基于stm32f103c8t6的手機信號檢測系統(tǒng)的設計

成都理工大學信息科學與技術(shù)學院 吳 飛 王博韜 毛晨曦 謝興紅 鐘曉玲

0 引言

截止到2017年，中國互聯(lián)網(wǎng)普及率達到了55.8%，互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)達7.72億人，其中手機上網(wǎng)的人數(shù)7.53億。同時隨著近些年來中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在公共場所的WiFi普及率也大大提高，因此公共網(wǎng)絡的資源不能有效利用也就會造成了網(wǎng)絡資源的浪費，如果能夠獲得每一位WiFI使用者的手機信號強度和mac地址就可以對公共網(wǎng)絡的資源進行優(yōu)化配置，能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡的最大利用率。同時獲得手機用戶的手機信號強度和mac地址還可以用于地震中被困人員的搜救，在地震發(fā)生后手機往往是距離被困人員最近的一個介質(zhì)，通過獲得手機的信息數(shù)據(jù)，可以進行通過一定算法實現(xiàn)手機的大致定位，從而獲得被困人員的位置[1]。實現(xiàn)對被困人員的快速搜救。所以為了實現(xiàn)以上的應用，我們首先就是要獲得手機的有效信息，因此，本文將介紹一種基于stm32f103c8t6作為主控芯片的手機信號檢測的裝置。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

本系統(tǒng)為了實現(xiàn)采集到手機的信號強度和mac地址，將系統(tǒng)分為信息采集部分、信息傳輸部分和主控部分。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

其中前面采用了9個采集裝置可以擴大信息采集區(qū)域的面積，信息傳輸部分采用433MHz的無線傳輸，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到主控制器，主控制器可以將接收到的數(shù)據(jù)進行打包整理直接顯示或者繼續(xù)傳輸?shù)狡渌O備上，進一步的處理數(shù)據(jù)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 硬件電路設計

2.1 信息采集部分

信息采集包括了對手機信號強度和手機mac地址的采集，本裝置采用了WizFi630網(wǎng)關模塊來進行信息的采集。WizFi630是一款能夠?qū)S-232協(xié)議和TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換為IEEE 802.11b/g/n wireless LAN(無線局域網(wǎng))協(xié)議的模塊。WizFi630能夠使帶有RS-232串行接口的設備連接到LAN或WLAN，以此來進行遠程控制、測量和管理。用戶可以通過WizFi630的內(nèi)置網(wǎng)絡服務器或者串口命令進行簡單的WiFi設置。WizFi630還具有物理連接速度高達150Mpbs、內(nèi)置3個以太網(wǎng)端口、支持兩個串口、可作為WiFi路由器的特點。

圖2 WizFi630的應用方式

通過對WizFi630進行一定的配置，并完成相應的通信測試，將待測的手機連入設置好的WiFi當中，即可以獲得各個手機的mac地址以及手機信號強度的數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸部分

為了使數(shù)據(jù)有效的傳輸?shù)竭h端的主控制器上，實現(xiàn)采集部分和主控制器的通信，本系統(tǒng)采用了433MHz的無線通信模塊。具體使用了E31-TTL-1W的無線串口模塊，E31-TTL-1W是一款基于AX5053射頻芯片的無線串口模塊，其工作在425MHz-450.5MHz頻段，發(fā)射功率為1W，TTL電平輸出。具有功率密度集中，傳輸距離遠抗干擾性能強的優(yōu)勢，該模塊具有數(shù)據(jù)加密和壓縮功能。模塊在空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)具有隨機性，通過嚴密的加解密算法，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛡鬏斝省?/p>

圖3 數(shù)據(jù)采集及傳輸部分的部分原理圖

圖3 所示中的J1為數(shù)據(jù)采集部分的WiFi模塊，通過數(shù)據(jù)采集部分和傳輸部分的電路可以將采集到的數(shù)據(jù)有效的傳輸?shù)街骺刂破魃稀?/p>

