多功能学生书包的设计与实现-设计说明书
电子校园网 编号：
T3802205M-LW
设计摘要：
本文基于STM32F103单片机为核心控制器，结合其他模块，设计了一种基于单片机的多功能学生书包系统。该系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STM32F103单片机，用于获取输入部分数据，并通过内部处理控制输出部分。输入部分由DS18B20温度采集模块、GPS模块、独立按键和供电电路组成。其中，DS18B20模块用于获取体温数据，GPS模块用于获取经纬度位置信息，独立按键用于发送体温数据和紧急求助信号，供电电路为整个系统提供电源。输出部分由OLED显示模块和GSM模块组成。OLED显示模块用于显示经纬度和温度信息，GSM模块通过短信将获取的体温数据或紧急求助信息发送给监护人。该系统实现了多种功能，包括温度采集、定位和紧急求助等，为学生提供了便利和安全保障。本文详细介绍了系统的设计原理、硬件连接和软件实现，并进行了实验验证。实验结果表明，该系统能够准确获取温度和位置信息，并能及时发送紧急求助信息，具有较高的可靠性和实用性。未来的研究可以进一步完善系统的功能和性能，以满足不同用户的需求。
关键词：单片机；GPS定位模块；温度检测模块；GSM通信模块
字数：9000+
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内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 SIM900A通信模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程图
4.4 显示函数流程图
4.5 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 手动报警发送温度短信实物测试
5.3 手动发送位置报警实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2手动发送温度检测测试
6.3 手动发送位置报警检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
在当今社会，学生的安全和健康问题备受关注。特别是在学校和外出活动时，如何及时获取学生的体温和位置信息，以及在紧急情况下能够及时求助，是一个重要的问题。基于单片机的多功能学生书包系统的设计，正是为了解决这些问题而提出的。
这个系统的实际意义在于：学生安全保障：通过温度采集模块，可以实时获取学生的体温数据，及时发现异常情况，如发热等。同时，通过GPS模块，可以获取学生的经纬度位置信息，确保学生的安全。紧急求助功能：通过独立按键，学生可以在紧急情况下发送求救信号，提醒监护人或相关人员。这样可以在学生遇到危险或紧急情况时，及时获得帮助，提高应急处理能力。实时显示和通知：通过OLED显示模块，学生可以实时查看自己的经纬度和温度等信息，增加对自身状态的了解。同时，通过GSM模块，系统可以将学生的体温数据或紧急求助信息发送给监护人，让他们及时得知学生的情况。
这个基于单片机的多功能学生书包系统的设计，能够有效提高学生的安全性和便利性，为学生的健康和安全提供保障。同时，这个系统的设计也具有一定的创新性和实用性，有望在学校和其他场所得到推广和应用。
1.2 国内外研究现状
在学生安全和健康领域，已经有一些相关的研究和应用案例，以下是国内外研究现状的一些例子：学生安全监测系统：类似于基于单片机的学生书包系统，一些研究人员提出了学生安全监测系统的设计。这些系统通过传感器和通信技术，监测学生的体温、心率、位置等信息，并及时报警或通知相关人员。
学生定位系统：在学校和校园安全方面，一些学校和机构已经开始使用学生定位系统。这些系统通过GPS或其他定位技术，实时追踪学生的位置，确保学生的安全和管理。学生健康管理系统：一些研究人员提出了学生健康管理系统的设计，通过传感器和移动应用程序，监测学生的体温、睡眠、运动等健康指标，并提供相应的健康管理建议。学生紧急求助系统：在学生紧急求助方面，一些研究人员提出了基于移动应用程序和互联网的紧急求助系统。学生可以通过手机应用程序发送求助信息，并与相关人员进行实时通信，以获得帮助。
这些研究和应用案例表明，在学生安全和健康领域，已经有一些相关的技术和系统被提出和应用。基于单片机的多功能学生书包系统，作为一个新的设计，可以结合这些研究成果，提供更加全面和便捷的学生安全和健康解决方案。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本论文介绍了基于单片机的多功能学生书包系统的设计。该系统以STM32F103单片机为核心控制器，结合其他模块，包括温度采集模块、GPS模块、独立按键和供电电路等，构建了一个多功能的学生书包系统。中控部分负责获取输入部分的数据，并进行内部处理，控制输出部分的功能。输入部分包括温度采集模块、GPS模块、独立按键和供电电路，用于获取体温、经纬度和发送紧急求助。输出部分包括OLED显示模块和GSM模块，用于显示经纬度和温度，并通过短信通知监护人。该系统的实际意义在于提高学生的安全性和便利性，通过实时监测体温和位置信息，以及紧急求助功能，为学生的健康和安全提供保障。此外，国内外已有一些相关研究和应用，为该系统的设计提供了一定的参考和借鉴。通过本论文的研究，基于单片机的多功能学生书包系统有望在学校和其他场所得到推广和应用。
