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1、 基于蓝牙技术的便携式双向防丢器设计 郭明明 阚力丰 西南科技大学 信息工程学院智能终端实验室 四川绵阳 621010 黄鹏飞 西南科技大学 信息工程学院智能系统与智慧服务创新班 四川绵阳 621010 【文章摘要】 随着蓝牙通信技术的飞速发展，蓝 牙技术呈现井喷式发展态势，利用蓝 牙技术实现防丢功能已经比较成熟。 蓝牙 4.0 版本，可以实现远距离传输， 而不仅局限于音频数据，可承载丰富 的信息量，并且还可以自动感应信号、 软件设置等多项人性化设计。目前市 场上流行的防丢器往往是单向防丢， 面对用户的双向防丢需求，设计了一 套基于蓝牙 4.0 技术的双向查找防丢 器，该设计克服了传统的单一功
2、能，实 现了手机和防丢器双向查找的功能。 【关键词】 蓝牙技术 ；防丢 ；双向 ；无线技术 ；查 找 中图分类 号 :TP 文献标识 码 : A doi:10.3969/j.issn.1006-2475. 器 BL 组成。 低频振荡器振荡工作后，输出 lkHz 的振荡信号对高频振荡器进行调制，调制 后的高频信号通过天线 Wl 向空中发射出 去。在无线接收报警器与无线发射器的距 离在 3m 之内时，天线 W2 将 Wl 发射的高 频调制信号接收下来，再送至 IC2 进行译 码解调处理，使 IC2 的 2 脚输出低电平， IC3 不能触发工作， BL 不发声。 若无线发射器与无线接收报警器的 距离
3、超过 3m 时，则无线接收报警器将收 不到 Wl 发射的高频调制信号， IC2 的 2 脚输出高电平，使 lC3 受触发工作，其输 出的音效电信号经 V2 放大后，驱动 BL 发 出报警声。 1.2 软件设计 手 机 端（ Android）使 用 了 一 个 蓝 牙 服务类封装了 BLE 的所有的动作与回 调 函 数。函 数 onConnectionStateChange 离 为 35。其硬件电路与软件电路如下图 所示。 图 1 硬件电路 DOI:10.16589/11-3571/tn.2015.18.004 的功能为蓝牙连接状态改变的回调函 0 引言 随着科学技术的飞速发展，人们的生 活水平
4、得到不断提高，生活节奏也越来越 快，平时丢失物品甚至小孩儿的事件也时 常发生。基于以上问题，设计出一款基于 蓝牙技术的双向防丢、双向查找设备已经 成为了科技发展的趋势。本设计还提供给 用户自定义设置的功能（如 ：设置报警铃 声与提醒方式、设置报警距离、设置是否 开启双向防丢以及设置防丢器的照片以 数。函 数 onServicesDiscovered 的 功 能 为蓝牙发现服务时的回调函 数。函数 onCharacteristicRead 的 功 能 为 当 手 机 端 收到硬件发送的特征值时的回调函数。 函 数 broadcastUpdate 的 功 能 为 该 方 法 被多次重载，目的是以不
5、同的参数广播， 主要的广播内容是 ：蓝牙地 址、蓝牙信 号 强 度（ rssi）、蓝 牙 特 征 值（ uuid），函 数 readCharacteristic 的功能为读取硬件蓝牙 特征值的操作，函数 writeCharacteristic 的 3 总结 图 2 Android 端软件界面 便区分等）。本设计采用蓝牙 4.0 技术克服 了传统防丢器单向查找的缺陷，可以在手 机与防丢器连接配对基础上，实现双向防 丢和双向查找。 1 系统设计 1.1 硬件设计 硬件采用蓝牙芯片 NRF8001，其特点 为 ：超低功耗 ；低成本 ；工业级性能稳定 ； 完善跳频技术，易开发。作为防丢器的核 心芯片其
6、可靠性高，耐久性强。 电路工作原理 : 无线发射器电路由低频振荡器和高 频振荡器组成。低频振荡器由电阻器 Rl、 R2、电容器 Cl、 C2 和时基集成电路 ICl 组 成 ; 高频振荡器由可变电阻器 RP、电感器 Ll、电 阻器 R3、 R4、电 容器 C3-C9、发 射 天线 Wl 和晶体管 Vl 组成。 无线接收报警器电路由无线接收处 理电路和报警电路组成。无线接收处埋电 路由无线接收集成电路 IC2、电容器 ClO- Cl9 组成 ; 报警电路由音效集成电路 IC3、 晶体管 V2、电阻器 R5、二极管 VD 和扬声 功能为向硬件发送蓝牙特征值的操作。通 过调用以上函数来实现安卓端的蓝
7、牙与 防丢器设备的蓝牙模块相互匹配，从而实 现双向查找功能。 1.3 通信框架 通信框架基于蓝牙 4.0 通信协议，主 机主要分为三大模块 ：查询模块、接收模 块与服务模块，查询模块主要进行信号扫 描，查询到的信号和地址统一交给服务模 块处理并写入数据库 ；接受模块接收到防 丢器发送的查找请求或广播信号并交给 服务模块处理 ；同理，防丢器也分为三大 模块 ：接受模块（用于接收主机发送的查 找指令）发送模块（查找指令，用于主机接 收指令）广播模块（用于主机发现自己，并 了解自身状态）。 2 测试结果 经过实验多次测试得到了 RSSI 与 实际距离的映射，用户有四个距离等级 的 选 择，当 RSS
8、I-50 时，实 际 距 离 为 s1，当 -80=RSSI=-50 时，实 际距离为 1=s=3, 当 -100=RSSI=-80 时，实际距 本设计实现了手机和防丢器的双向 防丢与双向查找功能，克服了传统防丢 器的缺陷，简练、实用，代码精炼，采用业 务逻辑与数据分开的设计模式，耦合性降 低，可复用性强。个性化的铃声、提醒方 式、防丢器软件开关与报警距离设置，更 加人性化，因此具有很广阔的市场前景和 应用前景。 电子制作 005 Electronics Technology 电子科技 【参考文献】 1 侯春 萍 ， 宋 梅 ， 蔡涛泽 译 . 蓝牙核 心技术 M， 北京 ； 机械工业出版社， 2001:1-6. 2 郭代 ； 基于多蓝牙设备的主机通信 设计与实现 J ； 数据通信， 2004. 3 刘雪 峰 ， 单宝 杰 ； 蓝牙技术及其应 用 J ； 国外电子元器件， 2002. 4 Robin Heydon ； ULP 蓝牙开启全新无 线应用 J ； 电子设计应用， 2007. 【作者简介】 郭 明 明 （ 1994-） ， 男 ， 黑 龙江大庆 人， 本科 ， 研究方向为物联网技术