【基于蓝牙技术和可充电聚合物锂电池的物品防丢器设计11000字（论文）】

基于短距离通信的物品防丢器的设计摘要在科技迅速发展的21世纪，各种高科技产物都在往小巧化、便携化设计，加之现在的生活节奏越来越快，物品遗失现象在日常生活中越来越多，不仅带来了财产的损失，也影响了人们心情。因此，设计了一款能够实现物品防丢的产品用来解决重要物品的遗失和遗忘问题。本次设计的基于短距离通信的物品防丢器，使用的是蓝牙4.0BLE技术，用100mAh、3.7V可充电聚合物锂电池经PW5100DC变换器升压之后对防丢器供电，用PW4054线性充电电路对锂电池充电，对于防丢器的功耗也进行了优化。通过测试可以实现十米左右的通信距离，在通信范围内可以通过app对防丢器进行灯光控制和报警。超过通信范围之后app和防丢器都会发出警报。设计的基于短距离通信的物品防丢器具有功耗较低、体积较小、通信距离较远、使用简单的特点。关键词：短距离通信；防丢器；微控制器；手机app；绪论课题的背景近年来，随着生活节奏的加快，因为遗失贵重物品原因而造成的财产损失，给我们造成了很深的困扰，基于短距离通信的物品防丢器，刚好能够解决这一问题。本课题设计的基于短距离通信的物品防丢器采用了短距离通信技术，以微型控制器为主控，通过手机app分别控制短距离通信模块与报警模块，有效的解决丢失物品的问题。基于短距离通信的物品防丢器使用方便，通信距离较远，环保，性能稳定，可靠，广泛用于钱包，箱包，手机等贵重物品的防偷及防丢之用。目前在全球来看的话，使用防丢器的人群主要是集中在美国和欧洲，其中在美国的防丢器客户占比达到了全球70%。Menafn数据显示，2020年防丢器市场规模达到了1.4亿美元，防丢器有很好的市场前景，将会被大规模应用在将来的生活中。设计的意义如今遗忘贵重物品呈现出低龄化、普遍化的趋势。调查发现在五年的时间里，我国常丢东西人口占比增加了20%;从年龄结构来看，原先占比仅为五分之一的青少年丢东西的比例大幅上升，而人们普遍认为记忆力不好的老人儿童，丢东西的比重从原来的80%下降到了如今的60%。因此，为了解决重要物品丢失或遗忘的问题，采用短距离通信技术，利用单片机设计了一款防丢器，从而实现查找物品、防丢报警的功能，具有重要的市场价值。基于短距离通信的物品防丢器是一种能在一定通信范围内进行报警以提示物品忘带的装置，它能防止贵重物品遗失（如钥匙、手机、摄像机、笔记本电脑、钱包等）。具有高效、安全、方便、经济等优点。主要功能是当手机与防丢器距离超过一定范围后，手机和防丢器都会进行报警，在一定通信范围内，手机端可以通过手机app控制防丢器报警，便于通过报警声音找到放在角落的不便于发现的物品。本设计还采用了灯光报警电路，在黑夜时能够通过手机app控制防丢器发出灯光来及时找到物品。国内外研究现状防丢器的市场日益火爆，2021年5月7日，亚马逊开放了防丢网络Sidewalk，该网络具有低成本、低功耗、长距离的特点。它为Level智能锁、老年护理智能手表CareBand、Tile防丢器等多个设备提供支持。Sidewalk网络使用蓝牙BLE、频移键控和900MHz频段的LoRa来连接设备。该网络最远可以连接到1.6km外的设备。2021年4月9日左右，苹果推出了FindMy防丢网络，该网络逐渐允许第三方产品使用，它可以在加密保护的同时让用户安全的找到物品，该功能也已经用在了ChipoloONESpot物品寻找器、siri等设备中。2021年4月21日，苹果发布了蓝牙跟踪设备AirTag，它与苹果设备的查找应用配合进行追踪物品，并且还具有超宽频技术。2021年4月12日左右，三星研发的具备超宽频技术的GalaxySmartTagPlus已经上市，该防丢器不仅支持蓝牙5.0，并且他还可以通过超宽频技术与内置超宽频的手机配对，之所以看到大多数厂商都在防丢器上面使用超宽频技术，是因为超宽频技术的指向性能够提供准确的位置信息。