摘要：本文介紹了一種以TI的MSP430F2132為控制核心的智能高跟鞋。主要由控制模塊，GSM模塊，藍(lán)牙模塊以及電源部分組成。本系統(tǒng)集語(yǔ)音識(shí)別、顏色轉(zhuǎn)換、溫度調(diào)節(jié)和走姿矯正等功能，具有超低功耗，實(shí)用性強(qiáng)，保密性好等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：MSP430，GSM，藍(lán)牙，智能

1、引言

如果說(shuō)這世界上有什么東西最能代表女人，應(yīng)該就是高跟鞋了。因?yàn)榇┥细吒械男愿?、魅力、自信，都?huì)在一瞬間被激發(fā)出來(lái)。但是社會(huì)的不安全因素普遍，我覺(jué)得女人對(duì)高跟鞋的要求不僅是時(shí)尚美觀，展現(xiàn)自我，也可以作為防身的有力武器。

隨著高科技和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，安全、舒適、便利的智能穿戴已經(jīng)不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想。由于智能系統(tǒng)能夠?yàn)槿藗兲峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代生活環(huán)境，因此已經(jīng)成為各行各業(yè)追逐的熱點(diǎn)。相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，智能化系統(tǒng)一定能更好地造福人類。所以智能高跟鞋有潛力在這方面發(fā)展的，我相信不久的將來(lái)鞋子在科技的飛速發(fā)展下一定可以成為一顆耀眼的明星，讓人們一改對(duì)以往樣式普通的高跟鞋的看法。 而多功能高跟鞋不僅滿足女性對(duì)美學(xué)的獨(dú)特見(jiàn)解，而且在這個(gè)行業(yè)中必定具有很大的潛力。智能鞋結(jié)合“智能穿戴”和“互聯(lián)網(wǎng)+”兩部分，可以通過(guò)手機(jī)App來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能鞋的控制，通過(guò)藍(lán)牙傳輸設(shè)備，我們可以隨心情來(lái)調(diào)節(jié)鞋的顏色和光度，讓每位喜歡時(shí)尚名媛感覺(jué)真正的擁有了一雙屬于自己的美鞋

2、系統(tǒng)指標(biāo)

可以充分利用太陽(yáng)能進(jìn)行供電。利用太陽(yáng)能給蓄電池充電，不再使用家用電，達(dá)到節(jié)能低碳環(huán)保的效果。遙控器實(shí)現(xiàn)向周圍人求救或者報(bào)警的功能。為了縮短時(shí)間，我們開(kāi)發(fā)微控制信號(hào)采集系統(tǒng)，在接收到信號(hào)的同時(shí)進(jìn)行處理并作出相應(yīng)措施。當(dāng)感受到溫度變化，自動(dòng)升高或降低溫度，保證走路的舒適。還能根據(jù)光線變化，自動(dòng)變化三種顏色。高跟鞋具有低功耗，小型化，多功能的特點(diǎn)。

3、硬件設(shè)計(jì)

1、可以測(cè)量環(huán)境的溫、濕度信息；通過(guò)安裝的氣體傳感器探測(cè)有毒易燃性氣體，監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)手機(jī)短信通知主人

2.通過(guò)語(yǔ)音處理，識(shí)別并接收主人發(fā)出的簡(jiǎn)單的命令；通過(guò)圖像模式識(shí)別，對(duì)障礙物及目標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單判斷。

3.可以實(shí)現(xiàn)顏色變化、遇險(xiǎn)報(bào)警

4.生理參數(shù)檢測(cè)及診斷模塊

智能鞋自身可攜帶體溫、脈搏等生理參數(shù)檢測(cè)模塊，可用于日常主人身體健康檢查，也可接收無(wú)線生理參數(shù)檢測(cè)模塊傳送的信息，在本機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理及初步診斷。也可通過(guò)無(wú)線模塊將此信息發(fā)送至醫(yī)生的上位機(jī)顯示，輔助遠(yuǎn)程診斷。

5.人機(jī)交互功能

本文設(shè)計(jì)的高跟鞋擁有短距離紅外，遠(yuǎn)程GSM，2.4G無(wú)線，語(yǔ)音4種控制功能，可以接收控制命令及發(fā)送信息，此外，智能鞋配有手機(jī)app，發(fā)送環(huán)境信息，在處于人體健康監(jiān)測(cè)狀態(tài)下，可以警報(bào)人體生理參數(shù)信息及初步診斷結(jié)果。

