李星輝　王星晨　何少樸 史德杰　李卓穎

【摘 要】本文主要介紹了一款以智能手機(jī)為載體，以單片機(jī)為基礎(chǔ)，基于手機(jī)APP和低功耗藍(lán)牙技術(shù)的防丟預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用智能手機(jī)作為控制端，從而來管理重要物品或者起到監(jiān)控防丟的作用。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);藍(lán)牙技術(shù);防丟裝置

中圖分類號： TH789文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）14-0101-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.047

Defensive Early Warning System Based on Mobile APP

LI Xing-hui WANG Xing-chen HE Shao-pu SHI De-jie LI Zhuo-ying

（Linyi University，Linyi Shandong 276002，China）

【Abstract】This paper mainly introduces an anti-loss warning system based on mobile app and low-power Bluetooth technology， which is based on smart phone， single chip microcomputer. The system uses smart phones as a control end to manage important items or to monitor and prevent losses.

【Key words】Single chip; Bluetooth technology; Tread proof devices

0 引言

根據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，全國每年會有二十萬的小孩走丟，其中只有不到0.1%的小孩可以回到自己的家庭中。所以如何幫助走丟的小孩重新回到自己的家庭中是當(dāng)今社會一個重要的問題。另外，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，人們生活中貴重物品也變得越來越多，據(jù)統(tǒng)計，僅在2012年因丟失智能手機(jī)而未能找回導(dǎo)致美國的消費者在經(jīng)濟(jì)上損失高達(dá)三百億美元。如何防止貴重物品的丟失或者遺忘也是一個值得思考的問題。因此，基于手機(jī)APP的防丟預(yù)警系統(tǒng)系列產(chǎn)品的出現(xiàn)將會在很大程度上減少兒童走丟案的發(fā)生和減少貴重物品丟失導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。防丟器小巧玲瓏，便于攜帶，工作性能穩(wěn)定，功耗低可以廣泛地應(yīng)用于生活中各個方面，有很好的應(yīng)用前景。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

王榮、高振懷，《基于51單片機(jī)的U盤防丟器的設(shè)計與制作》中為了解決U盤丟失給人們的生活和工作帶來不便，提出一種基于51單片機(jī)的無線U盤防丟器。

黃德欽、羅鴻、阮正鑫，《基于單片機(jī)的老人小孩防丟控制器》一文介紹了以單片機(jī)為基礎(chǔ)，添加GPS和GSM模塊，來實現(xiàn)防丟和查找功能。能夠遠(yuǎn)距離的通信定位，在獲取目標(biāo)位置之后能判斷選擇最佳線路尋找目標(biāo)。

薛斌、徐飛，《基于藍(lán)牙4.0的智能防丟器的設(shè)計與實現(xiàn)》中，提出并研制了一款以藍(lán)牙4.0為基礎(chǔ)，附帶終端的藍(lán)牙防丟器。

《藍(lán)牙4.2協(xié)議的一主多從防丟器APP設(shè)計》中設(shè)計了一款以藍(lán)牙為4.2協(xié)議為核心，可與多個從機(jī)進(jìn)行通信的防丟器。將低功耗藍(lán)牙芯片作為主控制器，結(jié)合在手機(jī)上開發(fā)的APP，通過藍(lán)牙4.2協(xié)議，并對配對成功的防丟器進(jìn)行監(jiān)控。

2 藍(lán)牙技術(shù)的特點

（1）體積?。簱?jù)有關(guān)數(shù)據(jù)藍(lán)牙模塊最小可達(dá)0.5mm*0.5mm，所以可以方便地內(nèi)置到大多數(shù)的物品中，這也給我們系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了極大的可能。

（2）功耗低：低功耗藍(lán)牙技術(shù)大大延長了續(xù)航時間。

（3）距離短：藍(lán)牙通信范圍十米左右。

（4）不影響其他設(shè)備的使用。

（5）使用藍(lán)牙連接，操作簡單通用性強(qiáng)。

3 系統(tǒng)整體設(shè)計

3.1 系統(tǒng)外觀設(shè)計

本系統(tǒng)產(chǎn)品采用方便拆卸且耐臟的環(huán)保材料，方便我們項目進(jìn)行的過程之中對我們實驗設(shè)備進(jìn)行不斷地調(diào)試優(yōu)化以達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。在成品中我們工作設(shè)備整體上采用環(huán)保無異味材料，可以放心的與兒童接觸。同時外形也可以做到時尚潮流，并可以做到方便攜帶。如：掛在手機(jī)環(huán)上或者放在包包里面等等。同時將來我們的產(chǎn)品可以做到薄薄的一片，方便您將其粘貼在銀行卡以及貴重物品上面。

