智能蓝牙防丢器项目概要设计书
项目概要设计书
合同编号 SYKJ2016XXXXXXX
版本
文件名称
智能蓝牙防丢器项目概要设计书
文件状态
试制□ 受控□
智能蓝牙防丢器项目概要设计书
编制：
项目型号：
项目名称： 智能蓝牙防丢器
项目名称智能蓝牙防丢器项目
目录
目录 (2)
修改记录 (3)
1、技术目标 (4)
2、适用范围 (4)
3、技术功能要求 (4)
4、使用环境要求 (4)
5、技术指标 (4)
6、认证需求 (5)
7、标准法规需求 (5)
8、客户提供的配件 (5)
9、技术开发工作概述 (5)
10、验收标准 (5)
11、结案方式............................................................................. 注意：任何相关性变更都需发出变更通知
项目名称
智能蓝牙防丢器项目 修改记录
内容如下：
文件编号
版本号 拟制人/ 修改人 拟制/修改日期
更改理由
主要更改内容（写要点）
注1：任何相关性变更都需发出变更通知。
注2：每次更改归档文件时，需填写此表。
注3：文件第一次归档时，“更改理由”栏写“新建”、“主要更改内容”栏写“无”。
项目名称智能蓝牙防丢器项目
1、技术目标：通过加速传感器技术检测瞬间速度变化，判断运动状况，通过蓝牙技术达到防丢等功能。
2、适用范围：该项目技术适用于蓝牙防丢产品
3、技术功能要求
手机APP端功能：客户自行开发
云端功能：无
PC端功能：无
WIFI功能：无
终端控制部分
1、蓝牙防丢：当手环与手机之间的距离超出一定的距离时，蜂鸣器报警或者LED闪烁；
2、报警方式：能够在手机端设置报警方式（蜂鸣器或者LED闪烁，或者两者一起）；
3、LED灯珠闪烁：快闪、慢闪（时间由我司定义,参考客供spec）
4、LED灯珠状态：以客户提供的英文附件LED灯珠部分需求为标准；
5、运动状态：当使用者发生速度瞬间变化，变化值待定，发生报警；
6、蜂鸣器音量：预留端口，后期可在APP上调节音量大小；
7、PCB尺寸直径D=30mm的圆形
8、此产品有一个按键，通过上下盖挤压，产生按键的功能
4、使用环境要求：无
5、技术指标：无
6、认证需求: CE FCC
项目名称智能蓝牙防丢器项目
7、标准法规需求:无
8、客户提供的配件:无
9、技术开发工作概述：PCBA板的设计与单片机程序开发。
10、验收标准：以甲乙双方技术人员签订的详细规格书以及项目确认书为验收
标准。
11、结案方式岗位：技服人员
□送样带烧录程序的样片给客户确认
□制作万能板样机给客户确认
■制作正式PCBA样板给客户确认
□配合结构装配完整成品样机给客户确认
□提交正式APP安装包给客户确认
□提交正式微信端安装包给客户确认
□提交正式后台服务器安装包给客户确认
□其它：
如主题合同所诉，此方案签订后7个工作日内由研发小组对该项目进行二次核审评估并给出最终答复，超出7个工作日未答复表示此方案可行。
<以被甲乙双方认可的邮件为准>.
注：此份项目概要设计只作为前期合同签订时的附属文件，验收标准以甲乙双方工程人员确认的功能细节（详细项目规格书）以邮件或文档签字确认的版本为准。
委托方确认（盖章）受托方确认（盖章）
委托方功能确认人（签名）受托方功能确认人（签名）。
基于Arduino的蓝牙防盗系统设计与实现
基于Arduino的蓝牙防盗系统设计与实现一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，对于安全问题的关注也日益增加。
防盗系统作为当代安全领域的重要组成部分，受到了广泛的关注和研究。
本文将介绍一种基于Arduino的蓝牙防盗系统的设计与实现。
二、系统设计1. 系统功能设计基于Arduino的蓝牙防盗系统主要具备以下功能：（1）远程监控：通过手机连接蓝牙模块与Arduino主板进行远程监控和控制，实现在线查看家庭、办公室等场所的安全情况。
（2）入侵检测：通过使用红外传感器和门窗磁感应器等传感器，实时监测周围环境是否有入侵者，当检测到异常情况时，系统将自动触发警报。
（3）报警提醒：当系统检测到入侵情况时，将通过蜂鸣器、LED灯等报警装置发出警报信号，同时通过手机APP向用户发送报警消息。
（4）远程操控：用户可以通过手机APP远程控制系统开关、设置安防模式等。
2. 系统硬件设计系统硬件部分主要包括Arduino主板、蓝牙模块、红外传感器、门窗磁感应器、蜂鸣器、LED灯等。
Arduino主板作为系统的核心控制部分，负责接收传感器数据、完成算法处理、触发报警等操作。
蓝牙模块用于与手机通信，实现远程监控和操控功能。
红外传感器用于检测周围环境是否有人存在。
门窗磁感应器用于检测门窗是否被打开。
