【正文】 是溺水；二、檢測(cè)泳帽即頭部處在水中的時(shí)間，超過(guò)設(shè)定時(shí)間即認(rèn)為是溺水。 基于以上兩種檢測(cè)方法，現(xiàn)提出以下解決方案供選擇。壓力傳感器：利用水下壓力隨水深度的增大而增大的原理，使用壓力傳感器測(cè)出當(dāng)前壓力并用公式F=ρ*g*h(F為壓力，ρ為水密度，g為重力加速度，h為水深)，即可算出當(dāng)前所處深度。水位檢測(cè)模塊：由于壓力傳感器比較難操控，且置于水中時(shí)輸出不穩(wěn)定，故最終選擇水位檢測(cè)模塊。水位傳感器模塊在水中輸出低電平，在空氣中輸出高電平。靈敏度較高，符合計(jì)時(shí)需要。溫濕度傳感器：用水里溫度比較空氣低，濕度比空氣大來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)是否在水中。但經(jīng)試驗(yàn)當(dāng)溫濕度傳感器落入水中后，出水后占有水分，無(wú)法正確顯示空氣中的溫濕度，所以造成檢測(cè)部不準(zhǔn)確?？諝鈾z測(cè)傳感器： 通過(guò)水中是否有空氣來(lái)檢測(cè)時(shí)候在水下，但由于空氣傳感器比較昂貴而且技術(shù)上的不成熟，用起來(lái)仍比較有難度。 其他電路設(shè)計(jì)三極管開關(guān)電路工作過(guò)程：水位傳感器在水上的等效電阻Rw為5KΩ—10KΩ，而在水下的的等效電阻在600Ω以下；當(dāng)水位傳感器未進(jìn)入水中時(shí)，電阻R1兩端的分壓（即三極管b、e極兩端的電壓）大小為=5V= ，使三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管c、e極間相當(dāng)于大電阻，Vout幾乎承受所有電壓，即輸出為高電平（）；當(dāng)水位傳感器進(jìn)入水下時(shí)，其等效電阻為600Ω以下，導(dǎo)致R1兩端的分壓=5V= ，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，三極管ce極間相當(dāng)于短路，故Vout的輸出電壓接近于0；所述的三極管為9013三極管，所述的電阻R1為100歐姆，電阻R2為50歐姆。 三極管開關(guān)電路第四章 各模塊簡(jiǎn)介 MSP430G2553MSP430 單片機(jī)具有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷汉挽`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。MSP430 電壓。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在165μA左右。 MSP430單片機(jī)的特點(diǎn)MSP430單片機(jī)具有超低功耗，強(qiáng)大的處理能力，高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，方便高效的開發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。 MSP430的低功耗結(jié)構(gòu)MSP430是一個(gè)特別強(qiáng)調(diào)低功耗的單片機(jī)系列，尤其適用于采用電池長(zhǎng)時(shí)間供電的工作場(chǎng)合。MSP430應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電流消耗等因素會(huì)影響CPU與外圍模塊對(duì)時(shí)鐘的需求，所以系統(tǒng)使用不同的時(shí)鐘信號(hào)：ACLK、MCLK、SMCLK。用戶通過(guò)程序可以選擇低頻或高頻，這樣可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇適合的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，將這3種不同頻率的時(shí)鐘輸出給不同的模塊，從而更加合理地利用系統(tǒng)的電源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的低功耗。這一點(diǎn)對(duì)于電池供電的系統(tǒng)來(lái)講至關(guān)重要。