行李远离提醒器的设计与实现

本科毕业设计(论文) 题目：行李远离提醒器的设计与实现 院 系： 电子信息工程系 专 业： 电子信息工程 学 号： 1209151050 姓 名： 华天成 指导教师： 贾双英 2016年4月摘 要繁华的大都市，忙碌的生活，人们在这种快节奏的生活中总会变得麻木疲倦，以至于总是会有一些人丢三拉四，忘记自己随手把东西放在哪了或是弄丢了。比如，人们常常会记不清手提包忘在哪里，或者把移动电话弄丢了，甚至是带孩子上街玩，一转眼孩子跑丢了；尤其是在客车，出租车，地铁，步行街等人口密集的场所发生贵重物品被盗或丢失的事件也越来越多，引起了人们越来越多的关注，所以各种电子防遗失产品应运而生，起到预先防止贵重物品被盗或丢失的作用，还可以防止孩子，宠物的丢失。有了它，就可以减少我们丢东西的概率。物体远离提醒器由无线发射器电路和无线接收提醒器电路两部分组成，采用无线电波的发射抑制原理，工作时发射机发出稳定的无线电波，接收机接收到主机的无线电信号后不报警，当发射机和接收机之间的距离超过预定的距离时接收机接收不到发射机的无线电信号，立即发出报警声，提醒使用者的注意。当无线接收提醒器与无线发射器之间的距离超过设定的距离时，无线接收提醒器就会发出报警声。该装置可用于箱包、钱包、文件夹等重要物品的防丢失报警，也可防止儿童游玩时走失。关键词：提醒器；发射器；接收机；无线电波AbstractThe bustling metropolis, busy life, people in the fast pace of life will become numb and tired that will always have some absent-minded, forget themselves readily to put the things in which or is lost. For example, people often will not remember her handbag, or where the lost mobile phone, and even took to the streets to play with children, a blink of an eye the child ran lost; especially in the bus, taxi, subway, walking street and other densely populated places occurred valuables stolen or lost events are more and more, causing the people more and more attention, so a variety of electronic anti lost products came into being, to forestall any valuables were stolen or lost, you can also prevent the child and pet loss. With it, we can reduce the probability of lost things. Objects away from the reminder by the wireless transmitter circuit, the wireless receive remind circuit composed of two parts, the radio emission suppression principle, working transmitter sends out the stability of radio waves, radio signals received by the receiver host does not alarm after, when the distance between the transmitter and the receiver exceeds a predetermined distance receiver cannot receive radio signal transmitter, immediately send out alarm sound, remind the users attention. When the distance between the wireless receiver and the wireless transmitter is more than the distance between the setting, the wireless receiving alarm will send out the alarm. This device can be used for luggage, wallet, folder and other important items of anti lost