3.2 系統(tǒng)材質(zhì)選擇

選擇節(jié)能環(huán)保無異味的材料，如PA塑料：PA又稱聚酰胺，無毒安全，不含雙酚A，全透明，堅韌、耐磨、耐油、耐水、抗酶菌，PA塑料具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性。熔點在220℃以上，可在200℃以下消毒。PA塑料也廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療器械，人工血管，人工心臟等，安全穩(wěn)定，是高檔塑料奶瓶首選的材料之一。

4 防丟系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作原理

該防丟預(yù)警系統(tǒng)分為手機(jī)APP和防丟器兩部分，手機(jī)APP和防丟器之間通過藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行連接。手機(jī)APP通過Eclipse來開發(fā)安卓應(yīng)用程序，需要下載Android SDK軟件開發(fā)工具包和在Eclipse中安裝ADT插件?？梢愿鶕?jù)自己的需求來編寫APP同時連接一個或者多個防丟器來進(jìn)行管理。當(dāng)有防丟器與APP斷開信號連接時或者超過預(yù)設(shè)值時啟動APP報警，手機(jī)響鈴或者震動來提醒使用者。

4.1 系統(tǒng)控制單元

首先根據(jù)電路圖組裝一個單片機(jī)最小系統(tǒng)，然后根據(jù)各類芯片的需要來選擇單片機(jī)型號。最終采用STC89系列單片機(jī)作為主控芯片，STC系列是市面上普遍使用的一種單片機(jī)系列，它是一種低壓高性能的八位單片機(jī)，工作電壓3.8V～5.5V。

4.2 供電系統(tǒng)的設(shè)計

根據(jù)我們所需要的傳感器和單片機(jī)等各類芯片的數(shù)據(jù)手冊以產(chǎn)品的工作電壓，確定系統(tǒng)工作所需的電壓、電流范圍。其中產(chǎn)品所需要的單片機(jī)和傳感器的供電電壓為5V，故采用12V開關(guān)電源將220V變?yōu)?2V，再使用以7805為主體穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓電路，將12V變?yōu)?V，以滿足整個系統(tǒng)的正常運行。

4.3 防丟系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在未來的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中可以加入“地圖”這一功能，增加實用性，通過地圖這一功能可以讓丟失的物品的位置在地圖上標(biāo)記出來。當(dāng)手機(jī)檢測到斷開連接或者超過預(yù)定值并報警時，便通過GPS記錄下此時的位置信息。若使用者沒有聽到報警聲，便可以根據(jù)這個位置記錄找到失物的大致位置，實現(xiàn)尋回功能。也可以添加導(dǎo)航功能，為使用者提供最近的尋回路線。

5 系統(tǒng)優(yōu)勢分析

（1）使用方便，適用性強(qiáng)。

（2）性能穩(wěn)定，低功耗。

（3）材料環(huán)保，無污染。

（4）體積小，重量輕。

6 結(jié)論

我們的防丟預(yù)警系統(tǒng)屬于新技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)，對之前的防丟預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行了改良設(shè)計。我們不僅可以提供防丟預(yù)警，同時也可以提供物品查找功能，另外也解決了之前精度不良的問題。對人們生活品質(zhì)的提高有著重要的作用。本系統(tǒng)具有智能化、便攜性強(qiáng)等優(yōu)點，在生活中應(yīng)用性較強(qiáng)，而且可以方便的應(yīng)用于工作生活中許多方面，擁有很大的發(fā)展前景。

7 致謝

在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中我學(xué)習(xí)到很多東西，同時提升了自己獨立動手的能力。此次系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)果并不是最重要的，過程才是最讓我印象深刻的，我覺得這些就是收獲。最后要十分感謝張新帥老師的耐心指導(dǎo)，在張老師的嚴(yán)格要求下我們才能如期地完成了該系統(tǒng)的設(shè)計。

【參考文獻(xiàn)】

[1]黃德欽，羅鴻，阮正鑫.基于單片機(jī)的老人小孩防丟控制器[J].科技視界2016（23）：33-34.

[2]薛斌，徐飛.基于藍(lán)牙4.0的智能防丟器的設(shè)計與實現(xiàn)[J].黑龍江科技信息，2015（30）：163.

[3]韓冬.基于藍(lán)牙的防丟器硬件設(shè)計與實現(xiàn)[J].河南教育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，24（03）：39-41.

[4]陳菁，李昱釗.基于Android平臺的智能藍(lán)牙防丟器的設(shè)計[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018，36（07）：195-196+198.

[5]時繼潮，李新紅，吳陽明，呂閃，王雅涵.藍(lán)牙4.2協(xié)議的一主多從防丟器APP設(shè)計[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2017，17（07）：44-46.

[6]闞力豐，郭明明，韓洋，林宇豪.基于藍(lán)牙技術(shù)的雙向防丟器的研究與設(shè)計[J].電子制作，2014（15）：11-12.

[7]張俊翔.基于Android系統(tǒng)的手機(jī)軟件開發(fā)研究[J].信息與電腦（理論版），2017（01）：122-123.