蜂鸣器和LED灯用于发出警报信号。
3. 系统软件设计系统软件部分主要包括Arduino代码和手机APP两部分。
Arduino代码中需要实现的功能包括：接收传感器数据、处理报警逻辑、控制报警装置等。
手机APP需要实现的功能包括：与蓝牙模块进行通信、远程监控与操控、接收报警消息等。
三、实现步骤1. 连接硬件设备将Arduino主板与蓝牙模块、红外传感器、门窗磁感应器、蜂鸣器、LED灯等硬件设备连接起来，确保各传感器和执行器正常工作。
2. 编写Arduino代码根据系统功能设计，编写Arduino代码，实现传感器数据的读取和处理、报警逻辑的判断和触发，以及通过蓝牙模块与手机进行通信的功能。
小孩防丢器软硬件设计
小孩防丢器软硬件设计
一、项目概述
1.1 引言
小孩防丢器是由接收机和发射机两部分组成，当被防护对象离开监护人设定的距离时，接收机就会发车警音或者震动信号提示监护人。
1.2 项目背景/选题动机
微博打拐是近日来市民们最关注的话题，各位爸爸妈妈面临一个同样的问题：怎样看住自己的孩子。
所以小孩防丢器也就随之产生，我们做这个项目也是为了更好的帮助爸爸妈妈随时知道孩子的情况，如果孩子在公共场合走离了父母，小孩防丢器也可以准确的定位孩子的位置。
二需求分析。
应用基于Arduino的蓝牙技术实现的智能防盗系统设计与实现
应用基于Arduino的蓝牙技术实现的智能防盗系统设计与实现智能防盗系统是一种利用先进的技术手段来保护财产安全的系统。
基于Arduino的蓝牙技术可以作为智能防盗系统的核心，实现远程监控、报警和控制等功能。
下面将介绍智能防盗系统设计与实现的相关内容。
1. 引言智能防盗系统的设计与实现是一项涉及物联网、传感器技术、以及远程通信等多个领域知识的综合性工程。
本文将以基于Arduino的蓝牙技术为核心，介绍智能防盗系统的设计和实现方法。
2. 系统设计2.1 硬件设计智能防盗系统的硬件设计包括传感器模块、控制模块、蓝牙通信模块和报警器模块等。
传感器模块用于检测入侵情况，控制模块用于处理传感器信号并控制报警器的开关，蓝牙通信模块用于与手机或其他设备进行远程通信。
2.2 软件设计智能防盗系统的软件设计主要包括Arduino代码和手机APP开发。
Arduino代码用于控制硬件模块，处理传感器信号和通信功能。
手机APP开发则提供用户友好的界面，方便用户与系统进行交互。
3. 系统实现3.1 硬件实现首先，需要编写Arduino代码，包括初始化蓝牙通信模块、传感器模块和报警器模块的设置等。
在代码中，可以定义阈值来判断入侵情况，并通过蓝牙模块将状态信息发送到手机APP。
接下来，连接硬件模块，将传感器模块与Arduino板连接，并将报警器模块与继电器连接起来。
3.2 软件实现手机APP开发可以使用Java、Swift等编程语言，选择适合自己的开发环境。
首先，需要设计用户界面，包括系统状态显示、警报设置和远程控制等功能。
其次，需要实现与蓝牙模块的通信功能，包括接收蓝牙模块发送的系统状态信息，并向蓝牙模块发送控制指令。
最后，进行功能测试，确保手机APP可以接收和发送数据，并与智能防盗系统正常通信。
4. 功能实现4.1 远程监控用户可以通过手机APP实时监控智能防盗系统的状态，包括传感器的触发状态、报警器的开关状态等。
用户可以随时了解家中或办公室的安全情况。
苹果手机蓝牙4.0在防丢器中应用范例
苹果手机蓝牙4.0在防丢器中应用范例蓝牙4.0防丢器方案由苹果手机和子机组成。
子机安放或粘贴在保护对象上，苹果手机携带在主人身上。
当保护对象离开主人一定距离时（0-25米可以调整），苹果手机就会鸣笛报警（声压≤65db），提醒主人注意。
苹果手机蓝牙4.0防丢器的苹果手机由微电脑控制，采用数码同步识别技术，当多套苹果手机蓝牙4.0防丢器在同一场所同时使用时，不会发生相互串机干扰的现象。
并且有报警和寻找两个功能。
苹果手机蓝牙4.0防丢器软硬件方案方案无比动力信息科技qq228395798,。
一、适用范围：小孩＆宠物防丢,钱包＆箱包防盗,随身随带物品或,贵重物品防忘防丢.二、产品功能及特点:1.使用方便,适用性广蓝牙4.0防丢器由苹果手机和子机两部分组成,体积小巧,便于携带,广泛适用于手机,钱包,箱包,小孩,等贵重物(人)品防丢及防偷之用.2.功能齐全,性能稳定具有距离可调节（０－1０米任意调节）,具有防丢，寻找，警音提示（或附带振动功能），自动省电等功能,有512种编码采用微电脑控制技术,其性能绝对十分稳定可靠.3.外观新颖,绿色环保4、防护、寻找双重保障二、使用方法1、开机子机开机，指示灯闪亮苹果手机开机，并发出"嘀"的一声，然后发出"嘀、嘀"两声学习完成声，表明苹果手机和子机已经同步，双双进入工作状态，指示灯闪亮。
