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基于nrf24l01的无线防丢器的设计与实现(附件)【字数:6425】

2024-01-25 16:40编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要因为旅游景点人流量大,人们不能时刻注意孩子和老人。针对这一问题,本文探讨了一种防丢报警器,实现了对老人孩子走丢时的及时发现与处理。本次防丢器采用2.4G的NRF24L01芯片负责主机和从机的信息传递,为了进一步实现防丢器主机与从机之间的信息交互,需要将NRF24L01芯片接收到的信息传送给以STC89C52单片机为核心的系统进行信息的处理。当防丢器主机和从机之间超过设定的10米安全距离时,NRF24L01芯片接收不到信号,STC89C52单片机将发出指令,主机和从机的报警模块开始工作。该设计优点有外观小巧、便于携带、使用方便、适用性广、安全可靠、经济高效等,电子防丢器有很好的市场前景,因而出现后即得到了迅速发展。
目录
一、 引言 1
二、 总体方案设计 2
(一) 模块选用 2
(二) 系统框图设计 2
三、 各模块电路设计 4
(一) 最小系统设计 4
(二) NRF24L01无线模块 6
(三)声光报警电路 7
(四)震动报警电路 7
(五)按键复位电路 8
四、 软件系统设计框图 9
(一) 主机流程图 9
(二) 从机流程图 10
(三)NRF24L01芯片发送流程图 11
(四)NRF24L01芯片接收流程图 12
五、 电路调试及测试结果 13
(一) 电路调试 13
(二) 测试结果 14
总 结 15
致 谢 16
参 考 文 献 17
附录一:防丢器主机原理电路图 18
附录二:防丢器从机电路原理图 19
附录三:防丢器主机程序 20
附录四:防丢器从机程序 28
引言
随着我国经济社会的不断繁荣发展,人们的口袋也不断 “鼓起来”,越来越多的人会去旅行和购物,所以预料之外的事情也变得越来越多。比如,当我们外出旅游和购物时,稍不注意,手机和钱包就不知道放哪了,有时更会出现丢失的情况。而且家长出去旅游也会带着小孩子一起,加上年迈的父母,需要照看的比较多,对于顽皮 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072
的孩童,家长更为头疼,一转身,孩子可能就被他的好奇心给带跑了。所以我们迫切的需要一款能防止出现这种现象的工具,经过不断的调查,设计和调试,终于做出一款能满足我们需求的工具。我暂且称它为防丢器,它由两部分组成,防丢器主机和防丢器从机,这两部分需要在一起使用。当主从机相距大于10米时,防丢装置启动搜索、震动报警、声光报警等功能。防丢器主机和从机都外观小巧、便于携带,如果放在电子产品,行李等贵重物品和老人小孩身上,其防丢和防盗功能将会相当出色。防丢器具有安全可靠和经济高效等优点,所以它有很好的市场前景,相信在以后帮助我们实现防丢防盗的事情上得到实际的应用。
信息的无线传输是防丢器设计的重点,为了构建一个无线定位系统,该产品集成了无线领域的现有技术,并采用了科学的方法。所以本次设计采用了全球通用的2.4GHz无线频段,其具有传输距离远、适用范围广、效率高、抗干扰能力强等优点,出色的满足了防丢器的无线传输要求。本次设计采用了2.4GHz无线频段的NRF24L01芯片担任防丢器的无线传输任务,选用该芯片还因其具有低延迟、超低功耗、高达2Mbps的高速传输等优点。而且该芯片性价比高,采用总线通信技术,电路简单,易进行操作。
本设计将基于STC89C52单片机为控制核心,结合NRF24L01无线模块,设计一款无线定位系统,达到无线防丢的功能。本次防丢器设计采用主机和从机两大部分,均是通过NRF24L01芯片进行数据传输,再由STC89C52单片机进行数据处理,然后声光提醒模块和震动模块进行报警功能。当防丢器主机和从机安装完毕后,开启能源开关,主机和从机进行数据传输和处理,当防丢器主机和从机超出安全距离,互相接收不到信号时,STC89C52单片机核心就会发出信号给其余报警模块,接着报警模块相应产生闪光、震动和蜂鸣声,进行丢失提醒,从而达到防丢失的目的。本次设计的无线定位系统将具有外形小巧、携带方便、使用方便和适用范围广等优点。
总体方案设计
模块选用
主控芯片选用
本系统的控制核心采用STC89C52单片机,该模块自由度大,维护和调试比较方便,且结构清晰,还具有可读性和移植性强等特点。STC89C52芯片也被广泛应用到各种仪器中,开发技术成熟,实现难度较小。
无线通信芯片选用
本系统的无线通信芯片采用NRF24L01通信模块,选用该模块优点是低延迟、超低功耗、高达2Mbps的高速传输等。且该芯片性价比高,采用总线通信技术,还有电路简单,易进行操作等突出特点。
系统框图设计
防丢器主机部分:
防丢器主机部分由五大模块构成,分别是复位电路和晶振电路与STC89C52单片机组成的系统模块,按键模块,声光报警模块,震动报警模块和NRF24L01无线通信模块。当主机与从机相距超过10米时,系统接收不到信号,单片机发送高电平给复位模块,复位模块会持续保持复位状态,同时,晶振模块产生稳定正弦波,在固定的时间间隔内发出脉冲,晶振的频率约为11MHZ,使单片机稳定地执行指令。按键模块是整个电路的启动模块,按下去后,按键模块发射信号给单片机,系统开始工作。单片机发送高电平给声光报警模块,提示电路的LED灯开始亮光,同时报警模块发出“滴滴”声,开始声光报警。单片机发送高电平给震动报警模块,3V震动马达启动震动功能,此时震动报警模块开始工作。单片机发送无线射频给24L01无线模块,发送方与接收方的射频通道号一致,24L01无线模块开始工作,此时单片机与24L01无线通信模块互不影响。单片机主机框如下图11所示:
图11单片机主机框图
防丢器从机部分:
防丢器从机与主机结构相似,由四大模块构成,分别是复位电路和晶振电路与STC89C52单片机组成的系统模块,按键模块,声光报警模块和NFR24L01无线通信模块。当主机与从机之间的距离超过10米时,系统无法接收信号。单片机向复位模块发送高电平,则复位模块将保持复位状态,同时,晶体振荡器模块产生稳定的正弦波,以固定的时间间隔内发出脉冲,晶体振荡器的频率约为11MHZ,这使得单片机可以稳定地执行指令。单片机将高电平发送到灯光报警模块,灯光警报模块开始启动,声光提示电路的LED灯开始闪亮,同时报警模块发出“滴滴”声,声光警报模块开始工作。单片机向NFR24L01无线模块发送射频信号,发送方和接收方的射频通道号一致,NFR24L01无线模块开始工作。从机结构框如图21所示:

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