MSP430總共有1種活動(dòng)模式和5種低功耗模式，如下：工作模式CPU狀態(tài)、振蕩器及時(shí)鐘活動(dòng)模式（AM）CPU處于活動(dòng)狀態(tài)MCLK活動(dòng)SMCLK活動(dòng)ACLK活動(dòng)低功耗模式0（LPM0）CPU處于禁止?fàn)顟B(tài)MCLK被禁止SMCLK活動(dòng)ACLK活動(dòng)低功耗模式1（LPM1）CPU處于禁止?fàn)顟B(tài)如果DCO為用作MCLK或SMCLK，則支流發(fā)生器被禁止，否則仍保持活動(dòng)MCLK被禁止SMCLK活動(dòng)ACLK活動(dòng)低功耗模式2（LPM2）CPU處于禁止?fàn)顟B(tài)如果DCO為用作MCLK或SMCLK，自動(dòng)被禁止MCLK被禁止SMCLK被禁止ACLK活動(dòng)低功耗模式3（LPM3）CPU處于禁止?fàn)顟B(tài)DCO被禁止，支流發(fā)生器被禁止MCLK被禁止SMCLK被禁止ACLK活動(dòng)低功耗模式4（LPM4）CPU處于禁止?fàn)顟B(tài)MCLK被禁止SMCLK被禁止ACLK被禁止所有振蕩器停止工作 藍(lán)牙模塊，是一種集成藍(lán)牙功能的PCBA板，用于短距離無(wú)線通訊，由于藍(lán)牙模塊的DSP采用了雙ALU結(jié)構(gòu)，大部分指令可以并行運(yùn)行，其工作頻率達(dá)150MHz，并且功耗更低。藍(lán)牙模塊適合于短距離通訊，低功耗特性適合于穿戴式裝備。 NRF模塊NRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件， GHz～ GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低，在以6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA。接收時(shí)， mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 NRF24L01模塊簡(jiǎn)介 （1）最高工作速率 2Mbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合 （2）空曠距離下內(nèi)置 PCB 天線，最遠(yuǎn)無(wú)障礙在 240 米處還能收到信號(hào)。但是有遮擋的情況比較難以確定，若做遙控用，最好距離在 200 米左右。當(dāng)然我們可以外置功率放大電路，來(lái)增大傳輸距離 （3）低功耗 工作，待機(jī)模式下狀態(tài)為 22uA；掉電模式下為 900nA： NRF24L01的應(yīng)用原理圖 NRF24L01的低功耗性能這是 NRF24L01的一大優(yōu)點(diǎn)，也是做電池供電必須得考慮到的，尤其是要求體積小低容量電池的產(chǎn)品中，平均耗電能力決定一個(gè)產(chǎn)品的成敗，在待機(jī)模式I下平均電流是 1uA 左右。但是休眠后接收電路也停止工作，因此為了保證能正常工作還省電，一般采用 MCU 間歇喚醒模塊的方式，采用合理的間隔比，可以保證整機(jī)工作電流在 20uA 左右。 NRF24L01 的工作模式來(lái)看一下我們NRF24L01的工作模式和不同工作模式下各引腳的功能。NRF24L01 可以設(shè)置為以下幾種主要的模式：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NRF24L01 在不同模式下的引腳功能： 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101→0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 I10無(wú)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦娔Ｊ?NRF24L01整個(gè)工作流程都是基于SPI通信協(xié)議的。NRF24L01 所有配置都在配置寄存器中,所有寄存器都是通過(guò) SPI 接口進(jìn)行配置的。 SPI 接口是標(biāo)準(zhǔn)的 SPI 接口，其最大的數(shù)據(jù)傳輸率為 10Mbps，大多數(shù)寄存器是可讀的。SPI 指令設(shè)置：SPI 接口可能用到的指令在下面有所說(shuō)明。 CSN 為低后， SPI 接口等待執(zhí)行指令，每一條指令的執(zhí)行都必須通過(guò)一次 CSN 由高到低的變化。中斷：NRF24L01 的中斷引腳（IRQ）為低電平觸發(fā)，當(dāng)狀態(tài)寄存器中 TX_DS、RX_DR 或 MAX_RT 為高時(shí)觸發(fā)中斷。當(dāng) MCU 給中斷源寫‘1’時(shí)，中斷引腳被禁止?？善帘沃袛嗫梢员?IRQ 中斷屏蔽。通過(guò)設(shè)置可屏蔽中斷位為高，則中斷響應(yīng)被禁止。默認(rèn)狀態(tài)下所有的中斷源是被禁止的。 GSM模塊GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)是世界上主要的蜂窩系統(tǒng)之一，GSM屬于第二代（2G）蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，它是基于窄帶TDMA制式，80年代興起于歐洲，GSM通信方式的方便之處在于它提供了一個(gè)智能卡，即SIM卡，并且機(jī)卡可以分離，這樣用戶可以更換GSM通信終端而無(wú)需更換SIM卡ID。