防丢器的分类根据使用技术对防丢器分类，如表SEQ表\*ARABIC1-1所示。表1-1不同通讯技术防丢器的对比Table1-1Comparisonofanti-lostdeviceswithdifferentcommunicationtechnologies技术类别产品优点不足Wifi爱卫士宠物定位器、360老人定位手表信号受非视距影响小受到范围限制、定位不精确[1]GPSMAKE1Tac智能防丢器距离远，大范围可以定位功耗高、小范围无法定位蓝牙小觅智能防丢器、BeauCat防丢神器、Nut3蓝牙防丢器应用广泛、功耗低距离受限UWBAirTag、GalaxySmartTagPlus近距离精确定位、功率小成本高、研发难度大LBS定位耐玖学生定位器可用手机定位、不受天气影响、方便对基站信号的依赖大、定位精度较差根据表格可以看出技术类别不同的防丢器各有各的特点，所以市场上的防丢器大多都是基于两种左右的通信或定位技术进行设计。比较常见的是基于蓝牙和GPS的防丢器，基于蓝牙技术的防丢设备应用广泛，而且自从出现低功耗蓝牙通讯技术之后，蓝牙防丢器的市场更加火爆。目前防丢器种类特别多，大多数防丢器都是用于室内防丢，用于物件防丢的距离一般在30-70m左右。用于人防丢的防丢器一般都有GPS定位技术，该防丢器中需要突破的地方是定位精度不够和续航时间短。防丢器的MCU通过查阅资料发现防丢器中使用的MCU一般分为两种，一种是51系列单片机，其中用STC89C51单片机的居多，另外一种是STM32系列的单片机，当然也有极少量使用AVR系列的单片机。工作总结在基于短距离通信的物品防丢器的设计中，主要做了以下工作：因为需要选择防丢器的最佳通信方案，所以对各种短距离通信方案进行了选择对比。确定了短距离通信方案为蓝牙4.0后，对蓝牙4.0的通信协议、功耗模式、主从模式之类的进行了分析选择，以确定其为防丢器设计的最佳方案。通过AT指令对蓝牙4.0模块进行设置，使之满足防丢设计要求。因为考虑体积大小和功耗所以尽量在设计功耗低、体积小的硬件。前期先在面包板上搭建了主从模式电路以确定方案可行。学习了MITapp的开发并用其开发了手机防丢软件。防丢器报警电路、DC升压电路、线性充电电路的设计。防丢器通信距离、充电电压的测试。短距离通信方案的选择关于短距离通信技术的现状短距离通信技术范围很广，一般来说只要是通信距离较短，大概在100m之内的就属于这个技术范围。随着时代的发展，短距离通信技术在我们生活中使用的越来越多，例如我们家中常用的WIFI、还有我们使用的蓝牙音箱、蓝牙耳机、红外线遥控器之类的。大多数的短距离通信技术都有应用方便、成本低，功耗小的特点。其中功耗小是因为传播距离近，遇到障碍物的几率变小，发射的功率随之减小。短距离通信分为高速和低速两种、高速通信的传输速度超过了每秒100兆，同时设备距离在十米之内[2]。所以高速通信主要用在图像文档传送、高质量的声音和录像传输、还有各种多媒体设备之中。低速通信主要用在货单自动更新、互动式玩具、还有家庭的自动化控制领域之中。这是因为在100m之内设备传输速度小于每秒一兆。另外短距离通信具有对等通信特征，不需要高层协议和复杂的空中接口，也不需要网络设备之间的中转。蓝牙技术蓝牙技术是在1994年由爱立信公司研发的，之后由微软、三星和诺基亚等设备生产商进行推广，到现在的话基本经历了5个版本左右，早期的蓝牙十分昂贵，同时还存在数据泄露的危险。在规范了标准、改进了技术之后，蓝牙的功能慢慢变强，传输速度不断提高。到了蓝牙3.0的时候已经能够实现高速数据传输的需要了，蓝牙4.0中提出的低功耗功能使得蓝牙技术应用逐渐广泛。蓝牙5.0技术不仅能够实现在低功耗模式下更远的通信距离，而且还可以结合wifi实现精度小于1米的室内定位。现在最新的蓝牙版本是在2021年发布的蓝牙5.2。蓝牙5.2能够实现功耗控制功能、该功能主要是可以根据蓝牙信号的强度来调整发射功率，这在一定程度上使得蓝牙的功耗降低不少。