基于WSN的穿戴式户外探险监护系统.docVIP

　　基于WSN的穿戴式户外探险监护系统 摘要：针对智能穿戴设备对单一传感器精准采集信息效果不理想等问题，提出基于无线采集、多传感器信息融合的智能头盔信息采集和通信的方法，采用最短路径Dijkstra算法实现STM32主控头盔的数据融合和无线分簇网络传输。实验验证了该方法的有效性。 中国 8/vie 　　关键词：穿戴式； 数据融合； 无线通信； STM32 　　中图分类号： TP393 　　文献标志码A 　　： 2095-2163（2016）06-0040-05 　　0引言 　　时下，智能穿戴产品面临着数据无线传输距离及传输速率问题，尤其是在复杂地形、干扰严重的非结构工作环境下，则需要执行实时监控、并完成信息传输的任务。为解决这些问题，学者们提出了32F1RCT6芯片的核心控制板，集成度高，满足高性能、低功耗的设计需要，能够进行实时检测和传输数据。 　　2）RTC实时时钟电池座与复位电路。提供内部实时时钟源，而在二极管VD1和VD3之?g焊接上另一个二极管VD2，就可以补配上充电电池来作为实时时钟源使用。 　　3）电源模块。核心控制板（标准输入电压：5 V）和GSM（输入电压要求范围：5～24 V）分别由一个输出为8.1 V的电池和另一个输出为7.4 V的电池提供需求电压。额定电压为5 V的核心控制板接入8.1V的原因则在于CO浓度传感器、烟雾浓度传感器、温度传感器、GPS模块和蓝牙模块都会对该输入进行分压，而将电压值增加至8.1V即可保证核心控制板能够有足够的电压维持正常工作。 　　4）[JP2]扩展板电源接口。5 V 直流电压输入，经过 LT1085-33 稳压器可将输入的直流电压稳定在扩展板的工作电压 3.3 V位置，并提供主控制器的工作电压。内设的LED 灯则可显示电源的接入状态。[JP] 　　[BT5]1.2外围设备 　　1.2.1Risym NRF24L01 2.4G无线接收通信模块 　　[JP3]NRF24L01是由NORDIC生产的工作在ISM 频段的2.4～2.5 GHz的的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器，可通过一定设置合理降低功率和电流消耗。[JP] 　　1.2.2GPS模块 　　可用于探险者的定位和提供海拔、经纬度、速度和时间等信息。模块外围电路简单，天线易调试，已集成GPS专用滤波器和外围电源，波特率可选，3.3 V S 通用串行接口，预留I2C接口，方便扩展DR功能。GPS模块设计板面如图3所示。 　　[PS邱立靖3.EPS；S*2；X*1，BP#] 　　1.2.3GSM模块 　　将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理设计，而且还提供有系列标准接口的功能模块。ATK-SIM900A模块支持 RS232 串口和 LVTTL 串口（即支持 3.3 V/5 V 系统），并附带硬件流控制，同时配设有5～24 V 的超宽工作范围，使得模块可以与产品做到方便对接，从而给产品定制了包括语音、短信和 GPRS 数据传输等在内的各类功能。 　　拥有与外界手机进行双方通话与发送信息的功能。旅行者在遭遇异常情况时可通过意见拨号功能，向指定号码发出求救电话。 　　1.2.4蓝牙模块 　　智能信息头盔系统通过蓝牙，可将采集到的数据传输到手机上的蓝牙串口助手设计得到直观显示，方便用户查看当前环境信息。 　　1.2.5摄像头模块 　　采用智能摄像机1080p加强夜视版高清无线WIFI监控摄像头，如此设计后则呈现有以下特点： 　　1）远程监控功能。如果旅行者间距离远于30米时，同伴可运用手机通过互联网络查看对方实时情况。