（在设置报警氛围内）2、报警双机同步进入工作状态后，当两机的距离拉开到超过您设定的距离时（0-10米可自己设定）,苹果手机就会鸣笛报警，当两机的距离进入设防范围时，苹果手机就会停止报警。
3、寻找苹果手机鸣笛报警时后，您将开关拨到寻找档，苹果手机发出"嘀"、"嘀"的声音，移动苹果手机位置，当苹果手机靠近子机时进入设置范围内时，苹果手机既"嘀嘀嘀"、"嘀嘀嘀"的鸣笛报警，说明子机就在设置的报警范围内可以拓展当出了保护距离以后可以确定大概方向或者是当有人接近孩子时，子机可以将信息传送给苹果手机。
开发基于Arduino的蓝牙防盗装置的设计与优化
开发基于Arduino的蓝牙防盗装置的设计与优化蓝牙防盗装置是一种用于保护财物安全的设备，可通过蓝牙技术与智能手机或其他蓝牙设备进行通信。
在本文中，将介绍如何使用Arduino开发一种蓝牙防盗装置，并对其进行设计与优化。
一、设计思路蓝牙防盗装置的设计主要包括以下几个部分：1. 硬件部分：利用Arduino开发板、蓝牙模块、传感器等组件构建一个完整的系统。
Arduino是一个开源电子原型平台，易于使用且具有良好的扩展性。
2. 软件部分：编写Arduino程序，用于控制硬件模块的运行和处理蓝牙连接，以及实现报警功能等。
可以使用Arduino IDE进行开发，也可以选择其他更便捷的集成开发环境。
二、硬件组装1. 准备所需组件：Arduino开发板、蓝牙模块、传感器（如红外线传感器、声音传感器等）、蜂鸣器、LED灯等。
2. 连接蓝牙模块：将蓝牙模块与Arduino开发板连接。
蓝牙模块的RX引脚连接到Arduino的TX引脚，TX引脚连接到Arduino的RX引脚。
同时，还需要将模块的VCC引脚连接到开发板的5V引脚，GND引脚连接到开发板的GND引脚。
3. 连接传感器和报警器：根据传感器和报警器所需的引脚连接方式，将它们与Arduino连接。
4. 完成硬件组装：按照设计要求将所有组件连接到Arduino开发板上，确保各个模块之间的连接正确。
5. 完善电源供应：提供稳定的电源供应，保证整个装置的正常运行。
三、软件开发下面是一个简单的示例程序，用于实现蓝牙防盗装置的基本功能，你可以根据自己的需求和具体硬件进行修改和优化。
```c#include <SoftwareSerial.h>SoftwareSerial btSerial(10, 11); // 定义蓝牙模块的软串口引脚int pirPin = 2; // 红外线传感器引脚int buzzerPin = 4; // 蜂鸣器引脚int ledPin = 13; // LED灯引脚void setup() {pinMode(pirPin, INPUT);pinMode(buzzerPin, OUTPUT);pinMode(ledPin, OUTPUT);Serial.begin(9600);btSerial.begin(9600);}void loop() {if (digitalRead(pirPin) == HIGH) {digitalWrite(buzzerPin, HIGH);digitalWrite(ledPin, HIGH);btSerial.println("Intruder alert!"); // 发送报警信息到手机Serial.println("Intruder alert!");delay(5000); // 报警持续时间digitalWrite(buzzerPin, LOW);digitalWrite(ledPin, LOW);}if (btSerial.available()) {char c = btSerial.read();Serial.write(c);}}```程序通过红外线传感器检测到有人入侵时，触发报警，并将报警信息通过蓝牙模块发送到手机上，同时在Arduino板上点亮LED灯和发出蜂鸣器声音。
基于Arduino技术的蓝牙防盗装置设计与实现
基于Arduino技术的蓝牙防盗装置设计与实现蓝牙防盗装置是一种通过蓝牙技术与智能手机进行通信的设备，用于防止财产被盗。
基于Arduino技术的蓝牙防盗装置能够实时监测财产的安全状态并发送警报信息给用户。
本文将详细介绍如何设计和实现这样一个基于Arduino技术的蓝牙防盗装置。
首先，我们需要准备以下材料和设备：- Arduino Uno控制板- 蓝牙模块（如HC-05）- 红外传感器- 蜂鸣器- 电池或电源适配器- 杜邦线等其次，按照以下步骤进行设计和实现：1. 连接硬件组件：a. 将Arduino Uno控制板连接到电脑并打开Arduino开发环境。
b. 使用杜邦线将蓝牙模块连接到Arduino Uno的串行通信引脚（Rx和Tx）。
c. 连接红外传感器，将其数据引脚连接到Arduino Uno的一个数字引脚。