因为蓝牙技术具有能量消耗低，信息传输免费和无需成本的特点。所以蓝牙技术在全球范围内都有应用，目前国际上统一规定蓝牙技术的使用频段为2.4GHzISM,[3]该频段与1600Hz的扩频技术相结合使得蓝牙传输的抗干扰能力增强。WIFI技术WIFI技术是在20世纪90年代发明的，并且1996年在美国申请了专利。该技术可以通过无线方式将电脑、手机等设备终端连接起来。WIFI技术之所以能够广泛应用在家庭和办公领域，主要是因为它不受布线条件的限制、节省了电缆铺设的资金、并且传输速度能达到几百兆、发射信号的功率低[4]。目前最新的WIFI技术是WIFI-6，该技术理论传输速度比上一代WIFI-5提高了3倍左右，支持两种工作频段，WIFI-6的TWT技术使得它更省电，并且它更安全。红外数据传输技术目前红外数据传输技术在软件和硬件方面都已经比较成熟，在手机、平板等小型设备中都有所应用[5]。红外数据传输技术最大传输速率在16MB/s左右，由于红外数据传输技术无需实体连接，所以成本低廉、使用简单[9]。红外数据传输技术的功耗也比较低、安全性高。但是红外数据传输技术只适合于点对点的直线传输，这是因为红外线的波长短，对障碍物的衍射能力差，还有一个缺点就是红外数据传输的距离短，一般在1m左右[11]。因为红外传输技术可以使传输容量较大的数据文件在短时间内传输，所以很适合用在多媒体的数据流当中。紫蜂技术紫蜂技术还有另外一个名称是Zigbee技术[6]，它可以工作在2.4GHz、915MHz和868MHz三个频段上，每个频段上的最高传输速度都不一样，紫蜂技术具有在两个频段之间免费传输、延时低、功耗低、制作成本低、网络容量大的优点[7]。一般来说，紫蜂技术的传输范围在10米-70米之间，并且紫蜂技术它自身带有地理定位。紫蜂技术唯一的缺点是数据传输速度慢[10]。目前紫蜂技术应用广泛，他可以应用在数据传输量低、地形复杂、监控网点多的环境之中，主要用在工业自动化、照明控制、电力系统等领域中。我们在家庭或办公领域也可利用紫蜂技术实现无线通信。UWB技术UWB技术起源于脉冲通信技术，之前一直用在军事领域，目前该技术已经用在了民用领域并且正处于高速发展的时期。在2020年10月，小米宣布在手机上内置了UWB技术，它将实现空间的精准定位。UWB技术最显著的优势就是他将定位精度提高到了厘米级别[8]。此外UWB技术还有发射功率低、穿透力强、传输速率最高达500兆每秒等优点，但是UWB技术的成本较高，现在UWB技术主要用在精准测量、智能家居、短距离多媒体等领域。无线射频识别技术无线射频识别技术是在20世纪40年代末诞生的，目前在我们生活中有特别多的应用，比如常见的门禁管理系统、车辆的自动收费、电子车票等。无线射频识别技术有多个应用频段，每个频段的应用也各不相同。无线射频识别技术有着环境适应能力强、信息传输效率高、结构简单的特点。但是该技术成本高、技术不够成熟、也不够安全[12]。短距离通信方案的选择通过对大多数常用的短距离通信技术的对比（如图2-1所示），总体来讲，短距离通信技术的优缺点的不同使得应用场所不同。因为要做的是基于短距离通信的物品防丢器，那么在传输速度这一块没必要选择最快的，然后因为要做的防丢器是要有便携性、使用时间长的特点，所以应该考虑体积小、功耗小的，还有一点就是通信距离的问题，用于物室内查找的话，那么通信距离就不能太短，那么就不能选择红外传输技术。但是同时又考虑到功耗与距离之间的问题，一般来说，距离远的通信技术的功耗也比较高，因此在这里选择折中一下，即满足较低功耗，同时距离也不近，最终选择了蓝牙通信为防丢器的短距离通信方案，蓝牙4.0已经已经实现了图2-SEQ图\*ARABIC1短距离通信方案对比Fig图2-SEQ图\*ARABIC1短距离通信方案对比Fig.2-1Comparisonofshort-distancecommunicationsolutions蓝牙4.OBLE蓝牙4.0技术是在十年前提出的，主要的特点就是低功耗，主要有三种模式，分为高速模式、低功耗模式和传统模式。