4、軟件設(shè)計(jì)

TCP/IP 定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成自己的需求。通俗而言：TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯?wèn)題，一有問(wèn)題就發(fā)出信號(hào)，要求重新傳輸，直到所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡?。而IP是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)電腦規(guī)定一個(gè)地址。

socket用于描述IP地址和端口，是一個(gè)通信鏈的句柄。在Internet上的主機(jī)一般運(yùn)行了多個(gè)服務(wù)軟件，同時(shí)提供幾種服務(wù)。每種服務(wù)都打開(kāi)一個(gè)Socket，并綁定到一個(gè)端口上，不同的端口對(duì)應(yīng)于不同的服務(wù)。

本服務(wù)器使用了socket編程，tcpip編程?？紤]到報(bào)警信息必須接收到，所以通信采用了tcp協(xié)議。其工作方式如圖，服務(wù)器主動(dòng)打開(kāi)等待連接，接受到連接后和客戶端通信并且存儲(chǔ)信息。

第二：服務(wù)器算法設(shè)計(jì)

本服務(wù)器詳細(xì)算法如下圖，首先服務(wù)器主動(dòng)打開(kāi)，啟動(dòng)兩個(gè)線程，一個(gè)線程用于接收客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，一個(gè)線程用于向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。

接收數(shù)據(jù)的線程首先判斷是否接收到ip數(shù)據(jù)包，如果沒(méi)有接收到包則繼續(xù)等待ip數(shù)據(jù)包，如果接收到，那么通過(guò)程序分析包中的標(biāo)志位，根據(jù)標(biāo)志位判斷ip包發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)是什么數(shù)據(jù)，T那么接收到的是室外溫度，H那么接收到的是室外濕度，如圖所示。如果接收到的是報(bào)警信息，那么首先發(fā)送Email給房間的業(yè)主，然后再將報(bào)警的詳細(xì)情況更新到數(shù)據(jù)庫(kù)。之后再次等待ip數(shù)據(jù)。

發(fā)送數(shù)據(jù)的線程主要負(fù)責(zé)向客戶端發(fā)送請(qǐng)求指令，例如獲取室外溫濕度的命令，另外發(fā)送燈的操作給主人端。服務(wù)器判斷數(shù)據(jù)庫(kù)是否更新，如果更新則說(shuō)明業(yè)主通過(guò)web對(duì)燈發(fā)出了操作指令，那么先判斷是否到了預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間，如果到了，那么發(fā)送相應(yīng)的操作給客戶端，如果沒(méi)有到，那么發(fā)送當(dāng)前的燈狀態(tài)給客戶端，之后，發(fā)送數(shù)據(jù)的線程再次判斷數(shù)據(jù)庫(kù)是否更新。

第三：客服端程序設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)的低功耗，在MCU（客服端）程序設(shè)計(jì)時(shí)我們采取了在對(duì)各個(gè)基本模塊初始化成功后向服務(wù)器發(fā)送必要的模擬電器的初始狀態(tài)信息，在這些基本操作結(jié)束后主控MCU即進(jìn)入低功耗模式。在低功耗模式下，只有當(dāng)服務(wù)器向客戶端發(fā)送控制命令或者有其它模塊的中斷申請(qǐng)到來(lái)的時(shí)候，MCU才會(huì)從低功耗模式被喚醒。由客服機(jī)的程序設(shè)計(jì)思路可以看出MCU只有在被喚醒的狀態(tài)時(shí)才是有較大功耗的，而在低功耗模式時(shí)其待機(jī)電流在只有0.1uA（微安）此時(shí)其功耗是完全可以忽略的。所以為了降低功耗就得讓中斷服務(wù)程序以最快的速度執(zhí)行完畢，所以我們的主時(shí)鐘系統(tǒng)和子系統(tǒng)時(shí)鐘都是采用了16M的高頻晶振作為時(shí)鐘源。如此即便是在干電池供電的場(chǎng)合也可連續(xù)工作幾年的。

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作者簡(jiǎn)介：王靜（1994-），內(nèi)蒙古赤峰人，漢族，大三本科生，智能儀器方向.endprint