基于藍牙的多功能高跟鞋設計

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，藍牙模塊以及電源部分組成。本系統集語音識別、顏色轉換、溫度調節和走姿矯正等功能，具有超低功耗，實用性強，保密性好等優點。

關鍵詞：MSP430，GSM，藍牙，智能

1、引言

如果說這世界上有什么東西最能代表女人，應該就是高跟鞋了。因為穿上高跟鞋，所有的性感、魅力、自信，都會在一瞬間被激發出來。但是社會的不安全因素普遍，我覺得女人對高跟鞋的要求不僅是時尚美觀，展現自我，也可以作為防身的有力武器。

隨著高科技和信息技術的廣泛應用，安全、舒適、便利的智能穿戴已經不再是一個遙遠的夢想。由于智能系統能夠為人們提供更加輕松、有序、高效的現代生活環境，因此已經成為各行各業追逐的熱點。相信不遠的將來，智能化系統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展的，我相信不久的將來鞋子在科技的飛速發展下一定可以成為一顆耀眼的明星，讓人們一改對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美學的獨特見解，而且在這個行業中必定具有很大的潛力。智能鞋結合“智能穿戴”和“互聯網+”兩部分，可以通過手機App來實現對智能鞋的控制，通過藍牙傳輸設備，我們可以隨心情來調節鞋的顏色和光度，讓每位喜歡時尚名媛感覺真正的擁有了一雙屬于自己的美鞋

2、系統指標

可以充分利用太陽能進行供電。利用太陽能給蓄電池充電，不再使用家用電，達到節能低碳環保的效果。遙控器實現向周圍人求救或者報警的功能。為了縮短時間，我們開發微控制信號采集系統，在接收到信號的同時進行處理并作出相應措施。當感受到溫度變化，自動升高或降低溫度，保證走路的舒適。還能根據光線變化，自動變化三種顏色。高跟鞋具有低功耗，小型化，多功能的特點。

3、硬件設計

1、可以測量環境的溫、濕度信息；通過安裝的氣體傳感器探測有毒易燃性氣體，監測結果通過手機短信通知主人

2.通過語音處理，識別并接收主人發出的簡單的命令；通過圖像模式識別，對障礙物及目標進行簡單判斷。

3.可以實現顏色變化、遇險報警

4.生理參數檢測及診斷模塊

智能鞋自身可攜帶體溫、脈搏等生理參數檢測模塊，可用于日常主人身體健康檢查，也可接收無線生理參數檢測模塊傳送的信息，在本機對數據進行預處理及初步診斷。也可通過無線模塊將此信息發送至醫生的上位機顯示，輔助遠程診斷。

5.人機交互功能

本文設計的高跟鞋擁有短距離紅外，遠程GSM，2.4G無線，語音4種控制功能，可以接收控制命令及發送信息，此外，智能鞋配有手機app，發送環境信息，在處于人體健康監測狀態下，可以警報人體生理參數信息及初步診斷結果。

4、軟件設計

TCP/IP 定義了電子設備如何連入因特網，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。協議采用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網絡來完成自己的需求。通俗而言：TCP負責發現傳輸的問題，一有問題就發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給因特網的每一臺電腦規定一個地址。

socket用于描述IP地址和端口，是一個通信鏈的句柄。在Internet上的主機一般運行了多個服務軟件，同時提供幾種服務。每種服務都打開一個Socket，并綁定到一個端口上，不同的端口對應于不同的服務。

本服務器使用了socket編程，tcpip編程。考慮到報警信息必須接收到，所以通信采用了tcp協議。其工作方式如圖，服務器主動打開等待連接，接受到連接后和客戶端通信并且存儲信息。

第二：服務器算法設計

本服務器詳細算法如下圖，首先服務器主動打開，啟動兩個線程，一個線程用于接收客戶端發送過來的數據，一個線程用于向客戶端發送數據。

接收數據的線程首先判斷是否接收到ip數據包，如果沒有接收到包則繼續等待ip數據包，如果接收到，那么通過程序分析包中的標志位，根據標志位判斷ip包發來的數據是什么數據，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。如果接收到的是報警信息，那么首先發送Email給房間的業主，然后再將報警的詳細情況更新到數據庫。之后再次等待ip數據。

發送數據的線程主要負責向客戶端發送請求指令，例如獲取室外溫濕度的命令，另外發送燈的操作給主人端。服務器判斷數據庫是否更新，如果更新則說明業主通過web對燈發出了操作指令，那么先判斷是否到了預設開關燈的時間，如果到了，那么發送相應的操作給客戶端，如果沒有到，那么發送當前的燈狀態給客戶端，之后，發送數據的線程再次判斷數據庫是否更新。

第三：客服端程序設計

為了實現的低功耗，在MCU（客服端）程序設計時我們采取了在對各個基本模塊初始化成功后向服務器發送必要的模擬電器的初始狀態信息，在這些基本操作結束后主控MCU即進入低功耗模式。在低功耗模式下，只有當服務器向客戶端發送控制命令或者有其它模塊的中斷申請到來的時候，MCU才會從低功耗模式被喚醒。由客服機的程序設計思路可以看出MCU只有在被喚醒的狀態時才是有較大功耗的，而在低功耗模式時其待機電流在只有0.1uA（微安）此時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程序以最快的速度執行完畢，所以我們的主時鐘系統和子系統時鐘都是采用了16M的高頻晶振作為時鐘源。如此即便是在干電池供電的場合也可連續工作幾年的。

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