alarm, also can prevent the lost children.Keywords: reminder; transmitter; receiver; radio waves目 录1 绪论11.1 题目背景11.2 研究的意义11.3 国内外相关研究情况12 设计的基本要求与电路原理分析32.1 基本要求32.2 电路的设计原理32.2.1 设计构图32.2.2 工作原理32.2.3 发射电路设计42.2.4 无线接收提醒器电路42.3 无线电波通讯52.4 编解码电路原理与分析52.4.1 编码电路工作原理52.4.2 解码电路工作原理63 芯片的选择与简介83.1 芯片的选择83.2 NE555时基电路83.2.1 555时基电路特点83.2.2 555时基电路类型93.2.3 555电路的功能介绍103.2.4 等效电路113.3 TDA7000概述123.3.1 DC特性123.3.2 AC特性133.3.3 TDA7000电路133.4 KD9561电路的介绍154 使用方法及功能介绍165 市场前景与发展方向17结 论18致 谢20参考文献211 绪论该物体远离提醒器的设计主要由无线发射器电路和无线接收提醒器电路两部分组成，当无线接收提醒器与无线发射器之间超过一定距离，无线接收提醒器就会发出报警声，主要用于防止物品丢失，尤其是防止箱包丢失或防止幼儿走失等问题，可将无线发射器置于箱包中或装在幼儿口袋内，无线接收提醒器放在箱包的主人或幼儿的监护人身上;也可用于钱包的防盗报警，可将无线接收提醒器安装在钱包内，无线发射器放置在主人身上。一且发生丢失，防盗物品立即发出报警声，便于查找追寻。1.1 题目背景人们外出旅行时，丢失随身携带的行李时常发生，设计的一个行李离开时的提醒器，当行李离开一定距离发送一个信号，提醒物主，在损失的情况下。具有一定的实用价值。通过本课题的设计，使学生能够进一步巩固和加强知识，得到全面的培训，专业的工程应用能力。1.2 研究的意义在当今忙碌的生活节奏中，生活中总是有一些人会丢三落四，把东西丢在哪里或丢失。人们外出旅行，甚至更多的时候，他们已经失去了行李。特别是在客运车、出租车、地铁和步行街等人流密集场所，发生行李物品被盗或丢失的事件也越来越多，引起了人们的广泛关注。设计一件行李离开时的提醒，当行李离开一定距离发送一个信号，提醒车主，在损失的情况下。有了它，我们就可以减少损失的概率，让我们可以享受娱乐，但不一定要注意行李物品。1.3 国内外相关研究情况如今，各种无线电通信技术被广泛应用于国防、气象、科研、生活、生产等领域。现今的无线电通信技术虽然成了人们生活必不可少的一个手段。但它的发展仍有广阔的空间。现在，公众仍然处于无线电应用的初级阶段，因此，除了大力推动上述无线电通信技术，还应将技术向远的空间发展。所以在当今科技飞速发展的同时，家庭生活的防盗报警装置的发展突飞猛进，传统的防盗门、防盗网等防盗技术将是智能防盗报警产品的替代品，其智能防盗报警产品具有广阔的市场潜力，也必将拥有一个辉煌的发展前景。国外的安防市场起步要比国内早很多，而且技术更成熟。他们的产品已经扩展到保护公共利益，从私人生活到安全。例如，在公共场所使用监控设备，到现在流行的家庭防盗报警装置，不仅是为了保护人民的生活质量和犯罪率大大降低。国内外报警产品市场由于技术、政策、文化、市场等差异，其各具特色主要体现在以下几个方面：一是报警市场开发较早，技术较为成熟。国外的报警产品在 20 世纪 30 年代 便以开始出现，发展十分迅速，但当时功能较简单。目前西欧和北美的报警产品 技术最为先进，市场发展最成熟，国内直到上世纪 80 年代才对报警产品进行应用。二是产品销售市场和应用不同，目前国内大中型安防工程的报警系统几乎被洋品牌所垄断，而国内的报警产品生产厂家却是主要占据中低端报警市场。三是在安防行业报警产品的地位不一样。在很多欧美国家，报警产品的市场销量通常是第一位的。而国内在楼宇对讲和视频监控等产品的销量往往占主导地位。四是国外已形成很多大型报警企业集团，拥有雄厚的实力。而国内的生产厂家由于起步晚，技术薄弱，几乎不具有竞争力的核心技术。除此之外发达国家的产品已经从保护公众利益扩展到私人安全生活上来。比如早前在公共场所布满的监控设备，到现在普及的各种家庭防盗报警装置，不仅保障了人们的生活品质而且犯罪率都大大降低了。2 设计的基本要求与电路原理分析2.1 基本要求（1）制作无线发射、装置各一个，其中一个置于钱包或手机（假设为A部分），另一个随身携带（假设为B部分）。正常情况下不报警。当发射接收模块相距大于某范围（3-5米）时，表示钱包或手机已经被人偷走，另一半装置报警，在该范围内则不报警。（2）报警距离远近可以调节。（3）A、B部分工作电压不大于5V,工作电流不能超过20mA。（4）天线长度限制在25cm内。（5）发射功率不超过20mW。（6）具有防护、寻找双重保障功能。（7）不同的发射模块能唯一识别唯一的对应模块，而不受其他模块干扰。