高速模式主要是用在数据交换，用于信息沟通的是传统模式，低功耗模式下的耗能仅为原来的十分之一，这使蓝牙的续航时间增强了不少，很适合用在可穿戴设备之中，并且该模式下还有广播功能可以用在位置服务方面。另外蓝牙4.0还有传输质量较高、启动快、传输安全等优点。系统硬件设计系统方案比较、设计与论证主控制器模块选择主控制系统模块是整个设计的核心部分，负责数据的处理以及电路的控制，为了选择最适合防丢器的控制器，进行如表3-1的分析。表3-1MCU方案对比Table3-1MCUsolutioncomparison方案方案1STM32系列单片机方案2采用51单片机内核ARM

Cortex-M3，32Bit51Core，8Bit地址空间4GB64KB片上储存器ROM:20K-1MBRAM:8K-256KROM:2K-64KRAM:128B-1K外设Timer、WWDG、IWDG、CRC、数模转换、USART等众多外设定时器、串口处理速度快较慢结构哈弗结构冯诺依曼结构价格较贵便宜优点功能强大、接口丰富入门简单、控制方便缺点入门有难度、价格较贵功能少、速度慢、高电平时无输出能力应用范围手机、路由器应用广泛、性能要求不高的场合通过上述对比，采用微型控制作为整个系统的核心，用其控制报警电路，控制通信模块发送通信信号，以实现其既定的性能指标[13]。设备防丢的关键在于控制通信模块发送和接收信号，主控模块在整个系统中起着控制和处理的作用，需要一直检测按键，处理通信模块接收的信息，同时驱动有源蜂鸣器发声。因为防丢器不需要很强的数据处理性能，所以51单片机就满足防丢器的设计需求。并且51单片机控制简单，价格低，容易入手。用在防丢设计无疑是最好的选择。在这里51单片机型号有多种，特此选择了STC89C52RC。主要是考虑到防丢器应做到小巧便于携带，在本设计的方案比较中预采用PDIP-40封装，后面特地将原先的PDIP-40封装改为了LQFP-44形式的封装，由图3-1看出，此封装比原先的PDIP虽然多加了几个引脚，但是体积小巧，更适合应用在本设计之中。图3-1STC89C52RCL图3-1STC89C52RCLQFP-44形式封装的管脚图Fig.3-1STC89C52RCLQFP-44packagepindiagram电源选取考虑到防丢器的便携性，用电池供电。方案1是7号干电池，这样串联三节电池可以达到电压要求，单片机、通信模块、报警电路也能正常工作，但是电池的体积太大，并且干电池用一段时间后电压降低，用在小型的防丢器上面不合适。方案2是LR63纽扣电池，该纽扣电池单节的话体积较小[15]，但是要达到5V左右电压我们需要串接，这样的话，体积增大了并且更换电池也不方便，所以也不是防丢器最佳选择。方案3是体积较小的401119型锂电池做电源，考虑到现在市面上有好多趋于小型化便携化的可穿戴设备，比如蓝牙耳机，运动手表，智能手环大多都是可充电的，他们充电方便，使用更加符合现代人的使用习惯，所以受此启发，用了一块3.7V左右的可充电锂电池作为电源，STC89C52RC单片机一般工作电压为3.5-5.5之间，为了在锂电池电源电压降低时单片机能够一直保持稳定工作，特意使用了一款同步升压高效率低功耗的的DC-DC变换器PW5100，PW5100可以将0.7-5.0V的宽输入电压通过内部调节之后使之输出为3-5V的固定输出电压，在这里，直接将输出电压固定在5V，使单片机能够正常稳定工作。另外，在可充电锂电池的基础上增加上充电电路，使得防丢器的充电更为简单方便。此方案虽然看似比较繁琐，但是对于使用者来说方便了不少。并且一块可充电锂电池体积比三节纽扣电池体积更小。因此，通过方案的对比，选择了方案3。