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藍牙技術

智能防盜系統設計


基于藍牙通訊的智能防盜系統的設計

隨著電子科技的快速發展,各種新型電子設備融入了人們的生活,其中包括智能防盜設備。防盜設備是保護財產不受損失的電子產品,具有物品被盜時發出各種形式報警的功能。防盜設備可分為多種形式,本文就基于藍牙通信形式的防盜報警設備進行設計,并實現一款以單片機為控制核心,藍牙與手機APP進行通信的智能防盜設備。使用時,用戶將防盜設備安置在被保護物品內,當物品與用戶的距離超過設定范圍時,用戶的手機APP就會發出聲音和振動報警,提示用戶,與此同時,防盜設備的聲光報警系統也會啟動。

智能防盜設備可以應用于領域較廣,可以應用于旅行箱防盜、背包防盜、電腦包防盜等具有一定空間能夠安置防盜設備的場所。

一、藍牙智能防盜系統硬件設計

(一)總體方案:基于藍牙通訊的智能防盜系統中包含4個模塊,分別是單片機模塊、藍牙模塊、聲光報警模塊和電源模塊。電源模塊為單片機、藍牙模塊和聲光報警模塊進行供電;單片機的功能是控制藍牙模塊與智能手機進行無線通訊;藍牙模塊的功能是與手機APP進行通訊;聲光報警模塊是防盜器的報警裝置。智能手機APP是手機內部的應用軟件,通過軟件內部的通訊協議與智能防盜系統進行通訊。

(二)電源模塊:電源模塊的作用是為智能防盜系統的控制核心模塊、聲光報警模塊和藍牙通訊模塊提供電能。本設計中,單片機、聲光報警模塊和藍牙通訊模塊的供電電壓均為+5 VDC,系統外置一塊小型可充電高能鋰電池,額定電壓為7.4 VDC,容量5000mAh,可以支持系統長時間運行。采用鋰電池供電另一優點是在系統電量低時可以更換,防止無電時防盜系統無法正常使用。系統的+5 VDC電壓采用穩壓電路實現。其中LM2940是+5 V穩壓芯片,能夠將輸入大于5.5V的電壓穩壓為5V;C1、C2是2個電解電容,是構成穩壓電路的基本條件,并且,C2是防止后端負載突變的緩沖電容;C3和C4是使電源更加純凈的作用;LED0是電源工作指示燈,M1為限流電阻,防止LED兩端電壓過高而燒毀LED。

(三)單片機模塊:本設計中選用的單片機為AT89S52,供電電源5V。包含一個手動按鈕復位電路和晶體振蕩器電路,晶振頻率選擇12MHz,起振電路中的起振電容選擇為22uF。單片機是智能防盜系統的控制核心器件,本設計中單片機的功能是控制藍牙芯片、聲光報警模塊。

(四)藍牙模塊:藍牙模塊是常見的無線通訊手段之一,優點是通訊穩定、通訊質量高、傳輸速率快、成本低,其缺點是通訊范圍較小,一般通訊距離在15米以下,且距離越短,傳輸效果越好。本設計選用的是一款HC-05藍牙通訊模塊,采用串行通訊協議與單片機進行連接。藍牙模塊與手機連接時,在手機打開藍牙操作,隨后在智能防盜系統專用的A PP中,查找防盜器的藍牙并與之連接,連接后可以設置相應屬性,包括防盜距離、防盜開關、手機警報響起形式(聲音或震動)、防盜器聲光報警形式(聲音大小、光的強度)等設置。

(五)聲光報警模塊設計:聲光報警模塊是防盜器系統內部的,其作用是當發生被盜竊等情況時,被保護物體原理用戶一定距離后,系統控制核心發出控制信號,使防盜器的喇叭發出刺耳的聲響,并且使警報器的發出強烈的燈光進行警示。

二、智能防盜系統軟件設計

本設計中智能防盜系統的軟件設計主要是對AT89S5 2單片機內部程序的設計和編寫。AT89S5 2可以采用匯編語言和C語言進行編寫。匯編語言編程的優點是程序執行效率能高達1 0 0@,缺點是程序編寫復雜;C語言編程的優點的程序編寫簡便,缺點是執行效率不高,運行后能夠產生垃圾代碼。由于本設計中的防盜系統中多為輸入輸出接口控制和串行通信,沒有較高精度的計算問題,因此本設計采用C語言進行編程。

智能防盜系統上電后,首先對單片機基礎程序進行初始化,包括I/O(Input/Output)口初始化、定時/計數器模塊初始化等,隨后進行藍牙模塊的串行通信初始化,包含藍牙模塊的內部協議程序、串行通信程序等;然后進入判斷是否觸發被盜條件,如果沒有達到報警條件,則繼續待機等候報警條件的觸發;若達到報警條件,則向手機APP發出報警信號,手機立即進入報警狀態,同時防盜系統自身也進入報警狀態,發出聲光報警,直至警報解除。

總結

智能防盜設備可以應用于旅行箱防盜、背包防盜、電腦包防盜等具有一定空間能夠安置防盜設備的場所,今后,可以在本設計的基礎上在智能防盜系統中增加7 PS模塊,方便被盜物品的定位和找回。同時,可以將該智能防盜系統進行小型化優化,逐漸擴展至放兒童或老人走失、寵物防盜定位等領域。

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