2.2 电路的设计原理2.2.1 设计构图图2-1 设计构图2.2.2 工作原理物体远离提醒器由无线发射器电路和无线接收提醒器电路两部分组成，采用无线电波的发射抑制原理，工作时发射机发出稳定的无线电波，接收机接收到主机的无线电信号后不报警，当发射机与接收机之间的距离超过预定距离时，接收机接收不到无线电信号的发射机时，立即报警，以提醒用户注意。当无线接收提醒和无线发射机的距离超过设定距离时，无线接收提醒报警声会响。该对象的不提醒是由低频振荡器和高频振荡器。低频振荡器由电阻、电容、集成电路、低频振荡器的防震工作，1 kHz振荡信号的高频振荡器的输出进行调制，调制后的高频信号通过天线向空中发射出去的WL。如果一个无线发射器和无线接收提醒4m以上的距离，无线接收提醒将不接收发射天线的调频信号发射，无线接收集成电路2脚输出高电平，使声音集成触发电路工作，其输出的音效电信号经晶体管放大后，驱动扬声器发出报警声。在无线接收提醒器与无线发射器的距离在4m之内时，则w2将w1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。2.2.3 发射电路设计发射电路通过NE555时基本电路控制一个低频电路和一个高频电路。发射两个信号。其中低频信号以高频信号为载波形式向外发送。高频振荡器产生高频信号，高频振荡器由可变电阻器Rp、电阻器R3、R4、电容器C3C9、发射天线W1和晶体管V1组成。NE555时基本电路控制着低频振荡器发射低频信号，低频振荡器由电阻R1、R2、电容器C1、C2和时基集成电路NE555组成。其中高频信号为载波信号，低频信号为发射信号。图3-2 无线发射器 2.2.4 无线接收提醒器电路无线接收提醒器电路由无线接收处理电路和报警电路组成。无线接收处理电路由无线接收集成电路TDA7000、电容器C10C19组成。报警电路由音效集成电路KD9561、晶体管V2、电阻器R5、二极管Vd和扬声器Bl组成。TDA7000集成电路控制接收器W2，筛选由W1发射的有用信号，输出有用信号驱动KD9561集成电路，由KD9561输送声音信号到扬声器发出报警声音。图3-3 无线接收提醒器2.3 无线电波通讯无线通信是1- 10米波长的电磁波传输的乐队在30MHz-300MHz频段的使用，包括我们经常听到无线电频率FM总结。超短波的近距离主要由发射机和接收机组成，该电路的脚手架是非常简单的，只是一个小的量的离散元件可以实现。模拟调制和数字调制可以使用，包括数字调制方式主要是数字频率键控调制电路（FSK），数字键控制振幅调制电路（ASK），数字键空调电路（PSK）、ASK调制方式电路简单，平均功率小，耗电少，等等，是广泛由于在短距离、低功耗的遥控电路装置。但UHF无线收发电路，如果采用分立元件产生的频率不够稳定，容易出现运行频率，传输速度相对有限。但从成本和实际可操作性考虑，失去的提醒装置使用超高频无线通讯方式，并根据信号传输的要求，控制幅度调制方式的数字键。2.4 编解码电路原理与分析本丢失提醒器采用的编解码电路以PT2262/2272集成电路为核心。该芯片在315V内能正常工作，静态电流极小，约为10uA，采用串行数据传输，并行数据输入输出。电路的预置脚有12个，其中A0A7为三态地址端，D0D3为数据端。2.4.1 编码电路工作原理编码器PT2262采用的是连续4帧串行编码信号。当发码允许端TE为“0”电平时，编码器输出4帧串行编码信号。当发码允许端TE为“1”电平时，编码器停止编码输出。当允许端TE一直保持“0”电平时，编码器输出端一直保持串行输出状态，直到当电路检测到TE端为“1”电平，编码器将在发送完最后一个字节后停止编码输出。图3-4是编码器的硬件逻辑流程。图3-4 编码器的硬件逻辑流程图2.4.2 解码电路工作原理解码器PT2272采用三帧校验制，对输入的串行码进行校验，如果校验结果与预置地址一致，解码器其首先从VT端输出一个高电平“1”表示解码成功，接着解码器将串行码中的数据转换成并行数据，并送到解码器的响应输出端输出，完成解码过程。由于信号在传输过程中会受到干扰，因此为使解码器能够准确解码，需要将信号通过滤波整形后在送到解码器进行解码。下图是解码器的硬件逻辑流程。图3-5 解码器硬件逻辑流程3 芯片的选择与简介3.1 芯片的选择ICl选用NE555型时基集成电路,控制低频振荡器和高频振荡器的工作;无线接收集成电路IC2选用TDA7000型无线接收集成电路;报警电路由音效集成电路IC3选用KD9561型报警音效集成电路。NE555型时基集成电路是一个把模拟电路和数字电路组合而成的混合电路，它将模拟功能与逻辑功能整合在一片独立的集成电路上，极大的拓宽了模拟集成电路的应用范围。NE555型被广泛用于各种各样的计时器，脉冲发生器和振荡器等场合。凭借着模数结合的优势，NE555型可以独立构成多种功能电路，且精度非常高，能够产生精确的时间延迟和振荡。3.2 NE555时基电路555时基电路具有非常灵活的使用方法和极其通用的电路功能。555集成电路在定时方面应用极其广泛，他可以在最基本的典型应用的基础上，根据实际需要，经过重新组合的参数和电路的重新配置，和连接的组件组成的各种不同的电路，如各种波形的脉冲振荡器。