無線防丟器設(shè)計

1、    無線防丟器設(shè)計    葉冬+謝東力摘 要：文章是基于51單片機的一個無線防丟器，該防丟器能夠在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)防丟和尋找功能。其硬件電路主要由主控模塊51單片機和無線通信模塊nrf24l01組成，這兩個模塊共同構(gòu)成無線防丟器的接收裝置和發(fā)射裝置，其中發(fā)射裝置放在防丟失的物品中（如錢包、手機等）；接收裝置隨身攜帶，當(dāng)兩者距離在設(shè)定的安全范圍內(nèi)時，這兩個裝置能夠?qū)崿F(xiàn)短距離的無線通信，裝置不報警；否則，當(dāng)距離大于設(shè)定的安全范圍時，裝置會進行聲光和震動報警，提醒人們及時查找丟失物品，以免造成不必要的損失。關(guān)鍵詞：無線防丟器；單片機；nrf24l011 概述

2、在繁華的城市里，人們的生活水平越來越好，人們外出旅游、逛街的次數(shù)越來越頻繁，所以丟東西的事情時有發(fā)生，這個難題引起了無線防丟器設(shè)計的理念，進而衍生出各種防丟器產(chǎn)品。由于無線防丟器小巧精致，像一個裝飾品一樣便于攜帶，所以人們用它來防止手機、錢包等貴重物品的丟失。無線防丟器分兩部分，其間隔在一定范圍內(nèi)，具有防丟，尋找，聲光報警（或附帶振動等功能），且省電、環(huán)保、性能穩(wěn)定可靠，成本低。它的發(fā)展?jié)摿κ强捎^的，方便適用，在現(xiàn)代生活中必不可少。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計該無線防丟器由接收機（母機）和發(fā)射機（子機）兩部分組成，均具有發(fā)射和接收雙重功能。子機與防丟物品放在一起，母機則隨身攜帶，打開母機和子機開關(guān)，平

3、時處于接收狀態(tài)。二者在1-10米范圍內(nèi)互相通信而進行監(jiān)護，當(dāng)子機和母機的距離超過設(shè)定范圍時，母機接收不到子機信號便會聲光、震動報警，提醒主人；主人可以按下母機的“尋找”按鍵，子機（和物品）可聲光報警，方便主人查找。由無線防丟器的功能和要求可以做出總體設(shè)計框圖如下圖1所示。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1 主控模塊單片機的最小系統(tǒng)是由組成單片機系統(tǒng)必需的一些元件構(gòu)成的，對51系列單片機來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：電源、晶振電路、復(fù)位電路。復(fù)位是單片機的初始化操作，單片機系統(tǒng)在上電、啟動運行時，都需要先復(fù)位，其目的是使cpu和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始化狀態(tài)，并從這個初始化狀態(tài)開始工作。stc

4、89c51rc單片機的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。本次設(shè)計中選用的是內(nèi)部晶振方式。3.2 震動報警電路設(shè)計震動馬達是在轉(zhuǎn)子軸的兩端安裝的一組可調(diào)偏心塊，通過高速旋轉(zhuǎn)軸和偏心塊的震動力所產(chǎn)生的離心力。具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，且應(yīng)用方便，用一只三極管進行電流放大后即可直接驅(qū)動。本設(shè)計選用電壓為3v的震動電機，提醒主人，更增加了設(shè)計的可靠性。震動報警電路如圖2所示。3.3 燈光提示電路設(shè)計發(fā)光二極管的英文縮寫為led，它是一種比較特殊的二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能；發(fā)光二極管與普通二極管一樣，由半導(dǎo)體制

5、成，具有單向?qū)щ娦?，只有正極接高電壓，負極接低電壓它才導(dǎo)通發(fā)光，發(fā)光二極管的最大反向電壓一般在5v左右，如果二極管的負極加5v電壓時，發(fā)光二極管很有可能被擊穿，所以在應(yīng)用的時候應(yīng)多加注意。3.4 蜂鳴器報警電路設(shè)計蜂鳴器是一種小功率的發(fā)聲元件，采用直流電壓供電，被廣泛應(yīng)用于各種各樣的無線產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分類有壓電式蜂鳴器、電磁式蜂鳴器，各個又有有源和無源之分。電磁式蜂鳴器的工作原理是電磁感應(yīng)原理，即通電導(dǎo)體周圍會有磁場產(chǎn)生，用一個固定的永久磁鐵與通電導(dǎo)體產(chǎn)生磁力推動固定在線圈上的鼓膜。蜂鳴器的工作電流一般較大，而單片機的i/o口輸出的電流較小，所以單片機不能直接驅(qū)動，本文中采用由三

6、極管構(gòu)成的放大電路來驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音，選用的三極管型號是pnp三極管c9012，而且本設(shè)計選用的蜂鳴器屬于有源蜂鳴器。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計該無線防丟器流程圖設(shè)計思路為：首先打開接收電路電源，使接收機保持在接收狀態(tài)，準備接收發(fā)射機的信號；然后接通發(fā)射機電源運行發(fā)射機上的程序，使單片機寄存器內(nèi)預(yù)先存放的數(shù)據(jù)發(fā)射出去。若發(fā)射機與接收機在安全距離內(nèi)，接收模塊會在1ms內(nèi)能夠接收到信號，不會報警，若超出安全距離，接收機就會聲光、振蕩報警。本設(shè)計采用stc89c51rc單片機作為核心處理器，所以我們可以使用mcs-51系列單片機的編程語言，包括匯編語言和c語言，這些語言有不同的特點。為了提高編制程序的方便、簡單、更具條理性和改善程序的可讀性和可移植性，在此采用c語言編程。5 結(jié)束語本次設(shè)計的無線防丟器具有電路簡單、性能穩(wěn)定、功耗及成本低等優(yōu)點，特別適合用于兒童防丟、物品防盜等場合，設(shè)計具有一定的實用價值。參考文獻1郭剛，李思敏.基于nrf24l01開發(fā)的短距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)m.桂林：桂林無線工業(yè)學(xué)院出版社，2004，24 （3） ：56-89.2劉密歌.多功能電子防丟器的設(shè)計與實現(xiàn)j.西安科技大學(xué)學(xué)報，2010，13 （1）：41-43.3丁永紅，孫運強.基于nrf2401的無線數(shù)傳系統(tǒng)設(shè)計j.國外電子測量技術(shù)，2008，27（4）：45-47.4朱玉穎，蔡占輝.基于nrf2