d. 连接蜂鸣器，将其正极连接到Arduino Uno的数字引脚，将负极接地。
2. 编写Arduino代码：a. 导入所需的库（例如SoftwareSerial等）。
b. 设置引脚模式和串口通信速率。
c. 在setup()函数中初始化蓝牙模块和红外传感器。
d. 在loop()函数中编写监测逻辑，包括通过红外传感器检测财产是否有移动，并根据结果发送指令给蓝牙模块。
e. 根据需求，可以添加其他功能，如声音报警、手机APP远程控制等。
3. 上传代码和测试：a. 将编写好的代码上传到Arduino Uno控制板。
b. 查看开发环境的串口监视器，以确保蓝牙模块正常工作。
c. 在安装了相应APP的智能手机上打开蓝牙，并与蓝牙模块连接。
d. 测试红外传感器的可靠性，并调整监测的灵敏度和距离。
4. 完善和优化防盗装置：a. 可以考虑为装置添加电池供电系统，使其变得更便携和灵活。
b. 设计一个外壳来保护电路板和传感器，增加装置的美观性和安装便利性。
c. 优化代码，提高装置的实时监测性能和警报传递的准确性。
d. 对装置进行全面测试和验证，并解决可能出现的问题和Bug。
基于Arduino的蓝牙防盗装置的设计与开发
基于Arduino的蓝牙防盗装置的设计与开发摘要：本文将介绍基于Arduino的蓝牙防盗装置的设计与开发。
首先，我们将介绍蓝牙技术的原理和应用。
然后，我们将详细讨论设计的系统架构和硬件连接。
接下来，我们将介绍软件的实现和算法设计。
最后，我们将进行实验验证并总结设计与开发过程中遇到的问题和解决方案。
1. 引言随着科技的不断发展，蓝牙技术被广泛应用于各个领域，包括智能家居、无线音频等。
其中，蓝牙防盗装置作为一种重要应用，能够提供安全可靠的防盗保护。
本文将基于Arduino平台设计一个蓝牙防盗装置，旨在提供一种简单易用且功能强大的解决方案。
2. 蓝牙技术的原理和应用2.1 蓝牙技术的原理蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，它基于射频通信，能够以2.4 GHz频段进行跨设备的无线通信。
蓝牙技术采用频率跳变技术，使得在不同设备之间进行通信时，可以避免相互干扰。
2.2 蓝牙技术的应用蓝牙技术广泛用于许多应用领域，例如无线鼠标、无线键盘、智能手机等。
在本文中，我们将利用蓝牙技术实现一个基于Arduino的蓝牙防盗装置。
3. 系统架构和硬件连接3.1 系统架构基于Arduino的蓝牙防盗装置的系统架构主要包括蓝牙模块、Arduino主控板、传感器和警报器。
蓝牙模块用于与手机进行通信，Arduino主控板用于控制整个系统的运行，传感器用于检测外部环境是否存在入侵，而警报器则用于发出警报。
3.2 硬件连接在系统的硬件连接方面，首先将蓝牙模块与Arduino主控板进行串口连接。
接着，将传感器与Arduino主控板进行数字输入引脚的连接。
最后，将警报器与Arduino主控板进行数字输出引脚的连接。
此外，还可以通过引入更多的传感器来扩展其功能，如温度传感器、光照传感器等。
4. 软件实现和算法设计4.1 软件实现在软件实现方面，首先需要编写Arduino的程序来控制整个系统的运行。
通过蓝牙模块与手机进行通信，并接收手机发出的指令。
软件创新设计-手环防丢失功能
《软件创新设计》期末报告项目名称：手环防丢失功能*名：**学号： ********** 班级：软件15-8一、项目简介生活中我们经常会出现以下情况：1，出门手机忘了带;2，在公共场所把手机放在一个地方，走的时候忘了带;3，还有手机自动关机了不知道，错过重要电话;4，手机被盗了都不知道。
手环防丢失功能就是：如果手环和手机的蓝牙连接断开了：比如距离远了，手机关机了，手环会震动提醒，同时可以手环上闪烁特定的指示灯颜色：比如红色。
还有这个功能可以设计成选择开启，避免有些用户不用觉得烦。
二、项目实施的目的、意义手机对于如今的人民来说，已经成为了家居旅行随身必带的产品，某种意义来讲，手机现在正在逐步的替代了钱包，银行卡的功能。
例如：中国人民建设银行推出的“龙支付”，能通过扫描ATM机上的二维码来进行现金的存取功能；支付宝、微信里有“卡包”的功能，可以用来记录自己的各类会员卡，去实体店购物的时候就可以将卡包中的条形码调出，进行积分记录、优惠打折等等功能。
手机已经成为人们日常生活中必不可少的部分，一旦丢失或者忘记在家中，都会让我们出门时感到寸步难行。
所以手机的防扒窃功能已经成为不得不及早提上日常的话题。
虽然现如今手机有GPS防盗窃定位的功能，但是手机一旦被不怀好意的人偷走，手机就会很轻易的被隔离信号。
只要放进铁盒之中手机就会被屏蔽信号，可能不到一天，手机就被转手卖走，音信全无。