GSM通信方式還允許用戶發(fā)送和接收每條不超過(guò)160字長(zhǎng)度的短信息，這就促成了GSM通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控裝置的實(shí)際應(yīng)用向結(jié)合。GSM網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，適合用于緊急情況時(shí)候保持穩(wěn)定。開發(fā)人員使用ARM或者單片機(jī)通過(guò)RS232串口與GSM模塊通信，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令來(lái)控制GSM模塊實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線通信功能，例如：發(fā)送短信，撥打電話，GPRS撥號(hào)上網(wǎng)等?；贕SM模塊產(chǎn)品的開發(fā)往往都是基于ARM平臺(tái)，使用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。有些GSM模塊具有“開放內(nèi)置平臺(tái)”功能，可以讓客戶將自己的程序嵌入到模塊內(nèi)的軟件平臺(tái)中。 GSM模塊的使用在本系統(tǒng)中，我們使用名為TC35的GSM模塊來(lái)跟急救站來(lái)進(jìn)行短信通信，進(jìn)而發(fā)送控制信息和接收反饋信息，圖為TC35的電路原理圖 TC35的電路原理圖使用 AT命令實(shí)現(xiàn)收發(fā)短信收發(fā)短信及相關(guān)操作 AT命令A(yù)T+CMGR讀短消息；AT+CMGS發(fā)送短消息；AT+CMGC發(fā)出一條短消息命令；AT+CMGF選擇短消息信息格式：0 PDU，1文本；AT+CMGW向 SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息；AT+CMNI顯示新收到的短消息；單片機(jī)端輸入以上指令，通過(guò)串口與GSM模塊通信，便能實(shí)現(xiàn)手機(jī)與模塊的短信收發(fā)。 Android開發(fā) Android系統(tǒng)介紹Android是一種以Linux為基礎(chǔ)的開放源碼操作系統(tǒng)，主要使用于手機(jī)或平板電腦等便攜設(shè)備。Android操作系統(tǒng)最初由Andy Rubin開發(fā)，最初主要支持手機(jī)。2005年由Google收購(gòu)注資，并與多家制造商組成開放手機(jī)聯(lián)盟開發(fā)改良，逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上。 2010年年底數(shù)據(jù)顯示，推出僅僅兩年的Android操作系統(tǒng)已經(jīng)超越稱霸近十年的諾基亞Symbian系統(tǒng)，躍居全球最受歡迎的智能手機(jī)平臺(tái)。Android 操作系統(tǒng)最大的特色就是開放，不存在任何專有權(quán)的限制，可以搜索到眾多開源代碼，是一個(gè)實(shí)用操作性強(qiáng)的平臺(tái)。Android系統(tǒng)架構(gòu)采用了分層的架構(gòu)，從圖36可以看出，Android分為5個(gè)層，分別是：Linux Kernel、Libraries、Android Runtime、Application Framework、Applications[19]。 Android系統(tǒng)架構(gòu)圖 Android系統(tǒng)設(shè)計(jì) android智能手機(jī)APP開發(fā)使用簡(jiǎn)單，成本較低，用作穿戴式裝備的客戶端控制是十分適合的選擇。利用android客戶端可根據(jù)智能泳帽使用者對(duì)水性的熟悉程度設(shè)置報(bào)警時(shí)間時(shí)長(zhǎng)。 Android智能泳帽客戶端按下menu鍵，選擇泳帽設(shè)備，通過(guò)藍(lán)牙裝置與泳帽上藍(lán)牙模塊匹配連接上。連接上泳帽設(shè)置后，可進(jìn)行下面操作。按下按鍵3分別設(shè)置三種時(shí)間模式，設(shè)置泳帽在水中的安全時(shí)間。按下查詢鍵，查詢當(dāng)前設(shè)置安全時(shí)間按下游泳小tips，看當(dāng)前溺水急救資料與游泳相關(guān)知識(shí)。泳帽設(shè)置好時(shí)間后把時(shí)間保存在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)掉電保存。當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)狀況，客戶端彈出緊