蓝牙模块的对比选择本次设计中，由于需要蓝牙模块来进行短距离通信，主要考虑了两种蓝牙通信方案。方案1是使用HC-05蓝牙串口通信模块，可以实现10米距离通信，它可以通过手机自带蓝牙进行连接，并且该蓝牙模块是主从一体模块，既可以通过AT指令设置为主机使用，也可以设置为从机使用，并且还可以设置波特率，他还可以同时接收和发送数据，它满足防丢器系统通信的要求，但是他的功耗较大，不适合做防丢器蓝牙通信的最佳方案[16]。方案2是使用HC-08蓝牙串口模块，该模块支持更改无线射频功率和功耗模式，与HC-05的主要区别是他是基于蓝牙4.0BLE，使用时他有更低的功耗，并且我们可以通过更改功耗模式使得他的功耗更低，虽然他与手机端自带蓝牙不能直接连接，但是我们可以通过简单的手机app的开发实现防丢的功能，因此选择了方案2。蜂鸣器的选择方案1是使用无源蜂鸣器，那就要用2K~5K的方波去驱动它，不同波形下会产生不同的音调。因为要做的防丢器只要能实现报警功能就行，并且由于无源蜂鸣器的程序段较为繁琐，在防丢器设计里面我们不予采用。方案2是使用有源蜂鸣器，一通电就会发声。更重要的是，因为在防丢器的设计中，检测到蓝牙信号断开时，蓝牙模块的状态引脚高电平转为低电平。所以可以直接将有源蜂鸣器接在蓝牙模块的状态引脚。此种方案即便于装置的设计，又使得防丢器报警更及时。所以方案2更适合于本设计的应用。防丢器总体设计防丢器采用由STC89C52RC单片机最小系统、通信电路，报警电路，供电电路，充电电路和手机端app组成[14]。图3-2总体拓扑图关于防丢器总体设计有两种模式，一种是主从机模式、另外一种是app控制模式。两种模式的总体拓扑图如图3-2图3-2总体拓扑图图3-2防丢器总体拓扑Fig.3-2Theoveralltopologyoftheanti-lostdevice图3-2防丢器总体拓扑Fig.3-2Theoveralltopologyoftheanti-lostdevice图3-3主主机和从机的系统框图Fig.3-3Systemblockdiagramofmasterhostandslave这种模式下是防丢器和防丢器进行通信，把一台设备设置为主机、另外一台设备设置为从机，让主机和从机相连接，然后在通信范围内，可以通过主机来寻找从机，也可以通过从机来寻找主机，这样实现了双向寻找。同时主从机距离过远会报警，这就起到了防丢的作用。该模式也支持一主多从，这样的话可以同时做到多台设备防丢。主机的总计结构和从机相同如图3-3图3-3主主机和从机的系统框图Fig.3-3Systemblockdiagramofmasterhostandslave图3-4电源电路工作流程Fig.3-4Workflowofpowercircuit其中的防丢器电源电路包括PW4054线性充电电路和PW5100DC-DC升压电路，电源模块的工作流程如图3-4图3-4电源电路工作流程Fig.3-4Workflowofpowercircuit手机app模式其实这个模式也可以说是主从模式的一种、只不过在这里把手机当作了从机。在用手机app搜索到蓝牙信号并配对成功之后，手机可以通过app发送数据，防丢器通过通信电路接收数据，并且由单片机主控芯片进行数据处理控制蜂鸣器发声。当手机和防丢器的距离超过一定距离时，手机端发出报警声和震动，提示距离过限，同时防丢器也发出警报声，马上回去查看寻找。当手机app端和通信模块连接成功后，手机app端将提示连接成功，并且此时将显示通信模块的信号值。硬件单元设计STC89C52RC单片机最小系统最小系统采用的主控芯片是STC89C52RC,主要包括四个部分，电源、时钟、复位、存储部分，电源部分是只需要给单片机接+5V电压和接地即可。因为51单片机内部含有振荡电路，在这块接上11.0592MHZ的晶振和两个30pf的电容。存储设置部分因为防丢器不需要外部存储器，所以接上高电平就可以使用内部存储器使之正常工作。