即使在第一时间即使报案，在监控设施不完善，线索不明确的情况下，警方也不会轻易立案侦查。
与其在丢失后再去追踪手机的位置，不如直接在手机超过用户一定范围的时候自动警报，提醒用户手机可能出现的问题。
手机防丢失功能主要是为了能够在手机距离手环一定距离的时候能够及时提醒用户。
或者当手机距离一定距离的时候发出警报音。
当手机失窃的时候，行窃人员会因手机发出的就警报音从而暴露目标。
这样用户可以避免自己的手机丢失，或者在密集人群中的公安人员可以迅速逮捕行窃人员，将手机交还失主。
一种融合RSSI和AOA定位算法的智能蓝牙防丢器
一种融合R S S I和A O A定位算法的智能蓝牙防丢器贾灵,王薪宇,胡海,邱绿景(利尔达科技集团股份有限公司,杭州311121)摘要:目前的蓝牙防丢器多半通过检测R S S I(信号指示强度)的方式判断距离,超出设定距离则报警,但此方法无法确定信号的方向来源㊂本文设计了一种混合R S S I和A O A定位算法的智能蓝牙定位防丢器,在进行R S S I检测距离的基础上,融合A O A(到达角度测距)算法获取方向信息,最终计算出设备的准确距离㊁方向信息,同时可以利用多个防丢器构成 电子围栏 ㊂关键词:B L E5.1;A O A定位;R S S I;C C2640R2L中图分类号:T P216文献标识码:AI n t e l l i g e n t B l u e t o o t h A n t i-l o s s D e v i c e B a s e d o n R S S I a n d A O A L o c a t i o n A l g o r i t h mJ i a L i n g,W a n g X i n y u,H u H a i,Q i u L v j i n g(L i e r d a T e c h n o l o g y G r o u p C o.,L t d.,H a n g z h o u311121,C h i n a)A b s t r a c t:A t p r e s e n t,m o s t o f t h eB l u e t o o t h a n t i-l o s s d e v i c e s d e t e c t R S S I(s i g n a l s t r e n g t h)t o j u d g e t h e d i s t a n c e,b e y o n d t h e s e t d i s t a n c ea l a r m,b u t t h i s m e t h o dc a n n o tde t e r m i n e t h e d i r e c t i o n of t h e s ig n a l s o u r c e.I n thi s p a p e r,a n i n t e l l i g e n t B l u e t o o t h l o c a t i o n a n t i-l o s s d e v i c eb a s e d o n R S S I a n d A O A l oc a t i o n a l g o r i t h m i sde s i g n e d.O n t h e b a s i s of R S S I d e t e c t i o n d i s t a n c e,A O A(a ng l e o f a r r i v a l r a n g i n g)a l g o-r i th mi s f u s e d t o o b t a i n d i r e c t i o n i n f o r m a t i o n,a n d t h e a c c u r a t e d i s t a n c e a n d d i r e c t i o n i n f o r m a t i o n o f t h e d e v i c e i s f i n a l l y c a l c u l a t e d. K e y w o r d s:B L E5.1;A O A l o c a t i o n;R S S I;C C2640R2L0引言智能蓝牙防丢器是通过人与物体的距离改变来计算物体是否还处于安全范围内㊂通过在手机上安装一个A P P软件,利用蓝牙将手机与智能蓝牙防丢器进行连接,利用定位功能就可以知道自己物品的大概位置㊂它主要可以对钱包㊁手机㊁车㊁门钥匙㊁箱包行李等比较贵重物品进行防丢,还可以有效防止儿童或者宠物的走丢㊂当前智能蓝牙防丢器多半仅通过接收蓝牙设备端的无线信号强度来进行距离的估算和判断,本设计相较于传统的R S S I测距[1],融合了A O