基于单片机智能防丢器设计.docx

题目： 基于单片机智能防丢器设计 0 【摘要】防丢器与人们现实生活息息相关，也逐渐受到大家的重视本文设计了智能防丢器电路部分主要由STC89C52单片机、 GPS定位模块、无线发送接收模块、显示模块，按键模块以及声光、震动报警模块组成通过STC89C52单片机对母机或者子机接收的信息进行处理，能随时更新母机、子机的信息，并在主控芯片上加入按键模块，可以调节人们设定的安全距离实验表明，基本满足设计要求关键字】STC89C52，无线通信，报警，GPS【Abstract】The issue of anti-lost design is closely related to modern people’ lives. Intelligent anti-lost is designed. Circuit unit includes STC89C52 MCU control module, GPS positioning module, Wireless transceiver module, display module, Key Module and sound and light vibration module. By STC89C52 microcontroller processing information from mother- unit or sub-unit received, information from mother-unit and sub-unit can update timely. By adding key modules on the mother unit, safety distance can be adjusted. The result is shown that the design meet to requirements.【Keywords】STC89C51, Wireless communication, Alarm, GPS目录第1章 绪论 11.1课题的背景与意义 11.2国内近年来的研究成果 11.3预期结果 1第2章 设计思路以及方案的论证 22.1智能防丢器的设计要求和扩展功能 22.1.1设计要求： 22.1.2扩展功能 22.2设计思路的确立 22.方案的认证 42.4 模块设计 42.4.1主控芯片方案 42.4.2无线通信模块方案 5第3章 硬件电路设计 63.1 STC89C52单片机主控模块设计 63.2无线模块设计 63.2.1管脚定义： 73.2.2注意事项 73.3 GPS模块设计 83.3.1原理图如图3-3所示 83.3.2 UBLOX芯片 83.3.3 我们对此GPS定位模块引脚 83.4 OLED显示模块 93.5声光报警模块设计 93.6震动报警模块设计 10第4 章 软件系统设计 114.1开发环境的选择 114.1.1 编程语言的选择 114.1.2开发平台的简介 114.2系统模块流程图 124.3程序编写 124.3.1 子机发送程序 134.3.2 母机接收程序 14第5章 系统的调试及实验结果 155.1整个设计工作流程 155.2 实验测试 155.2.1 无线传输距离的测试 155.2.2 GPS定位系统精度的测试 155.3调试分析 155.4设计过程中遇到的问题。

175.5实验结果（实物图） 19第6章 总结与展望 206.1 全文的总结工作 206.2智能防丢器的展望 20致谢语 21参考文献 22附录 23附录1：电路原理图 23附录2：元器件列表 23附录3：发送模块程序 24第1章 绪论1.1课题的背景与意义 随着科技发展了，社会进步了，人们的生活节奏也越来越快了，正是因为这种快节奏的生活方式，各种各样的因素以及竞争压力，导致人们经常处于一种紧张的状态，很多人就开始变得丢三落四，和衣服之类的经常遗忘在某个角落，最关键的是经常会把孩子丢失，稍不留意孩子就跑丢了你走在公交路上，钱包和经常会不小心从口袋里滑落；在等车等船时，一不留神，小偷就会偷走你的包，如果小孩走丢，那就更焦急，所以为了防止这类事情的发生，智能防丢器就应运而生了，而且很方便、很实用 防丢器由于体积小、性能高、方便携带，把它放在钱包，孩子以及一些贵重的东西上面可以起到防丢的作用我们可以任意调节防丢器检测的范围，还以定位防丢器的位置，超出范围可以报警，功耗低，无污染比较方便，操作难度不大，如果防丢器接上功放还可以当收音机，不仅可以防丢防，还可以供娱乐使用，老少皆宜，市场发展前景比较好。

所以，这次我们对防丢器进行更深一步的研究1.2国内近年来的研究成果 随着防丢器融入我们的生活，国内外越来越多的人对它进行了研究，它展现出来的性能越来越高，功能越来越强大 2000年，张朝辉设计了这样一款防丢器，它产生的报警方式跟别人不一样，采用的是声光报警，当母机和子机超过设定的范围的时候就会报警 2010年，刘密哥、王路设计了一款不仅有防丢功能，而且还具有查找功能的防丢器. 2014年，郭明明开发了一种有别于以前的防丢器，它采用的是蓝牙通讯方式，可以双向传播信号，除了声光报警之外还加上了其它的报警方式 本次设计的防丢器的创新点在于采用GPS模块定位进行母机和子机的测距，并且选用OLED屏进行显示，比较直观明了，在此基础上还加了按键模块，可以调节安全距离，这增加了设计的实用性1.3设计任务的分析 本次设计由两个部分组成分别是硬件部分和软件部分硬件电路部分主要由STC89C52单片机、 通过GPS定位模块结合无线发送接收模块完成一个具体定位信息的传输的思想，再通过显示模块显示出具体的位置，同时在硬件电路中设置按键模块以及声光、震动报警模块，完成一个合理的报警系统，通过STC89C52单片机对母机或者子机接收的信息进行处理，能随时更新母机、子机的信息，并在主控芯片上加入按键模块，可以调节人们设定的安全距离。