延时电路，双稳态触发电路，检测电路，电源转换电路，频率转换电路等。其内部框图如下4-1。图4-1 NE555内部框图3.2.1 555时基电路特点555电路是555时基集成电路或555定时集成电路的简称，主要有如下特点：（1）定时精度，工作速度和可靠性高。（2）使用的电源电压范围宽，为218V，能和其他数字电路直接连接。（3）有一定的输出功率，可驱动微电机，指示灯，扬声器，继电器等。（4）结构简单，使用灵活，用途广泛，可由它组成各种波形的脉冲振荡器及定时延时器等电路。3.2.2 555时基电路类型555时基电路有双极型（TTL）和互补金属氧化物半导体型（CMOS）集成电路两大类。其中：555为单时基电路，556为双时基电路，它的内部含有与555完全相同的两个独立系统，仅公用电源和地线。（1）TTL的555电路TTL的555电路内部由二十几个晶体三极管和二极管，十几个电阻器件等元件构成，其内电路如图4-2所示。555集成电路内部有几十个元器件，有分压器，比较器，基本R-S触发器，放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。图4-2 TTL型555电路图（2）CMOS的电路 CMOS型555电路由于工艺制造的原因，它的内部电路和TTL型电路是不同的，它与TTL555电路的相比主要有以下不同点。（1）R-S触发器的组成。基本R-S触发器是由2个或非门组成的，或非门组成的基本R-S触发器使用高电平触发的，输入端R和S表示，没有小圆圈。（2）比较器连接方式，在内部比较器的连接上，他的上比较器输入端是连接在同向信号输入端上，下比较器输入端是连接在反相信号输入端上。（3）放电管。CMOS型555电路中放电管VTD的三个级分别MOS管的栅极，源极和漏极，但从放电作用和开关控制作用上讲是相同的。（4）输入阻抗由于CMOS型555集成电路具有极高的输入阻抗，因此它的3个分压电阻不是5k而是100k或者更高，但对他们的逻辑功能影响不大。图4-3 CMOS型555电路图3.2.3 555电路的功能介绍图4-4 引脚图它的各引脚功能如下：1脚：GND（或Vss）外界电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：VCC（或VDD）外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.516v，CMOS型时基电路VCC的范围为318v，一般用5v。3脚：OUT（或Vo）输出端。2脚：TR低触发端。6脚：TH高触发端。4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR,TH处于和电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：CO（或VC）为控制电压端。若此端外加电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01uF电容接地，以防引入干扰。7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，定时电容器放电。电阻分压器有三个5000欧姆串联电阻。电阻分压器是一个比较器C1、C2提供参考电压，比较器的参考电压是2 / 3vcc C1，在同相输入端，比较器的参考电压值C2 1 / 3vcc，被加在反相输入端。两个比较器具有相同的结构，由集成运算放大器C1 C2。高电平触发信号施加到C1响应输入。后与参考电压的同相输入端比较。结果基本RS触发器的R端的输入信号；低电平触发信号加到同相输入端和反相输入端的C2，与基准电压比较，结果基本RS触发器的输入端的信号。基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc的情况下，555时基电路的功能表如表4-5所示。表4-5 555时基电路的功能表3.2.4 等效电路555时基电路内部既有模拟电路，又有数字电路，读图和应用十分不便，为便于一目了然地理解555的功能，可以将555电路的数字与模拟功能合在一起考虑，进行化简。 图4-6 555时基电路3.3 TDA7000概述该TDA7000是单片集成电路的单声道调频便携式收音机，其中最低的外围元件重要的是（小尺寸和低费用）。该集成电路具有FLL（频率锁定回路）系统，中间频率为70千赫。该I.F.选择性获得有源RC滤波器。需要调整的唯一功能是谐振电路的振荡器，从而选择接收频率。由静音电路避免杂散接收，也不能太大的输入信号。特殊的预防措施，以满足辐射的要求。该TDA7000包括下列职能：R.F.输入级，混合器，本地振荡器，T.F.放大器/限制器，相位解调，静音检测，静音开关。表4-7 TDA7000参考数据3.3.1 DC特性表4-8 DC参考数据3.3.2 AC特性VP=4.5V；Tamb=25；测量图（静音开关打开，启用）；Frf=96兆赫（调整到最高。