A测距算法,通过双天线阵列计算信号到达的方向,从而减少信标的数量㊁提升检测距离的精度,并提供方向信息,寻找物品更加准确㊁方便㊂设计的防丢器功能主要有以下两种:第一种用途仅利用单个防丢器,防丢器以 标签 的形式附着于物品上㊂利用R S S I检测距离,融合A O A(到达角度测距)算法,最终得到防丢器相对手机的位置(方向与距离)信息,还可灵活设定报警的区域㊂第二种用途需要利用多个防丢器,此时防丢器以 桩 的形式固定下来,用于精确获取手机相对防丢器的位置信息,构成 围 住手机的 电子围栏 ㊂1蓝牙定位技术介绍1.1R S S I定位传统蓝牙定位技术将信标功率数据与实际接收信号强度指示(R S S I)进行比较,通过值差估计位置㊂以R S S I (接收信号强度指示)估计设备方向需要安装多少个信标才能估计设备的方向㊂1.2A O A定位A O A技术以接收器和发射器为基础㊂例如将一个多天线线性数组的设备作为接收器,另一个单天线的设备作为发射器,假设无线电波是平面波面而非球形㊂如果在空中发送正弦波的发射器位于与数组线垂直的法线,则数组中的每个天线将接收相同相位的输入信号㊂如果发射器不在法线,则接收天线将测量信道之间的相位差,利用相位差信息估算到达角度[1]㊂已知两天线位置d㊁b e a c o n信号频率(即波长)可以计算出b e a c o n信号与天线之间的相位差θ,计算出b e a c o n 信号的角度信息(方向)㊂然而上述方法只能确定发射器和接收器之间的角度方向信息,无法得到两者的距离㊂通过计算目标发射信号到达A P(A c c e s s P o i n t)的角度,根据到达的角度可以推测出以接收器为起点的射线斜率,射线必定经过目标点,由两个或者两个以上的接收器便可以得到目标的位置[2],仍然需要两个或两个以上接收器才能确定目标的距离信息㊂2 单个防丢器工作设计2.1 系统工作流程采用单个防丢器可以定位防丢器相对于手机的位置,防丢器移动,手机不动㊂智能蓝牙防丢器系统由防丢器与手机A P P 端组成,其中防丢器附于物品之上,手机A P P端由使用者随身携带㊂工作流程如图1所示㊂图1 系统工作流程图防丢器相邻的天线信号馈入点之间的距离不大于1/2的蓝牙波长,则可以保证多根天线接收到的信号在同一个波长周期内[2]㊂防丢器的蓝牙天线阵列将所接收到的蓝牙信号通过信号馈入点馈入巴伦转换电路,最后变成差分信号进入蓝牙芯片(C C 2640R 2L ),将各个天线的蓝牙信号转换为各天线所接收到的信号相位与信号角度等信号参数,并且利用模块上的加速度传感器得到防丢器当前的加速度信息,将上述数据统一打包回传给手机A P P 端㊂手机A P P 端开启广播模式,周期广播蓝牙信号,与手机在一定距离范围内的防丢器开启扫描模式,蓝牙天线阵列每根天线根据预定的天线切换周期来确认是否工作,天线切换周期与手机A P P 端的发射信号周期相符,即可以看作多根天线 同时 接收到蓝牙信号㊂由于防丢器采用双天线阵列,利用天线接收到信号到达之间的相位差,由蓝牙芯片C C 2640R 2L 在估算信号到达角度的基础上计算得到信号的到达方向㊂2.2 手机A P P 端功能设计手机A P P 端是基于A n d r o i d 10.0及更高版本的操作系统所设计的,利用E c l i ps e I D E 开发㊂蓝牙防丢A P K 安装在智能手机上,点击防丢器程序将弹出启动蓝牙请求接口[3],点击允许进行蓝牙连接㊂手机A P P 端界面内设置相应的防丢距离和防丢器的报警方式,如振动报警㊁声光报警(蜂鸣器)㊂手机和防丢器之间的相对距离超出警戒范围,立即双向报警,即这时防丢器按照手机预设的方式进行报警,同时手机上也出现相应的报警信息[4]㊂在防丢器与手机建立通信后,若子机在设定的防丢距离范围内,子机定时(自主设定)向主机发出蓝牙数据(自身定位角度和加速度信息㊁R S S I ),手机A P P 端可以用来绘制当前设备的运动轨迹曲线等信息,实时显示防丢器当前相对手机的方向和距离㊂2.3 防丢器低功耗设计由加速度传感器判断出防丢器长时间处于静止时,则系统进入低功耗状态,可由手机远程唤醒㊁模块自身按键㊁模块运动唤醒㊂该防丢器模块主要有三种唤醒方式用于实现模块的低功耗㊂①运动唤醒:当加速度传感器单元检测到位置改变超过预设的阈值时使能低功耗唤醒引脚,使蓝牙模块进入工作状态㊂②远程唤醒:当天线接收到指定格式的信号时,唤醒内部蓝牙模块,使模块进入工作状态㊂③按键唤醒:长按防丢器上的按键3~4s ,由蓝牙芯片内部定时器计时溢出触发模块进入正常工作状态㊂2.4 灵活设定报警范围区域可在手机内自主设定一定角度的范围来决定报警区域㊂如图2所示,利用A O A 