文合肥市第七中學(xué)蔡誠昊

智能北斗充電寶

文合肥市第七中學(xué)蔡誠昊

每當(dāng)假期爸爸媽媽帶我自駕游時(shí)，有兩樣?xùn)|西是必備品——手機(jī)GPS導(dǎo)航和各種充電寶。爸爸一會(huì)兒設(shè)置導(dǎo)航，一會(huì)兒用充電寶給手機(jī)充電，非常麻煩。

GPS是美國布局的全球定位系統(tǒng)，雖然在交通、救援、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，但由于是美國主導(dǎo)的系統(tǒng)，其潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)很大。

通過相關(guān)資訊我了解到，我國正在開發(fā)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，雖然目前與GPS相比，它的應(yīng)用還不算廣泛，但發(fā)展前景很好。隨著北斗導(dǎo)航產(chǎn)品的日趨成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域必將持續(xù)擴(kuò)大。

在此背景下，我想設(shè)計(jì)一種電子產(chǎn)品，它能將北斗導(dǎo)航與實(shí)時(shí)充電終端結(jié)合，方便攜帶，既能為人們在外尤其是在山區(qū)等手機(jī)信號(hào)不好的地方游玩時(shí)提供即時(shí)導(dǎo)航服務(wù)，又能為手機(jī)、平板電腦等充電。

一、設(shè)計(jì)方案

我將設(shè)計(jì)構(gòu)思命名為智能北斗充電寶。它是一款便攜式北斗移動(dòng)終端，可實(shí)現(xiàn)充電功能、短報(bào)文通信導(dǎo)航功能，同時(shí)可集成藍(lán)牙模塊，通過藍(lán)牙連接為手機(jī)、平板電腦等提供多種定制化服務(wù)。

1.組成

智能北斗充電寶由天線系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、基帶系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、主控CPU和軟件系統(tǒng)組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 智能北斗充電寶系統(tǒng)框圖

2.外觀及顯示

智能北斗充電寶在外觀上設(shè)有三個(gè)按鍵：開機(jī)、關(guān)機(jī)和SOS鍵。通過按鍵組合操作可實(shí)現(xiàn)充電寶功能。外觀圖如圖2所示。

圖2 智能北斗充電寶外觀圖

指示燈有藍(lán)牙狀態(tài)指示、RDSS衛(wèi)星信號(hào)指示、充電狀態(tài)指示和電源模式指示。

二、實(shí)現(xiàn)功能

1.電源管理

在惡劣的出行環(huán)境中，當(dāng)用戶不便對(duì)外部負(fù)載及時(shí)充電時(shí)，可用智能北斗充電寶連接外部負(fù)載并對(duì)其充電。當(dāng)充電寶外部電源加電后，應(yīng)及時(shí)對(duì)內(nèi)部電池充電。充電寶外部電源斷電后，應(yīng)立即切換至內(nèi)部電池供電。

2.定位、導(dǎo)航、短報(bào)文通信

智能北斗充電寶支持衛(wèi)星定位模式，即具備定位功能。同時(shí)，在手機(jī)信號(hào)不穩(wěn)定地區(qū)，以藍(lán)牙連接方式與智能北斗充電寶相連，實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)，通過手機(jī)完成信息交互和導(dǎo)航。

3.緊急救援

智能北斗充電寶還支持緊急救援工作模式，即在出行中遇到特殊情況時(shí)，支持一鍵SOS功能。

4.串口、藍(lán)牙通信

智能北斗充電寶與手機(jī)、平板電腦等可通過藍(lán)牙建立無線連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，也可通過串口建立有線連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

外部設(shè)備可通過串口或藍(lán)牙將需要發(fā)送的信息及方式發(fā)送給智能北斗充電寶，智能北斗充電寶根據(jù)發(fā)送方式（無線發(fā)送、衛(wèi)星發(fā)送）將信息發(fā)送出去。

5.終端自檢

通過藍(lán)牙與手機(jī)（或平板電腦）連接后，在手機(jī)（或平板電腦）上顯示充電寶信號(hào)燈顯示的當(dāng)前終端模式及相關(guān)狀態(tài)信息。自檢信息包括終端工作模式、RDSS衛(wèi)星信息、SIM卡、電源狀態(tài)（終端電量、終端充/放電）、藍(lán)牙狀態(tài)。自檢信息可以通過串口或藍(lán)牙輸出，輸出頻度可自行設(shè)置。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.智能北斗充電寶將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與充電寶結(jié)合，開發(fā)出兼具導(dǎo)航和實(shí)時(shí)充電的一體化終端，操作方便、快捷。

2.利用C或C++開發(fā)能滿足不同功能的定制化App軟件，實(shí)現(xiàn)各種功能的差別化配置，滿足出行、探險(xiǎn)、救援等不同的應(yīng)用要求。

3.配置藍(lán)牙模塊，使智能北斗充電寶的功能更強(qiáng)大，還具有終端自檢特點(diǎn)。通過藍(lán)牙與不同設(shè)備連接后，能顯示當(dāng)前的終端模式及相關(guān)狀態(tài)信息。（指導(dǎo)老師：鄧宗國）