【《某智能拐杖的系统设计方案》1900字】

致谢-PAGE128--PAGE127-某智能拐杖的系统设计方案目录TOC\o"1-3"\h\u9567某智能拐杖的系统设计方案 128641.1系统设计任务 1198571.2系统设计方案选择 133641.1.1单片机芯片的选择 1214291.1.2电源选择方案 2255571.1.3GPS选择方案 2278801.1.4无线通信模块选择方案 2139591.1.5显示模块选择方案 2142261.1.6摄像头模块选择方案 3136761.1.7GPRS模块选择方案 3104611.1.8温湿度传感器模块选择方案 3306551.3系统整体设计框图 41.1系统设计任务本设计是对智能拐杖进行一次研究，并且以STM32F407作为控制单元，并通过该芯片进行控制各模块熟悉所要达到的功能，还有将所需数据读出并显示在TFTLCD屏上。1.2系统设计方案选择1.1.1单片机芯片的选择本次设计选择的核心芯片是STM32F407ZGT6，该芯片内核是ArmCortex-M4CPU，该CPU功能消耗低且速率快，在其工作时，最高频率可达到168MHz，支持FPU和DSP指令，以168MH高速运行的时候，可达到210DMIPS的处理能力，1024KFLASH和192KSRAM，同时还有多个接口。1.1.2电源选择方案由于该芯片的电压范围为1.8V-3.6V，与电源适配器不相符，所以不可以直接使用适配器为其供电，芯片内部所需电压大致为3.3V，为此选择AMS1117芯片对电源起到一个转变作用，这样可以对电压进行一个统一，让其兼容的运作。也可以用ASM1117芯片来保护电路，usb接口也可以为电路供电，但可能会导致供电不足，仿真器同样如此，可能会出现模块无法运行的情况，所以设计过程中，要一直使用适配器供电。1.1.3GPS选择方案本模块的GPS模块采用的是U-BLOXNEO-6M模组，体积小巧，性能优异。模块自带陶瓷材料的天线以及高增益LNA芯片，搜索卫星的能力很强大。该模块连接串口后可以进行各种参数的设置，数据还可以保存下来。该模可以连接各种有源天线,因为它本身带有IPX接口。模块兼容3.3V/5V电平，方便连接各种单片机系统。自带可充电后备电池，可以掉电保持星历数据。1.1.4无线通信模块选择方案本系统选用NRF24L01芯片来实现对信号的传输，该类芯片适合使用在单片收发过程中。该芯片既可以无线通信时点对点，也以实现1对6的无线通信要求。该芯片拥有126个通信通道和六个数据通道。本次设计就是利用该芯片来配合外部进行对拐杖的控制。同时，NRF24L01芯片有很多优点，它的功能消耗较低，尽管使用高频率进行接收和发射，工作的输出电流却很低，对于电能的节约有一定的帮助，而且该芯片对于信号传输的距离较远，设计时更加方便。1.1.5显示模块选择方案本系统采用的显示模块为ATKTFTLCD电容触摸屏模块，操作起来十分方便灵敏。同时，模块还提供了许多实用功能，可以满足用户不同设计要求。目前在手机上TFT使用最为广泛，中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536色及26万色，1600万色三种，其显示效果非常出色。随着技术的进步，TFT不仅应用在手机上，许多智能操作界面都选择了该屏幕，而不是以前的黑白屏。设计中选择的是3.5寸的TFT触摸屏，类型为电阻触摸屏，该模块是16位并口驱动。1.1.6摄像头模块选择方案本部分采用的摄像头型号是OV2640,它是由OV公司生产的比较新型的摄像头传感器，该类型的摄像头模块具有很多优点：它的体积小、工作电压低、清晰度高。OV2640是由SCCB总线进行控制，我们可以对SCCB接口进行编程，从而对图像的平衡度、色彩进行调整、除此之外，OV2640还可以改善图像缺陷，使图像变得更加清晰。1.1.7GPRS模块选择方案为了实现语音通话的功能，本次设计的控制系统所选的的外部模块得有GPRS模块，我选用的是ATK-SIM900A模块，该模块载有GSM和GPRS模块，工作范围为5V~24V，工作时可以分为两种片段：900Mhz和1800Mhz，可以实现语音和短信数据的传输，而且可以做到低功耗。ATK-SIM900A模块支持两种串口，所以该模块可以很方便的与产品进行连接，从而达到语音主被叫、发送接收短信等功能。该模块工作时需要5V供电，使用电脑USB连接时供电只可以满足少数要求，但当模块连接很多时，估计会供电不足。当需要很长时间来传递数据时，建议使用大于1A上的直流电，TTL电平串口同时可以适用3.3V和5V的系统，可以直接和系统连上。模块待机的时候用电量大约在80MA左右，休眠状态的话，可以设置成10MA左右功耗降低用电。这个模块还把复位排针引出，所以可以在远程就实现复位功能，还可以远程遥控该模块。1.1.8温湿度传感器模块选择方案该控制系统选择的是DHT11是一款温度湿度\t"/item/DHT11/_blank"并用传感器，其内有已校准数字信号输出。它应用了专门数字模块采集技术和温湿度传感技术，保证产品具有极高的准确性和长期稳定性。传感器内包含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，而且连接了一个高性能8位系统。因此该芯片品质卓越、反应快、对外界影响有抗性等优点。每一个该型号传感器的校准过程都在十分精准的湿度校验室中进行的。都会以程序的形式将校准系数存在内存中，当传感器内部检测信号的整个过程中会用到这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便