信号在5mV e.m.f）调制配合Df=22.5khz；EMF=0.2mV(e.m.f电压源阻抗75欧)；r.m.s噪音电压测量加权（f=300赫兹到20千赫兹）表4-9 AC参考特性3.3.3 TDA7000电路图4-10 TDA7000电路输出 输出电压（V0）和总谐波失真（THD）为一个函数的电磁场输入电压（电动势）与信号源阻抗（斯普斯卡共和国）的75W行；（1）静音系统启用；（2）静音系统停用。 图4-11测试电路3.4 KD9561电路的介绍KD9561是一个语言模块电路，采样的软封装形式。KD9561又称为四声模拟电路，其中三极管一般选择8505或者9013.带0的引脚有三个。其中两个是晶振频率外接振荡电阻的6,7脚（OSC）。还有一个是三极管集电极管脚信号放大输出脚。其引脚功能如图4-12所示。图4-12 KD9561功能引脚图表4-13 KD9561引脚功能表4 使用方法及功能介绍物体远离提醒器的发射机体积很小，上面有一个拨动的电源开关，打开电源开关后，发射模块就能不断发出无线电信号，同时发射机的红色LED就会闪烁，表示发射机已经工作了。 接通电源开关接收器，接收器将开始工作，接收器的红色发光二极管将闪光，该接收器已工作。接收器有一个报警声孔，用于发出报警声，当电源上，接收器，如果接收器可以接收无线电信号发射机，主机会沉默，一切是正常的，如果对一些原因发射机离开了超过10厘米至25米，主机将发出响亮的警告声，提醒车主。通过调整接收器上的电位器可以调节报警距离。除了有物体远离提醒，以防止损失的功能，而且还失去了功能，改变模式，当发射机和接收机靠近一定距离时接收机报警，以便提醒，方便，快捷找回丢失物品。使用方法： （1）先打开发射机电源按钮，将看到发射机的红色LED就会闪烁，表示发射机已经正常工作了。 （2）将接收机的电源开关拨到“N-ON”位置，发出“嘀”的一声开机提示音，随后发出“嘀嘀”的两声学习提示音，表示学习成功，可以正常工作 。 （3）调节接收机的转轮可以改变防丢距离，一般箱包、手机约3米，小孩和宠物15米左右 。 （4）当子机超过防丢距离时，主机会“嘀嘀”报警，并且振动提醒。 防丢报警的距离在025米，连续可调（无障碍空旷地） 。5 市场前景与发展方向随着社会的发展，生活水平的高，基本上每个人都携带手机，钱包和其他贵重物品，几乎所有人都是或有担心你的手机和钱包被盗或丢失，再次与长途基本上会担心失去的行李，许多家长会担心他们的孩子失去了，因此远离提醒产品有良好的市场前景。为了使物体远离提醒器有更好的市场前景，应具备以下特点：1、功耗较低，使用时间达到半年以上，或者是改成可充电的电源，改变常用的7号电池所带来的不便。2、精度够高，生产出反应精度高的，在人多的地方或者建筑多的地方照样可以产生感应，将会增加用户对产品的信赖程度。3、价格更低廉，降低物体远离提醒器的生产成本，在挑选器件上和方案上下工夫，实现批量上产以降低生产成本，从而降低销售价格。4、体积小，外观新颖，绿色环保。机器的外观设计十分小巧精美，且绿色环保、无辐射。外型美观，才能使用户便于携带，使用方便，快捷，此外美化外形也很重要，制作出多种外形让顾客随意挑选。结 论为期一学期的毕业设计结束了，在这短短的几个月当中，我们不仅巩固了以前学到的专业知识，更重要的是我们学到了许多新知识，学会了设计一个系统的步骤、方法和设计思想。在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际工作的一次极好的演示，也是对我们自学能力和解决问题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的这段时间里，我收获颇多，下面是我对这次毕业设计的一个总结和自己的一些心得体会与感受。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。终于完成了这次物体远离提醒器的设计，在整个设计过程中，通过查阅书籍和在网上浏览搜索，学到了许多没学到的知识。以前只是听老师在课堂上讲理论知识，但是却没有更仔细的复习，所以多一些知识都不是太清楚，只是有一些模糊的概念。这次提醒器的设计，不得不自己动手查阅，在前前后后的把之前学过的书看了几遍，多少又多了一些了解。才发现自己以前原来不了解的东西还有这么多。这次物体远离提醒器的设计主要由NE555型时基集成电路, TDA7000型无线接收集成电路和KD9561型报警音效集成电路组成，熟悉各种芯片各个引脚的功能。这次设计，通过学习和查阅资料，对其结构和引脚图有了一定的了解，并在此基础上能够使其与其它芯片更好地使用。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。任何事情都是一分为二的，在毕业设计过程中也暴露出自己专业基础的很多不足之处。例如对知识综合运用的技巧的缺乏，对材料了解的不够透彻，等等。感觉自己所学习的只是冰山一角，面对稍微复杂的东西还是没能得心应手，再一次体会到学无止境的意义了。这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我