【应用】EFM32TG11 32位MCU在校园人员定位手环中的应用

时间： 2019-06-24 来源：Silicon Labs

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32位MCU,ARM®Cortex®-M0+内核MCU,32位单片机,EFM32TG11

随着物联网技术的发展，智慧校园的概念被提出并逐渐得到实施。校园人员定位系统是智慧校园重要的一个组成部分，通过为每个学生佩戴带有GPS定位芯片的手环或者学生卡，家长和老师可在后台查看孩子的实时位置和活动轨迹，随时了解孩子动态。通过系统的电子围栏功能，一旦孩子走出学校，可立即进行预警，提醒学校老师和管理人员注意。学生手环实现原理如图1所示。

图1.学生手环实现原理

学生手环通过微型GPS芯片，实时采集位置信息上报给MCU，MCU通过对比内部存储的围栏位置数据，如果发现学生超越围栏，立即通过通信模组将信息推送到云端，提醒老师注意。同时，学生手环可以实时的响应云端的数据请求命令，传送学生位置和传感器信息。由于是采用电池供电，低功耗设计是必然的要求。除了软件流程上的优化外，选择低功耗的元器件也十分重要。

对于MCU主芯片的选择，笔者推荐SILICON LABS公司生产的EFM32TG11系列32位MCU，该系列MCU配置有32-bit ARM®Cortex®-M0+处理器内核，主频高达48MHz，在运行模式下电流仅37uA/MHz，深度睡眠模式下电流仅1.3uA，能最大程度的延长电池的使用时间。同时，该系列MCU的可由自主式外设来管理传感器输入、阀值、报警触发器及其他片外通信，而无需主MCU内核干预，可进一步降低芯片运行时功耗。EFM32TG11可为需要长电池寿命的设备提供了低成本的超低功耗解决方案，且不会减弱功能和降低安全性，是通常具有多个传感器、本地显示和触摸控制等特性的自动化产品的理想选择。EFM32TG11系列MCU架构图如图2所示。

图2. EFM32TG11系列架构框图

EFM32TG11工作电压1.8~3.8V， Flash闪存容量提供64~128KB可供选择，RAM可达32KB，满足学生手环的设计要求（手环数据量低、计算量小，相对来说该MCU资源已经十分充足）。EFM32TG11最多可提供67个GPIO，并集成支持8*32分段的低功耗LCD控制器，而无需再增加LCD驱动电路，降低了手环的开发难度和成本。EFM32TG11支持电容按钮，最多可支持16通道输入，可简化手环按键设计。带有加速器的高效低能耗硬件加速单元，支持AES、ECC、SHA等多种加密方式，能有效的保证数据通信的安全性。内置I²C、SPI、UART、USART等接口，方便功能的扩展。工作温度范围-40~＋85℃ （工业级），并提供40~＋125℃（汽车级）扩展版本，能在苛刻的环境中应用。

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