基于Arduino和GPS模块构建女性安全手环

　　借助近来我们可以使用的所有技术，为女性打造一款安全设备并不难，它不仅会发出紧急警报，还会向您的朋友、家人或相关人员发送信息。在这里，我们将构建一个可供女性佩戴的手环，她们可以使用 SOS 紧急短信和当前位置通知警察或任何人。使用这些信息，警方将能够从现场救出受害者。为此，我们使用了一个 Arduino，它可以与 GSM 和 GPS 模块连接，用于发送 SMS 警报和获取位置坐标。

　　使用的材料

　　Arduino纳米

　　SIM900 调制解调器

　　NEO6M GPS模块

　　433 MHZ 射频发射器和接收器

　　按钮

　　电池

　　面包板

　　跳线

　　GPS模块

　　这里我们使用 NEO6M GPS 模块。NEO-6M GPS模块是一款流行的GPS接收器，内置陶瓷天线，提供强大的卫星搜索能力。该接收器能够感知位置并跟踪多达 22 颗卫星并识别世界任何地方的位置。通过板载信号指示灯，我们可以监控模块的网络状态。具有数据备份电池，当主电源意外关闭时，模块可以保存数据。

　　GPS 接收器模块内部的核心是 u-blox 的 NEO-6M GPS 芯片。它可以在 50 个通道上跟踪多达 22 颗卫星，并具有令人印象深刻的灵敏度水平，即 -161 dBm。这款 50 通道 u-blox 6 定位引擎拥有不到 1 秒的首次定位时间 （TTFF）。该模块支持的波特率范围为 4800-230400 bps，默认波特率为 9600。

　　特征：

　　工作电压：（2.7-3.6）V DC

　　工作电流：67毫安

　　波特率：4800-230400 bps（9600 默认）

　　通讯协议：NEMA

　　接口：UART

　　外置天线和内置 EEPROM。

　　GPS模块的引脚排列：

　　VCC：模块输入电压引脚

　　GND：接地引脚

　　RX， TX：与微控制器的 UART 通信引脚

　　GSM 模块 SIM900

　　这是一款兼容GSM/GPRS的四频手机，工作频率为850/900/1800/1900MHz，可用于上网、语音通话、收发短信等多种应用等。 GSM 调制解调器的频段可以通过 AT 命令设置。波特率可通过 AT 命令配置为 1200-115200。GSM/GPRS 调制解调器有一个内部 TCP/IP 堆栈，使我们能够通过 GPRS 与互联网连接。这是一款 SMT 类型的模块，采用集成 AMR926EJ-S 内核的非常强大的单片处理器设计，在各种工业产品中非常流行。

　　技术规格：

　　电源电压：3.4V – 4.5V

　　省电模式：睡眠模式功耗=.5mA

　　频段：SIM900A 双频：EGSM900、DCS1800。

　　工作温度：-30ºC 至 +80ºC

　　支持 MIC 和音频输入

　　扬声器输入

　　UART接口支持

　　通过调试端口进行固件升级

　　通讯：AT 命令

　　连接图

　　具有 GPS 跟踪和警报的女性安全系统可以细分为两个部分，例如发射器和接收器部分。每个部分的电路图描述如下：

　　发射器部分：

　　在射频发射器部分，将有一个 SOS 按钮以及一个 433 MHz 射频发射器，它将数据无线传输到接收器部分。在这里制作两个独立部件的目的是，尽量减小发射模块的尺寸，使其可以作为腕带佩戴。发射器部分的电路图如下所示：

　　接收部分：

　　在 RF Receiver 部分，从腕带（发送器部分）发送的数据由具有 433 MHz RF 接收器的设备接收。RF 接收器通过数字引脚将此信息发送到 Arduino。Arduino Nano 然后接收信号并使用闪入其中的程序对其进行处理。当受害者按下发射器部分的 SOS 按钮时，会产生一个 HIGH 信号并传递到 Arduino 端，然后 Arduino 会向 SIM900 调制解调器发送一个信号，向注册用户发送一条短信以及已经获取的 GPS 坐标借助 NEO6M GPS 模块存储在微控制器中。接收端电路图如下图所示：

　　Arduino的编程

　　成功完成硬件连接后，现在是对 Arduino Nano 进行编程的时候了。下面给出代码的逐步解释。

　　通过在代码中包含所有必需的库文件来启动代码，例如用于 NEO6M GPS 板的TinyGPS++.h ，用于定义软件串行引脚的 SoftwareSerial.h 。