1.4预期结果 设定安全报警距离为10米，在主机的显示屏上显示母机和子机的定位信息，当母机和子机超出安全距离或者接收不到无线信号时，报警电路工作硬件电路的主要是STC89C52单片机和 GPS定位模块和无线发送接收模块和OLED屏显示模块第2章 设计思路以及方案的论证 2.1智能防丢器的设计要求和扩展功能 2.1.1设计要求： 1.采用单片机作为主控芯片,我们可以用它来处理数据以及报警要制作出无线发送和接收装置各一个，分别叫做母机和子机，在正常情况下不报警但是当母机和子机超出一定范围时，就说明有东西丢失了，产生报警 2.调频和调幅方式自选 3.采用超外差方式接收 4.作用距离为10m 5.发射功率不大于10mW 2.1.2扩展功能1.要做两个装备，一个发送，一个接收，配套使用，只能相互识别彼此2.采用3V扣电池 3.报警距离可调 4.实现论证并实现低功耗方案，要求方案合理可行（例如采用间歇工作方式，就需要提出有效的同步措施和握手规范等）2.2设计思路的确立 按照它的具体要求，可以把本次设计分为两个部分：母机模块和子机模块。

母机模块主要包括：STC89C52单片机控制模块、GPS定位模块、无线发送接收模块、OLED显示模块以及声光、震动报警模块和按键模块，如图2-1所示 图2-1 母机模块示意图 子机模块主要包括：STC89C52单片机控制模块、GPS定位模块、无线发送接收模块、OLED显示模块以及声光、按键模块和灯光提示模块图2-2 子机模块示意图 因此，设计方案如下：硬件电路的主要是STC89C52单片机和 GPS定位模块和无线发送接收模块和OLED屏显示模块，按键模块以及声光、震动报警模块该防丢器运用GPS模块获取定位信息，并在OLED屏上显示出母机和子机的位置当超出安全距离或者接收不到无线信号时，母机和子机不能进行正常信号传输，通过STC89C52单片机对母机或者子机接收的信息进行处理，能具体随时更新母机、子机的信息，并在主控芯片上加入按键模块，可以调节设定的安全距离，当超出这个范围时，就会实现声光报警和震动报警，以完成信号不能正常传输就报警的任务2.方案的认证 根据上面的设计思路，要想完成这个智能防丢器的设计，首先要画出整个电路的原理图由于电路不是特别复杂，可以通过焊接电路板的方法，就不需要制作PCB板子了，这样不仅增加了成本，也会加大本次设计的难度。

下面就是整个系统设计的原理图，因为母机和子机的模块相同，因此图2-3这个原理图既是母机的原理图也是子机的原理图图2-3防丢器整体原理图 这个原理图将直接引导下面在硬件电路中具体地连接元器件和单片机引脚相连2.4 模块设计 2.4.1主控芯片方案 方案一：采用STC89C52单片机实现功能此款51单片机具有安全性能高、运行速度比较快、处理功能强、功耗和成本低等优点同时，STC89C52单片机易于开发，应用领域广等特点 方案二：采用STM32VET6这款ARM芯片，它可以配备一流的外设，具有低功耗，最大的集成度等特点，引脚多，能够实现更多全面的功能，性能强大 综合考虑：本次设计选择STC89C52单片机作为本系统的微控制单元理由：虽然STM32VET6这款ARM芯片功能强大，但是它相对于51单片机而言首先成本较高，还有就是操作难度较大，里面寄存器配置相当繁琐，在本次设计中，STC89C52这款51单片机完全可以实现了，不需要选择操作难度更大的ARM芯片，这样会降低我们本次设计的难度 2.4.2无线通信模块方案 方案一：nrf2401无线收发模块。

根据平常的使用的经验来看，2401的缺点是发送玩每帧数据后没有标志位，必须要自己估算延时时间如果需要高速的话，就不要选择2401了，速度跟不上 在本次设计中假如选用此模块测距的话，因为无线电传输速度非常快，根据测量时间来算出母机和子机的距离的话，由于单片机的局限性，测量精度没有那么高，所以会导致测量距离误差较大 方案二：XL4463无线收发模块 选用这个模块结合GPS定位系统，无线模块可以将定位信息相互传给母机和子机，通过两个位置定位可以算出距离，定位精度相对较高，方案可行综合考虑:选择XL4463无线收发模块第3章 硬件电路设计3.1 STC89C52单片机主控模块设计 STC89C52RC单片机是一种高速、低功耗、有着超强抗干扰的单片机，其主要特性有：1. 该单片机兼容之前所有的51单片机，属于增强版的2. 由于。