基于STM32防丢器的设计与实现

张敏 王宁 刘赛

摘 要：设计一款以STM32为核心控制核心的防丢器。STM32获取GPS实时位置坐标，并控制GSM模块把坐标信息传递给服务器。服务器通过TCP监听，获取并处理硬件的位置信息，通过算法实现百度地图实时查看位置信息。

【关键词】STM32 百度地图 GSM GPS

1 引言

中国已开始进入老龄化社会，家有一老如有一宝。上了年纪的老年人，难免会有走失的危险，为节省社会资源，防止老人频繁走失。为了找到一个合适的方法，本项目研究了一款智能防丢器，用户可以更直观看出自身和目标的距离，并且防止老人、儿童、宠物走失以及行李等物品被窃等。

本文设计制作便携式GPS电子追踪器，是一款基于STM32的防丢器原型机，实验者可通过手机或电脑，实时跟踪接收卫星的数据和跟踪定位。在电脑屏幕上，实时同步显示，实验者可在电脑屏幕上显示坐标，并能在手机屏幕上呈现出电子地图和路线，并能在硬件不被供电的情况下，通过识别标签，访问到用户信息。

拟解决的关键问题：

（1）stm32芯片功能应用。

（2）通过addGPSPosMarker调用百度API将地理坐标显示在地图上。

（3）通过SQL语句将收到的数据实时保存到数据库和将所需的数据调用出来。

（4）使用eclipse软件编写手机app软件。

2 防丢器的结构

防丢器以STM32为核心，外围电路由SIM900A型GSM模块、GPS模块、LCD液晶、串口组成。图1是系统结构图，STM32利用UART3获取到GPS当前位置信息，通过内部DMA传递给UART2，信息由UART2直接传递给SIM900A，SIM900A利用TCP协议把位置信息上传到服务器。STM32内部的FSMC可以驱动LCD显示，经过内部处理当前位置信息也在LCD上实时显示，也可以利用UART1把数据发送到电脑上，利用电脑处理当前位置信息。

3 服务器搭建

服务器使用Tomcat搭建，使用eclipse编写服务器源码，把服务器源码运行在Tomcat上去。服务器结构如图2所示，服务器通过TCP线程监听端口，检测是否有硬件进行连接，当有硬件连接时数据以json的格式被数据库获取，位置信息被处理过后直接传递到百度地图，利用JSP技术把地图显示到网页上去。

Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。对于一个初学者来说，可以这样认为，当在一台机器上配置好Apache服务器，可利用它响应HTML（标准通用标记语言下的一个应用）页面的访问请求。

TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。本设计利用TCP连接到服务器，把数据进行实时传输。百度地图提供了很多丰富的接口，开发十分简单，地图需要一个HTML元素作为容器，这样才能展现到页面上。这里我们创建了一个div元素并制定它的大小。地图会根据容器大小调整自身尺寸。利用百度地图API，可以与其进行交互了。API中的地图对象的外观与行为与百度地图网站上交互的地图非常相似。它支持鼠标拖拽、滚轮缩放、双击放大等交互功能。服务器接收硬件上传的数据如图3，可以看到longitude=11620.403920，即经纬度分别为116.2，40.392，当前的位置在北京城市学院，参看谷歌地图得到的位置坐标，由于民用GPS有一定误差，因此得到的结果还可以接受。

设计使用5V直流供电，电源经降压模块后为STM32供电，硬件上电后首先进行硬件初始化如图4所示，硬件初始化，包括时钟、管脚、定时器、UART等硬件片上资源初始化，接着初始化SIM900A，SIM900A使用串口AT指令，程序首先检查SIM900A是否存在，如果存在则使用AT指令对其进行初始化，并连接远程服务器，发送测试代码，服务器连接成功后，开始对GPS进行初始化，GPS是直接接收数据，利用DMA片内外设进行操作，当有GPS数据时，DMA进入中断，数据会被系统读取，读取到的数据后，SIM900A进入透传模式（即所发即所得），服务器收到的数据就是GPS回传的当前位置信息。服务器收到消息判断为有效消息，则通过JSON方法，把全部GPS信息读取出来，然后赋给用户对象，然后利用百度地图API进行数据处理，这样之后就得到了用户的位置信息。当用户进行查询时，使用JSP技术就可以把当前所在百度地图上的信息展示出来。

软件实现过程中使用到了STM32的UART2和UART3，波特率分别为115200和9600，SIM900A使用串口时需要打开中断进行数据接收的处理，GSM直接接收数据，

4 结束语

本文给出了STM32、GSM、GPS实现防丢器硬件的设计，利用网络把GPS坐标传递到百度地图，通过服务器的处理最终把位置信息在地图中实时显示出来。得到的坐标信息可以做后续的电子栅栏、测距该、测速等应用以及APP开发，本设计已经完成实物的测试，并取得满意的效果。

参考文献

[1]张洋，刘军，严汉宇.原子教你玩STM32[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.

[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程—入门、提高、开发、拓展全攻略[Z].2009.

作者单位

北京城市学院 北京市 102206