算法设定防丢器正常工作在以手机为中心θ1+θ2范围内,超出该范围,则进行报警㊂其中θ1㊁θ2是根据手机发送蓝牙信号到防丢器接收端后接收端计算信号到达的角度所得到㊂图2 防丢器相对手机位置示意图3 多个防丢器协同工作设计使用多个防丢器是用来精确定位手机相对防丢器(桩)的位置,防丢器不动,手机移动㊂3.1 位置的精确描述在二维平面上,如图3所示,天线阵列通过算法计算出发送信号到达接收天线的角度,信号到达两个接入点A P 的角度分别为α1和α2,A P 的接入点位置已知为(x 1,y 1)㊁(x 2,y 2),目标坐标位置未知,设为(x ,y ),则根据三角函数可知:t a n α1=y-y 1x -x 1t a n α2=y-y 2x -x 2x =x 1t a n α1-x 2t a n α2-y 1+y 2t a n α1-t a n α2y=x 1t a n α1-x 2t a n α2-y 1+y 2t a n α1-t a n α2*t a n α2+y1图3两个防丢器相对手机位置示意图图6 天线阵列开关切换电路图3.2 电子围栏功能可由多个防丢器协同构成 电子围栏 ,限定主机的工作范围,固定防丢器1㊁2㊁3的位置,使得两两距离保持恒定,即为r 1㊁r 2㊁r 3,利用手机发送蓝牙信号到三个防丢器,得到相应的A O A 角度信息,结合已知的r 1㊁r 2㊁r 3距离信息,利用相关算法精确得到手机在以该 电子围栏 为中心的精确方向㊁距离信息,可以限定手机只能工作在三个防丢器围成的区域内部㊂多个防丢器构成的电子围栏示意图如图4所示㊂4 智能蓝牙防丢器硬件设计4.1 防丢器设计总体框图防丢器硬件设计框图如图5所示㊂4.2 天线阵列分布与开关切换模块无线阵列开关切换电路图如图6所示㊂采用两组图4电子围栏示意图图5 防丢器硬件设计框图天线,相邻的天线信号馈入点之间的距离不大于1/2的蓝牙波长,共线排列㊂为了测量B L E 广播信号的入射角,需要两个或多个共线天线,以便可以在每个天线上测量接收信号的相位,然后计算角度㊂使用了两个偶极子天线和一个采用单刀双掷(S P D T )控制阻抗射频开关在两个天线之间进行切换㊂部件R 1和C 15以及R 2和C 1各自在两个控制输入上创建一个低通滤波器单刀双掷射频开关,确保控制信号上的任何噪声不会导致开关抖动㊂另外,设计了两个四分之一波偶极子P C B 天线来测量到达角(A O A )㊂偶极子测量30.8mm 宽,两个天线之间的间隙设置为4.2mm ㊂四分之一波偶极子在这种设计中需要天线来保证两个天线的相位中心小于一半彼此之间的波长距离㊂在这种情况下,天线的中心距为35mm ,远低于2.4MH z 波长(62.5mm )的一半㊂4.3 电源管理电路电路供电采用单节或多节总容量在2000m A h 以上的大容量聚合物锂电池㊂电源管理芯片L D O 型号为T P S 7B 8233Q 1,在输出100m A 电流情况下最大压降为350m V ,因此输出电压的3.3V 加上L D O 的压降350m V 以及反向串联的正向二极管压降1.0V ,模块最小输入电压为4.65V ㊂L D O 被配置始终为工作模式,以允许系统从B L E 消息中唤醒㊂4.4 振动报警电路振动报警电路采用A l l e g r o M i c r o S ys t e m s A 1442无刷直流B L D C 电机驱动器,当防丢器离开电子围栏所设置的最大距离时,蓝牙芯片发送控制信号驱动扁平型马达运转振动并且触发闪灯报警操作㊂设计电路中采用了0.1μF 的电容器,最大程度降低在切换电源时电感负载产生的电压峰值㊂4.5 加速度传感器电路L I S 3D H 三轴加速度传感器通过I 2C 数字接口与蓝牙芯片进行通信[5]㊂防丢器处于静止状态时,用来指示蓝牙芯片进入低功耗休眠模式㊂防丢器运动时,指示蓝牙芯片与手机(主机)建立连接,发送x ㊁y ㊁z 轴加速度信息给手机,可以用来计算步数㊂当然也可以配合蓝牙芯片利用A O A 算法得到的位置信息,在手机A P P 端绘制被测物体运动轨迹曲线㊂5 结 语本文利用T I 公司的C C 2640R 2L 蓝牙芯片设计了一个基于B L E 5.1标准的智能蓝牙防丢器㊂在传统R S S I 测距基础上融合A O A 测距算法,增加了方向探测功能且能够灵活设置报警的区域㊂如果采用多个防丢器设备定位,就可以得到蓝牙发送设备的位置,构成 电子围栏 ㊂同时将传统的M C U 加蓝牙模块方案替换为集成度更高的专用蓝牙芯片,并且提出三种低功耗唤醒模式㊂此外,还设计了移动端A P P ,通过移动端A P P 与蓝牙防丢器完成数据交互,可实现实时查看防丢器位置信息㊁双向寻找㊁断线报警㊁紧急报警㊁位置追踪等功能,为贵重物品㊁儿童㊁宠物防丢及追踪提供了保障㊂参考文献[1]谭振兴.基于B L E 技术的智能防丢器设计与实现[D ].