借助近來(lái)我們可以使用的所有技術(shù)，為女性打造一款安全設(shè)備并不難，它不僅會(huì)發(fā)出緊急警報(bào)，還會(huì)向您的朋友、家人或相關(guān)人員發(fā)送信息。在這里，我們將構(gòu)建一個(gè)可供女性佩戴的手環(huán)，她們可以使用 SOS 緊急短信和當(dāng)前位置通知警察或任何人。使用這些信息，警方將能夠從現(xiàn)場(chǎng)救出受害者。為此，我們使用了一個(gè) Arduino，它可以與 GSM 和 GPS 模塊連接，用于發(fā)送 SMS 警報(bào)和獲取位置坐標(biāo)。

　　使用的材料

　　Arduino納米

　　SIM900 調(diào)制解調(diào)器

　　NEO6M GPS模塊

　　433 MHZ 射頻發(fā)射器和接收器

　　按鈕

　　電池

　　面包板

　　跳線

　　GPS模塊

　　這里我們使用 NEO6M GPS 模塊。NEO-6M GPS模塊是一款流行的GPS接收器，內(nèi)置陶瓷天線，提供強(qiáng)大的衛(wèi)星搜索能力。該接收器能夠感知位置并跟蹤多達(dá) 22 顆衛(wèi)星并識(shí)別世界任何地方的位置。通過(guò)板載信號(hào)指示燈，我們可以監(jiān)控模塊的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。具有數(shù)據(jù)備份電池，當(dāng)主電源意外關(guān)閉時(shí)，模塊可以保存數(shù)據(jù)。

　　GPS 接收器模塊內(nèi)部的核心是 u-blox 的 NEO-6M GPS 芯片。它可以在 50 個(gè)通道上跟蹤多達(dá) 22 顆衛(wèi)星，并具有令人印象深刻的靈敏度水平，即 -161 dBm。這款 50 通道 u-blox 6 定位引擎擁有不到 1 秒的首次定位時(shí)間 （TTFF）。該模塊支持的波特率范圍為 4800-230400 bps，默認(rèn)波特率為 9600。

　　特征：

　　工作電壓：（2.7-3.6）V DC

　　工作電流：67毫安

　　波特率：4800-230400 bps（9600 默認(rèn)）

　　通訊協(xié)議：NEMA

　　接口：UART

　　外置天線和內(nèi)置 EEPROM。

　　GPS模塊的引腳排列：

　　VCC：模塊輸入電壓引腳

　　GND：接地引腳

　　RX， TX：與微控制器的 UART 通信引腳

　　GSM 模塊 SIM900

　　這是一款兼容GSM/GPRS的四頻手機(jī)，工作頻率為850/900/1800/1900MHz，可用于上網(wǎng)、語(yǔ)音通話、收發(fā)短信等多種應(yīng)用等。 GSM 調(diào)制解調(diào)器的頻段可以通過(guò) AT 命令設(shè)置。波特率可通過(guò) AT 命令配置為 1200-115200。GSM/GPRS 調(diào)制解調(diào)器有一個(gè)內(nèi)部 TCP/IP 堆棧，使我們能夠通過(guò) GPRS 與互聯(lián)網(wǎng)連接。這是一款 SMT 類型的模塊，采用集成 AMR926EJ-S 內(nèi)核的非常強(qiáng)大的單片處理器設(shè)計(jì)，在各種工業(yè)產(chǎn)品中非常流行。

　　技術(shù)規(guī)格：

　　電源電壓：3.4V – 4.5V

　　省電模式：睡眠模式功耗=.5mA

　　頻段：SIM900A 雙頻：EGSM900、DCS1800。

　　工作溫度：-30oC 至 +80oC

　　支持 MIC 和音頻輸入

　　揚(yáng)聲器輸入

　　UART接口支持

　　通過(guò)調(diào)試端口進(jìn)行固件升級(jí)

　　通訊：AT 命令

　　連接圖

　　具有 GPS 跟蹤和警報(bào)的女性安全系統(tǒng)可以細(xì)分為兩個(gè)部分，例如發(fā)射器和接收器部分。每個(gè)部分的電路圖描述如下：

　　發(fā)射器部分：

　　在射頻發(fā)射器部分，將有一個(gè) SOS 按鈕以及一個(gè) 433 MHz 射頻發(fā)射器，它將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)浇邮掌鞑糠帧Ｔ谶@里制作兩個(gè)獨(dú)立部件的目的是，盡量減小發(fā)射模塊的尺寸，使其可以作為腕帶佩戴。發(fā)射器部分的電路圖如下所示：

　　接收部分：

　　在 RF Receiver 部分，從腕帶（發(fā)送器部分）發(fā)送的數(shù)據(jù)由具有 433 MHz RF 接收器的設(shè)備接收。RF 接收器通過(guò)數(shù)字引腳將此信息發(fā)送到 Arduino。Arduino Nano 然后接收信號(hào)并使用閃入其中的程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理。當(dāng)受害者按下發(fā)射器部分的 SOS 按鈕時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè) HIGH 信號(hào)并傳遞到 Arduino 端，然后 Arduino 會(huì)向 SIM900 調(diào)制解調(diào)器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，向注冊(cè)用戶發(fā)送一條短信以及已經(jīng)獲取的 GPS 坐標(biāo)借助 NEO6M GPS 模塊存儲(chǔ)在微控制器中。接收端電路圖如下圖所示：

　　Arduino的編程

　　成功完成硬件連接后，現(xiàn)在是對(duì) Arduino Nano 進(jìn)行編程的時(shí)候了。下面給出代碼的逐步解釋。

　　通過(guò)在代碼中包含所有必需的庫(kù)文件來(lái)啟動(dòng)代碼，例如用于 NEO6M GPS 板的TinyGPS++.h ，用于定義軟件串行引腳的 SoftwareSerial.h 。

