上传至云平台,并支持电话报警功能。
该系统设计旨在为儿童提供一个安全、便捷的智能手表,通过实时监测和数据上传,家长可以随时了解儿童的位置和健康状况,确保儿童的安全。
关键词: STM32单片机, 儿童智能手表, 温湿度传感器, 三轴加速度传感器, GPS模块, 4G模块
字数:8000+
目录:
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 DHT11传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键功能图
4.4显示函数功能图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 儿童智能手环实物测试
5.3 一键呼叫测试
5.4 4G网络测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2一键呼叫测试
6.3数据检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技的快速发展和智能设备的普及,儿童智能手表作为一种新兴的智能穿戴设备,逐渐受到家长和儿童的青睐。儿童智能手表不仅具备传统手表的时间显示功能,还集成了多种传感器和通信模块,能够实时监测儿童的位置、健康状况和活动情况。特别是在儿童安全问题日益受到关注的背景下,儿童智能手表的定位和紧急报警功能显得尤为重要。通过儿童智能手表,家长可以随时了解孩子的位置,并在紧急情况下及时采取措施,确保儿童的安全。因此,设计一种基于STM32单片机的儿童智能手表系统,不仅具有重要的实际意义,还能够满足现代家庭对儿童安全的需求,具有广阔的市场前景。
STM32单片机以其高性能、低功耗和丰富的外设接口,成为了嵌入式系统设计的理想选择。通过集成GPS模块、温湿度传感器、三轴加速度传感器和4G通信模块,该系统能够实现实时定位、温湿度监测、步数记录、紧急报警和数据上传等功能。家长可以通过云平台远程查看儿童的活动情况和健康数据,进行数据分析和管理。此外,OLED显示屏用于显示系统名称、经纬度、温湿度和步数等信息,方便儿童和家长查看。综上所述,基于STM32单片机的儿童智能手表系统设计不仅能够提升儿童的安全和健康监测水平,还能够推动智能设备技术的进步和应用,为儿童的安全和健康提供全方位的保障。
1.2 国内外研究现状
国内外在儿童智能手表领域的研究已经取得了显著进展。国外方面,如美国的Fitbit和Garmin等公司,已经推出了多款面向儿童的智能手表产品,这些产品不仅具备基本的定位和通讯功能,还集成了心率监测、运动记录和睡眠分析等功能。欧洲的一些公司如Verizon和LG,也推出了具有紧急呼叫和定位功能的儿童智能手表,这些产品在设计上更加注重儿童的安全和隐私保护。国内方面,华为、小米和360等公司也相继推出了各自的儿童智能手表产品,这些产品在功能上与国外产品相似,但在价格和本地化服务上更具优势。此外,国内的一些初创公司如小天才和阿巴町,也在儿童智能手表领域进行了深入研究,推出了多款具有创新功能的产品,如远程拍照、语音助手和学习辅助功能等。总体来看,国内外在儿童智能手表领域的研究已经形成了较为成熟的产品体系,但仍存在一些挑战,如电池续航、数据安全和用户体验等方面,需要进一步研究和改进。
1.3 课题主要内容
本设计是儿童智能手表,主要实现以下功能:
通过GPS模块获取实时的经纬度位置信息
通过加速度传感器模块查看自己每天的步数
通过温湿度模块检测环境中的温度和湿度
通过oled显示温湿度,步数,经纬度等信息
通过按键一键拨打报警电话
通过4G模块连接手机app,家长实现对孩子的位置进行实时监控以及孩子拨打电话