本帖最后由 两只黄鹂鸣翠柳 于 2018-3-28 11:11 编辑
一、项目名称：
远距离多功能手表
二、项目概述
1背景
在野外探险，灾后救援，偏远地区作业，军事应用等活动中经常面临通讯挑战。窝蜂网络在信号覆盖上存在很大弊端，资费问题也是重要短板。无线电台在功耗、通信距离和体积上存在很大缺陷。Lora通信具有远距离，低功耗，对应的也牺牲了带宽等特点。根据lora的特点设计相关应用，是对窝蜂网络和无线电台是很好的补充和竞争。应用在上述领域中尤为突出。同时在消费电子领域也可能出现很有意思的应用。 2功能概述 首先本手表包括电子表的一些基本功能，有时间显示，时间设置，正计时，倒计时，电量显示。 其次本手表包括GNSS模块，提供经纬度显示和自动授时功能。 最后是本手表的最大亮点包含lora通信模块，实现了GNSS位置上传，请求救援，接收消息，消息应答的功能。 配合手表使用还包含一个中心设备，由于时间原因，目前中心设备的功能还比较欠缺，只做完了一个主要功能：接收手环GNSS位置信息，然后和本地位置对比，显示在液晶屏幕上。
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图一：整体展示
3方案拓扑
连接图
图二：系统拓扑关系
手环框图
图三：手环内部拓扑
三、作品实物
1. 手表外形，如图包括1表壳、2表带、3电池、4电路板和天线、5上面板等几大部分。其中表壳不能为进出材料（会影响天线效果），表壳背面是磁吸充电接口。此图纸仅为简单效果，没有实际生产制作，实际生产该图纸还需要很多修改的地方。 手表爆炸图
图四：手表爆炸图
手表外形视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMzM5MDEwMjYwNA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!5~A
手表装配视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMzM5MDEwNTI3Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
2. 手表电路板，如图包括，电池接口，GNSS模块，LoRa模块、充电模块，电源模块，MCU系统，电量计，天线，OLED显示，按键等。
实物正面
图五：手表实物正面
实物背面带电池
图六：手边实物背面（带电池）
实物背面不带电池
图七：手表实物背面（不带电池）
pcb实物正面
图八：PCB实物正面
pcb实物背面
图九：PCB实物背面
pcb效果正面
图十：PCB效果正面
pcb效果
图十一：PCB效果背面
3中心设备：左边红框是手表的实物，右边是中心设备的连接实物。设计中，LPC54608连接LoRa网关，网关连接n个节点。但是由于网关价格不菲，实际实验中采用两个LoRa节点实现通信，中心设备上显示节点位置等功能。
中心设备
图十二：中心和手表节点硬件关系
四、功能演示
1功能列表
1.1目录结构 1.2剩余电量图标 1.3充电图标 1.4GNSS定位图标 1.5 电源详情 1.6时间和日期显示 1.7 UTC时间自动更新 1.8秒表 1.9倒计时 1.10 GNSS定位经纬度显示 1.11 GNSS定位信息通过LoRa自动上传给中心 1.12 LoRa接收信 1.13 LoRa发送救援请求 1.14中心设备显示节点相对位置 1.15中心设备调节显示比例尺。
2实际演示 2.1目录结构 手表有4个实体按键，分别是后退，进入/确定，上翻，下翻。用这4个按键和128*32OLED显示屏实现简单的目录结构。
目录
图十三：目录结构
由于图标功能代码量相对较大，调试也比较耗时，为了实现更多功能，此处我选择点到即止。正如围棋，有很多定式，高手过招，此处胜负已分，就转战其他地方，不必把旗子下满再走，做实这半目之分。浪费时间。回到正题，具体的实现方法：充电时，指示灯D1亮，收到GPS信号指示灯D2闪烁，电量的信息会在power_message页面显示。验证了硬件电路无误即可，没有真正的做到oled上显示。对应2.2,2.3,2.4的功能。 定时器每5s更新一次电量信息，剩余电量图标会进行更新 2.3充电图标 当背部磁吸充电接口接触到充电器，充电图标亮起，充电完成时熄灭。 2.4GNSS定位图标 当处于户外，有GPS信号，实现定位是，屏幕显示GPS图标
2.5电源详情 光标移动到”POWER_message”项，按进入键，进入POWER_message页面，该页面显示剩余电量，电池电压，当前电流，预计使用时间等信息。这些信息源自电量计芯片，不收负载影响，，比ad采样准确却很多。
电量
图十四：电源信息
2.6时间和日期显示 光标移动到”Data&Time”项，按进入键，进入Data&Time页面，该页面显示当前日期和时间，精确到秒。
时间
图十五：时间和日期
2. 7 UTC时间自动更新 GNSS数据是，会解析出UTC时间，再更新到系统时间。 光标移动到”Count up”项，按进入键，进入Count up页面。正计时最高24小时。后面会实现计次功能。目前只有开始、暂停，暂停时可清零。 正计时
图十六：秒表 2. 9倒计时 光标移动到”Count dowm”项，按进入键，进入Count dowm页面。在该页面，选设置需要倒数的时间，下移动光标到”OK”完成设置开始倒计时。举例子，几个人可共同设置相同的倒计时，约定10分钟后撤离，设置好后进入现场，到现场后实时关注剩余时间。
倒计时设置
图十七：倒计时设置
倒计时工作
图十八：倒计时工作
2. 10 GNSS定位经纬度显示 光标移动到”GNSS message”项，按进入键，进入GNSS message 页面。在该页面显示当前的经纬度。如果没有收到有效数据显示”000000000000000”
GPS
图十九：GNNS定位
需要说明一点，上图的时间显示的是00点，这个是UTC的时间，转换成北京时间需要加上8个小时，就是实际的时间。这个测试是在早晨上班的路上，北京的天气，小手冻的是冰凉。 2. 11 GNSS定位信息通过LoRa自动上传给中心 如果GNSS数据有效，每隔5秒将定位数据发送给中心。 2.12 LoRa接收信息 光标移动到”GNSS message”项，按进入键，进入GNSS message 页面。可以显示，中心发来的消息。途中的“B”就是中心发过来的。
lora
图二十：LoRa信息显示
2.13 LoRa发送救援请求 光标移动到”GNSS message”项，按进入键，进入GNSS message 页面。。目前仅做一条，发送救援请求。实际造作为，在这个页面按“确认”键，发送“SOS”字符。
SOS
图二十一：电脑串口助手模拟中心收到手表节点的救援信息
2.14中心设备显示节点相对位置 中心设备接收到节点位置信息，然后和自身的经纬度对比，最后算出相对位置，显示在LCD屏幕上。图中白色的点为附近的手表节点，左下角为实际的比例尺，可通过左边有两个按钮调节。 2.15中心设备调节显示比例尺。 屏幕左边有两个按键，上面的显示“+”，下面的“-”。通过这两个按键，调节显示的比例
中心二
图二十二：中心显示节点相对位置
中心一
图二十三：放大、缩小键调节比例尺
五、功能演示视频
1手表功能演示：http://v.youku.com/v_show/id_XMzM5MDEwNjA2MA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5~A
2手表LoRa通信演示：http://v.youku.com/v_show/id_XMzM5MDEwNzU4OA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!3~A
3中心设备显示节点位置：http://v.youku.com/v_show/id_XMzM5MDEwOTE2MA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!2~A
五、项目文档
方案实现(专家可见，稍后上传)
1电路介绍 附件：原理图、pcb 2程序设计介绍 源代码：手表控制器，lora模块，中心设备
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发表于 2018-2-9 14:12:08
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