　　現(xiàn)在，聲明 GPS 模塊的連接引腳及其默認(rèn)波特率，在我們的例子中為 9600。此外，定義 GPS 與 Arduino 通信使用的軟件串行引腳。

　　靜態(tài)常量 int RXPin = 2，TXPin = 3；

　　靜態(tài)常數(shù) uint32_t gps_baudrate = 9600;

　　然后為TinyGPSPlus類聲明對(duì)象。此外，為SoftwareSerial類定義對(duì)象，將引腳作為前面聲明的參數(shù)。

　　TinyGPSPlus 全球定位系統(tǒng)；

　　軟件串口軟（RXPin，TXPin）；

　　在setup（） 里面，聲明所有的輸入管腳和輸出管腳。然后，初始化硬件串行和軟件串行功能，在我們的例子中提供默認(rèn)波特率 9600。

　　無(wú)效設(shè)置（）

　　{

　　pinMode（12，輸入）；// 從射頻模塊輸入

　　pinMode（4，輸出）；// 蜂鳴器的輸出

　　序列號(hào)。開(kāi)始（19200）；

　　soft.begin（gps_baudrate）;

　　}

　　在循環(huán)（）內(nèi)部，引腳 12 的數(shù)字輸入狀態(tài)被讀取并存儲(chǔ)在一個(gè)變量中。當(dāng)此狀態(tài)為 HIGH 時(shí)，表示發(fā)射器側(cè)的開(kāi)關(guān)被按下，因此 Arduino 打開(kāi)蜂鳴器并調(diào)用函數(shù)sendms（），用于發(fā)送有關(guān)位置數(shù)據(jù)的 SMS。

　　無(wú)效循環(huán)（）

　　{

　　int key = digitalRead（12）;

　　如果（鍵==1）

　　{

　　數(shù)字寫入（4，高）；// 打開(kāi)蜂鳴器

　　發(fā)簡(jiǎn)訊（）;

　　數(shù)字寫入（4，低）；//關(guān)閉蜂鳴器

　　}

　　別的;

　　為了接收 GPS 坐標(biāo)，編寫的代碼不斷檢查串行終端是否有來(lái)自 GPS 模塊的傳入數(shù)據(jù)。當(dāng)找到具有 GPS 坐標(biāo)的有效數(shù)據(jù)時(shí)，將其存儲(chǔ)在兩個(gè)單獨(dú)的變量中，即緯度和經(jīng)度。

　　而 （soft.available（） 》 0）

　　{

　　gps.encode（soft.read（））;

　　如果 （gps.location.isUpdated（））

　　{

　　緯度 = gps.location.lat（）;

　　Lon = gps.location.lng（）;

　　}

　　別的;

　　}

　　}

　　最后寫了一個(gè)函數(shù)，就是向注冊(cè)的號(hào)碼發(fā)送短信。此處 SIM900 GSM 調(diào)制解調(diào)器使用AT + CMGF命令設(shè)置為 SMS 文本模式。然后使用顯示的格式定義接收者的號(hào)碼。您可以將其替換為您的手機(jī)號(hào)碼。然后通過(guò)串行終端發(fā)送帶有附加位置變量的消息。

　　無(wú)效發(fā)送消息（）

　　{

　　Serial.print（“AT+CMGF=1\r”）;

　　延遲（100）；

　　Serial.println（“AT+CMGS =\”+9194XXXXXXX\“”）;

　　延遲（100）；

　　Serial.println（“我需要幫助?。?！Location：” + String（“Lat：”） +String（Lat） + “”+String（“Lon：”） + String（Lon））;

　　延遲（100）；

　　序列號(hào).println（（char）26）;

　　延遲（100）；

　　序列號(hào).println（）;

　　延遲（5000）；

　　}

　　使用 Arduino 的具有 GPS 跟蹤和警報(bào)的女性安全設(shè)備

　　當(dāng)按下 SOS 按鈕時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始發(fā)出嗶嗶聲，并且一條短信將發(fā)送到授權(quán)號(hào)碼，其中包含受害者所在位置的緯度和經(jīng)度。輸出的屏幕截圖如下所示：

#include
#include
#include
靜態(tài)常量 int RXPin = 2，TXPin = 3；
靜態(tài)常數(shù) uint32_t gps_baudrate = 9600;
TinyGPSPlus 全球定位系統(tǒng)；
軟件串口軟（RXPin，TXPin）；
字符串文本消息；
浮動(dòng)緯度，經(jīng)度；
無(wú)效設(shè)置（）
{
soft.begin(gps_baudrate);
序列號(hào).開(kāi)始（19200）；
pinMode（12，輸入）；
pinMode（4，輸出）；
}
無(wú)效循環(huán)（）
{
int key = digitalRead(12);
而 (soft.available() > 0)
{
gps.encode(soft.read());
如果 (gps.location.isUpdated())
{
緯度 = gps.location.lat();
Lon = gps.location.lng();
}
別的;
}
如果（鍵==1）
{
數(shù)字寫入（4，高）；
發(fā)簡(jiǎn)訊（）;
數(shù)字寫入（4，低）；
}
}
無(wú)效發(fā)送消息（）
{
Serial.print("AT+CMGF=1\r");
延遲（100）；
Serial.println("AT+CMGS ="+9194XXXXXX"");
延遲（100）；
Serial.println("我需要幫助!!!Location:" + String("Lat: ") +String(Lat) + " "+String("Lon: ") + String(Lon));
延遲（100）；
序列號(hào).println((char)26);
延遲（100）；
序列號(hào).println();
延遲（5000）；
}