基于STM32的摔倒预警系统

2023-10-31 11:35:46

基于STM32的摔倒预警系统

闲来无事，用手头STM32做个项目。

成品功能：

摔倒预警。当老人发生摔倒时，自动进行求救，给一个人发短信，附带位置信息。

思考：如何确定老人是摔倒了？

方法：我打算用两到三个测量高度的传感器。分别放在脚腕、手腕、和头。当三个高度一直时表明老人是躺着的，再根据其他辅助信息，比如时间，地点等去确定老人是不是真的摔倒了。

从网上找半天，发现敏感的大气压强传感器可以确定高度，精确到15cm，符合我的预期。

材料

STM32F103ZET6芯片开发板
液晶显示屏
杜邦线
两块BMP280模块
GSM模块
GPS模块
超声波模块
用keil5进行开发

开始制作。

制作过程

首先测试BMP280模块，得到期望的数据后再测试GPS模块，找到地址（经纬度）数据。再测试GSM，通过AT指令使其可以发短信(也可测试打电话，本项目用不到)，然后在板子中测试，再测试GPS，找到地址（经纬度）数据。测试完成后加入超声波模块，最后完成代码逻辑。

BMP280模块

这个模块有SPI和IIC两种连接方式，我们这里采用iic因为我们其他两个模块都要用串口，我们还要调试，就没有那么多串口可以用。根据网上找的BMP280驱动连接板子后可以看到我们希望得到的数据。先用两路BMP进行测试。结果如图所示。
部分代码

void bmp280GetData(float* pressure,float* temperature,float* asl)
{
    static float t;
    static float p;
	
	bmp280GetPressure();

	t=bmp280CompensateT(bmp280RawTemperature)/100.0;		
	p=bmp280CompensateP(bmp280RawPressure)/25600.0;		

	presssureFilter(&p,pressure);
	*temperature=(float)t;                 /*单位度*/
//	*pressure=(float)p ;	                 /*单位hPa*/	
	
	*asl=bmp280PressureToAltitude(pressure);	       /*转换成海拔*/	
}

再微调数据，是两个传感器测得同位置数据一致。

GPS模块调试

GPS(ATK-NEO-6M GPS)模块
设置好后，模块接收NMEA码并解析出我们需要的数据。
例如：
每个都代表着不同的数据。可以参考：GPS的NMEA码的详细解释定义
具体的模块已经配置好了，我们使用就可以了。

硬件连接

将模块插入到开发板的ATK-MODULE接口(靠下插)即可。

2. 短接： USART3_RX 和 GBC_TX 以及 USART3_TX 和 GBC_RX。

代码测试

将原子哥的代码下载到板子中进行测试。
通电测试(我开始在室内，等了好久都没有数据，后来搬到室外就有数据了，第一次连接需要等一会儿，在室外有数据之后，再回到室内就还有数据。)
这样即表示成功

GSM模块(ATK-SIM800C)AT调试

首先用AT指令测试模块，达到可以发短信，打电话。
下边是部分AT指令：

AT	返回	作用
AT	OK	模块通讯正常
AT+CPIN?	+CPIN:READY	查询 SIM 卡的状态，主要是 PIN 码
AT+CSQ	+CSQ： 24,0	查询信号质量
AT+COPS?	+COPS:0,0,”CHINA MOBILE”	查询当前运营商
AT+CGMI	SIMCOM_Ltd	查询模块制造商
AT+CGMM	SIMCOM_SIM800C	查询模块型号
AT+CGSN	866104023267696	查询产品序列号（集 IMEI 号）
AT+CNUM	+CNUM:””,”136******”,”129”,7,4	查询本机号码
ATE1	OK	设置回显模式（默认开启）
ATD10086;	OK	用于拨打任意电话号码
ATA	OK	应答电话
ATH	OK	挂断电话
AT+CMGF=1	OK	置短消息模式,设置为文本模式
AT+CSCS=“GSM”	OK	用于设置 TE 字符集，纯英文为GSM，中英文为UCS2
AT+CMGS	>	用于发短信

英文短信的发送

设置字符集为AT+CSCS="GSM"；
设置文本模式为AT+CMGF=1；
发送短信的目的人为AT+CMGS="18********"；
然后模块返回： >，此时我们输入我们需要发送的内容：ATK-SIM800C MSG SEND TEST；
在发送完内容以后，最后以十六进制（HEX）格式单独发送（不用添加回车）： 1A（即 0X1A），即可启动一次短信发送。
稍等片刻，在短信成功发送后，模块返回如： +CMGS： 39，的确认信息，表示短信成功发送

中文短信的发送

首先发送AT+CMGF=1，设置为文本模式；
设置文本模式参数AT+CSMP=17,167,2,25；
设置字符集为AT+CSCS="UCS2"；
首先要用将号码和发送内容转换为UNICODE 字符串，
1.号码182********，转换后的 UNICODE 字符串（去掉空格后）为：
2.00310038003200390030003100390035003600330032
3.ATK-SIM800C 中英文短信发送测试，装换后的 UNICODE 字符串为：
4.00410054004B002D00530049004D003800300030004300204E2D82F1658777ED4FE153D
190016D4B8BD5

由于使用了 UCS2字符集，所有字符/数字/汉字，都必须使用 UNICODE 编码

发送： AT+CMGS=”00310038003200390030003100390035003600330032” ,这个指
令，然后模块返回:>
此时我们输入我们需要发送的内容： 00410054004B002D00530049004D003800300030004300204E2D82F1658777ED4FE153D 190016D4B8BD5注意，此可以不用发送回车了；
在发送完内容以后，最后以十六进制（HEX）格式当独发送（不用添加回
车）： 1A（即 0X1A），启动一次短信发送。

一次中英文短信发送成功。

GSM模块板子调试

硬件连接

模块需要独立供电，推荐 12V1A 电源。

板子PA3连接STXD，PA2连接SRXD，模块GND连接板子GND

代码测试

下载原子哥【正点原子】GSMGPRS模块ATK-SIM800C例程

初始化
拨号测试
短信测试

功能都正常我们就开始修改代码

去掉所有跟短信没有关系的代码；
将短信目的写成确定的；
将短信内容改为：我摔倒了!我在********高度*****。
进行测试，收到的短信内容为

这样就可以了。

最后完善代码逻辑。

当两个高度一直时标记，等待五秒，还未站起来就发送短信进行求助。

最后附上完整的项目文件。自行下载。

这个项目到这里就算完了。
还有很多不足的地方，希望大佬可以指正。也希望和爱好者交流学习。

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