　　现在，声明 GPS 模块的连接引脚及其默认波特率，在我们的例子中为 9600。此外，定义 GPS 与 Arduino 通信使用的软件串行引脚。

　　静态常量 int RXPin = 2，TXPin = 3；

　　静态常数 uint32_t gps_baudrate = 9600;

　　然后为TinyGPSPlus类声明对象。此外，为SoftwareSerial类定义对象，将引脚作为前面声明的参数。

　　TinyGPSPlus 全球定位系统；

　　软件串口软（RXPin，TXPin）；

　　在setup（） 里面，声明所有的输入管脚和输出管脚。然后，初始化硬件串行和软件串行功能，在我们的例子中提供默认波特率 9600。

　　无效设置（）

　　{

　　pinMode（12，输入）；// 从射频模块输入

　　pinMode（4，输出）；// 蜂鸣器的输出

　　序列号。开始（19200）；

　　soft.begin（gps_baudrate）;

　　}

　　在循环（）内部，引脚 12 的数字输入状态被读取并存储在一个变量中。当此状态为 HIGH 时，表示发射器侧的开关被按下，因此 Arduino 打开蜂鸣器并调用函数sendms（），用于发送有关位置数据的 SMS。

　　无效循环（）

　　{

　　int key = digitalRead（12）;

　　如果（键==1）

　　{

　　数字写入（4，高）；// 打开蜂鸣器

　　发简讯（）;

　　数字写入（4，低）；//关闭蜂鸣器

　　}

　　别的;

　　为了接收 GPS 坐标，编写的代码不断检查串行终端是否有来自 GPS 模块的传入数据。当找到具有 GPS 坐标的有效数据时，将其存储在两个单独的变量中，即纬度和经度。

　　而 （soft.available（） 》 0）

　　{

　　gps.encode（soft.read（））;

　　如果 （gps.location.isUpdated（））

　　{

　　纬度 = gps.location.lat（）;

　　Lon = gps.location.lng（）;

　　}

　　别的;

　　}

　　}

　　最后写了一个函数，就是向注册的号码发送短信。此处 SIM900 GSM 调制解调器使用AT + CMGF命令设置为 SMS 文本模式。然后使用显示的格式定义接收者的号码。您可以将其替换为您的手机号码。然后通过串行终端发送带有附加位置变量的消息。

　　无效发送消息（）

　　{

　　Serial.print（“AT+CMGF=1\r”）;

　　延迟（100）；

　　Serial.println（“AT+CMGS =\”+9194XXXXXXX\“”）;

　　延迟（100）；

　　Serial.println（“我需要帮助！！！Location：” + String（“Lat：”） +String（Lat） + “”+String（“Lon：”） + String（Lon））;

　　延迟（100）；

　　序列号.println（（char）26）;

　　延迟（100）；

　　序列号.println（）;

　　延迟（5000）；

　　}

　　使用 Arduino 的具有 GPS 跟踪和警报的女性安全设备

　　当按下 SOS 按钮时，蜂鸣器开始发出哔哔声，并且一条短信将发送到授权号码，其中包含受害者所在位置的纬度和经度。输出的屏幕截图如下所示：

#include
#include
#include
静态常量 int RXPin = 2，TXPin = 3；
静态常数 uint32_t gps_baudrate = 9600;
TinyGPSPlus 全球定位系统；
软件串口软（RXPin，TXPin）；
字符串文本消息；
浮动纬度，经度；
无效设置（）
{
soft.begin(gps_baudrate);
序列号.开始（19200）；
pinMode（12，输入）；
pinMode（4，输出）；
}
无效循环（）
{
int key = digitalRead(12);
而 (soft.available() > 0)
{
gps.encode(soft.read());
如果 (gps.location.isUpdated())
{
纬度 = gps.location.lat();
Lon = gps.location.lng();
}
别的;
}
如果（键==1）
{
数字写入（4，高）；
发简讯（）;
数字写入（4，低）；
}
}
无效发送消息（）
{
Serial.print("AT+CMGF=1\r");
延迟（100）；
Serial.println("AT+CMGS =\"+9194XXXXXX\"");
延迟（100）；
Serial.println("我需要帮助!!!Location:" + String("Lat: ") +String(Lat) + " "+String("Lon: ") + String(Lon));
延迟（100）；
序列号.println((char)26);
延迟（100）；
序列号.println();
延迟（5000）；
}