2.3 主控部分

本系統(tǒng)的主控芯片采用stm32f103c8t6，因為該芯片是32位標準處理器，具有低功耗、短中斷延遲、低調(diào)試成本的優(yōu)點。它是專門為在微控制器系統(tǒng)、汽車電子系統(tǒng)、工控系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡等對功耗和成本敏感的嵌入式系統(tǒng)應用領域?qū)崿F(xiàn)高系統(tǒng)性能而設計的。它包括16通道的12位A/D轉(zhuǎn)換器、7通道的DMA控制器、16位定時器、USART接口、CAN接口(2.0B)和USB2.0全速接口(12Mbps)等特點[2]。

圖4 主控制器的部分電路原理圖

外圍芯片按功能模塊擴展，由電流檢測、信號采集、數(shù)據(jù)通信接口、執(zhí)行輸出元件等模塊組成。

供電部分主要是使用的3.6V 4A/H的鋰電池，電池兩組紅黑線一組用于供電，一組用于充電，主控使用的一組電池，WiFi設備使用2組電池；分別對433MHz無線模塊和電路其他部分進行供電電池均通過63001穩(wěn)壓，穩(wěn)定輸出3.3V電壓[3-4]。

主控制器上還可以拓展功能，比如加入藍牙模塊，可以將數(shù)據(jù)傳送到Android端，更加方便直觀的顯示出來，也可以在Android端進行更加復雜的算法處理、圖形界面顯示，進行比較復雜的應用。

3 裝置測試

系統(tǒng)的測試具體步驟如下：

首先將電腦散發(fā)出WiFi，將WiFi的SSID設為DZJY1，密碼設為12345678。然后將20部手機連接上此WiFi，讓手機保存此WiFi信息。

圖5 測試結(jié)果

然后將9臺數(shù)據(jù)采集設備結(jié)合實際的實驗地點，盡量按照50*50m的九宮格布局，并且保證每臺設備處于打開狀態(tài)。第三步：讓6名學生將5部手機攜帶著分散在9臺數(shù)據(jù)采集設備附近（不進行任何操作）。并讓部分手機處于WiFi信號覆蓋的交匯處。通過中心控制設備將9臺數(shù)據(jù)采集設備的WiFi信息全部設成SSID為DZJY1，密碼為12345678。9臺散發(fā)器同時運行。

再收集信息，在主控制設備上顯示連接手機的數(shù)量。并利用藍牙模塊將數(shù)據(jù)傳送到Android端，并利用一定的算法把在測試中整個系統(tǒng)通過采集端放置的手機的位置通過Android端直觀地顯示出來（圖5）。

本裝置通過測試最終將被測手機的mac地址和手機信號強度檢測出來，并通過Android端顯示了出來具體位置關系。

4 結(jié)束語

本文介紹了一種對手機信號強度及mac地址的檢測系統(tǒng)的設計，通過測試該系統(tǒng)最大的檢測面積可達1km，實現(xiàn)了對手機信號強度的以及mac地址的檢測。

我們可以將獲取到的數(shù)據(jù)應用于對地震中被困人員的搜救、公共場所網(wǎng)絡資源的管理等領域中，通過對這些數(shù)據(jù)的分析管理可以極大地提高我們的生活質(zhì)量。

[1]徐敬海,楊燕,鄧民憲,等.基于GIS的地震災情速報與快速判定[J].自然災害學報,2010,19(04):141-146.

[2]蔡雪艷,曾成,伍萍輝.基于STM32F103X的萬能式斷路器控制器[J].電測與儀表,2010,47(03):55-58.

[3]唐偉,于平,李崢輝.STM32F103x的USB多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用,2009(08):39-41+45.

[4]李寒生,黃衛(wèi)紅.基于STM32F103X系列單片機的智能游客尋呼系統(tǒng)[J/OL].軟件導刊,2014,13(11):136-138.