济南:山东大学,2015.[2]陈灿峰.低功耗蓝牙技术原理与应用[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2013.[3]陈菁,李昱钊.基于A n d r o i d 平台的智能蓝牙防丢器的设计[J ].数字技术与应用,2018,36(7):195196,198.[4]王淑华.基于A n d r o i d 系统的低功耗蓝牙应用程序开发[J ].重庆科技学院学报(自然科学版),2014(10):133136.[5]陈银溢.基于C C 2541和L I S 3D S H 的计步器设计[J ].机械与工程自动化,2014(6):9698.贾灵(高级工程师),主要研究方向为嵌入式软硬件技术㊁物联网通信技术㊁物联网应用系统㊂通信作者:贾灵,252109052@q q.c o m ㊂(责任编辑:薛士然收稿日期:2020-12-28) 相机,该系统具有重量较轻㊁覆盖全面㊁作业效率高等优势㊂经过飞行实测,各视角航空摄影C MO S 相机同步触发精度可达0.1m s ,图像重叠率达80%,旁向总视场角可达122ʎ,分辨率可达0.04m ,连续拍摄工作时间可达1.5h㊂该型五拼倾斜相机集成五台高清相机,分别从垂直和侧视方向拍摄,经过后期处理形成三维立体图,广泛应用于抢险救灾㊁国土安全㊁城市管理等领域㊂参考文献[1]赵云辉,朱可.无人机航空摄影在国土测量中的应用与实现[J ].兵工自动化,2019,38(10):4143.[2]易琳,马鹏阁,王柯,等.电力巡检吊舱大容量存储系统的设计与实现[J ].计算机测量与控制,2018,26(8):138141.[3]张纯斌,杨胜天,赵长森,等.小型消费级无人机地形数据精度验证[J ].遥感学报,2018,22(1):171182.[4]康锋,史凌亚.倾斜摄影技术在城市三维建模中的应用探讨[J ].单片机与嵌入式系统应用,2020(2):4648.[5]王云川,段平,李佳,等.多旋翼单镜头无人机不同航线规划的三维建模方法评述[J ].测绘通报,2020(3):105108.[6]王嘉靖.基于G L 850G 芯片的U S B H U B 设计[J ].集成电路应用,2019(4):1214.[7]闫利,费亮.摄影测量成像原理的相机模拟及其在纹理映射中的应用[J ].测绘通报,2013(5):2830.[8]王波,胡文刚.机载光电吊舱嵌入式大容量视频存储和回放系统的设计[J ].光学与光电技术,2009,7(6):3032.[9]何敏,胡勇,赵龙.无人机倾斜摄影测量数据获取及处理探讨[J ].测绘与空间地理信息,2017,40(7):7779.[10]廖玉佳,胡勇,叶涛.低空无人机倾斜摄影在国土管理中的应用[J ].测绘与空间地理信息,2019,42(2):97100.[11]杨国东,王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J ].测绘与空间地理信息,2016,39(1):1315,18.赵利娟(中级工程师),主要研究方向为机载光电载荷应用技术㊂通信作者:赵利娟,l i ju a n z h a o 123@126.c o m ㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2021-03-01)。
基于蓝牙射频的智能防丢器设计与实现
基于蓝牙射频的智能防丢器设计与实现
胡艳茹
【期刊名称】《物联网技术》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】在现实生活中,人们经常有需要“找证件”“找耳机”“找钱包”“找钥匙”等困惑。
为此,设计基于蓝牙定位技术的智能防丢器。
智能防丢器设计采用STM32作为主控芯片,结合蓝牙模块、灯光闪烁指示和响铃指示,使用蓝牙接收信号强度指示(RSSI)定位算法实现在室内或近距离对防丢器的定位追寻的功能。
通过无线射频识别技术(RFID)用防丢器替代门禁卡的功能,实现门禁卡与防丢器“二合一”。
该设计极大地减少了人们在日常生活寻找物品时所花费的时间和精力,避免因丢失物品而带来的损失和不必要的麻烦;同时配合门禁功能,还提升了人们生活的舒适度与方便度。
【总页数】4页(P14-17)
【作者】胡艳茹
【作者单位】宁夏师范学院物理与电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP399
【相关文献】
1.基于Android平台的智能蓝牙防丢器的设计
2.基于蓝牙4．0技术智能防丢器的设计与实现磁
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