供电电路供电电路部分采用了PW5100同步升压DC-DC变换器，因为直接采用锂电池供电的话，锂电池电压一般为3.7V左右，随着锂电池的使用，锂电池电压就会下降，这时将影响单片机的稳定运行，所以在这里采用了升压DC-DC变换器，该电路可以将电压稳定在5V左右，让系统稳定工作。PW5100可以将0.7V以上的低输入电压升压到工作电压，应用在防丢器为不错的选择。防丢器供电电路如图3-5所示。图3-5供电电路Fig.3-5Powersupplycircuit在此处采用的10μF的电容是滤波电容，在电源稳定时，此处的滤波电容可以不加，3.3μH的电感是结合效率和负载能力双重考虑得出的值，小电感的负载能力强，但是效率较低，大电感的转换效率高，但负载能力小，结合两方面的因素考虑，最终选择了3.3μH电感。此处的输出电容与纹波有关。想要减小输出纹波就必须要有大的输出电容，但是太大的输出电容会使系统反应过慢，成本增加，所以折中进行设计。图3-5供电电路Fig.3-5Powersupplycircuit充电电路防丢器充电电路这块采用的是PW4054，PW4054是一款单节锂离子电池恒压线性充电器。可以用PW4054USB电源以及适配器供电。充电电路的外部连接如图3-6所示，该充电器将充电电压固定在4.2V左右，当充电电压达到最终浮充电压之后，芯片将停止充电。图3-6充电电路Fig.3-6Chargingcircuit充电电路里面的led是充电指示灯，这里面的充电接口用的是microusb接口，该接口在日常生活中应用广泛，更符合当代人的使用习惯。图3-6充电电路Fig.3-6Chargingcircuit通信电路手机app模式图3-7蓝牙模块引脚图Fig.3-7Bluetoothmodulepindiagram该模式是将HC-08的蓝牙模块与主控制器相连接，手机app通过蓝牙将数据发送到蓝牙模块，然后主控制器将蓝牙模块接受的信息进行处理，在这里采用的是全双工通信模式。这样就能实现数据同时接收和发送。这里面需要注意的是需要设置蓝牙模块的主从模式。因为app模式下与手机app连接的时候，只有蓝牙模块设置为从机模式时，才能被手机app搜索到。在这里我用了AT指令设置了从机模式，还有更改了蓝牙名称为08从机机以便于寻找，该模块的功耗模式我采用了系统默认功耗及最大功耗4dBm、这样做是为了让传输距离更远。关于模块的接口，当连接单片机和蓝牙模块的数据传输端时，需要交叉连接，即TXD接RXD、RXD接TXD。图3-7图3-7蓝牙模块引脚图Fig.3-7Bluetoothmodulepindiagram因为蓝牙模块HC-08的默认设置并不是很适合防丢器的设计，所以最先对其用AT指令设置了名称和角色转换，AT指令设置时需要连接参数架。主从模式该模式下我们需要设置一台防丢器为主机、另一台防丢器为从机，然后在通信范围内我们按下主机按键时从机会报警，按下从机按键时主机会报警，这就达到了双向寻找功能，该模式下的其他设置，例如接口、功耗之类的都和手机app模式相同。报警电路图3-8报警电路Fig.3-8Alarmcircuit对于防丢器报警电路采用的是灯光报警和蜂鸣报警，如图3-8图3-8报警电路Fig.3-8Alarmcircuit在防丢器报警电路里面采用了S9012PNP型的三极管驱动蜂鸣器，当基极有电流时，连接在集电极的蜂鸣器就会报警。在基极放置二极管是为了让电流信号在蓝牙模块状态引脚为高电平时在基极不产生电流信号，这样就可以控制蜂鸣器在手机连接到蓝牙模块之后停止蜂鸣[17]。软件设计防丢器程序设计图4-1软件设计流程图Fig.4-1Softwaredesignflowchart关于防丢器程序设计这块，主要采用的开发软件是KeiluVision4，通过防丢器软件流程图4-1图4-1软件设计流程图Fig.4-1Softwaredesignflowchart关于防丢器检测是否与蓝牙断开连接是通过蓝牙模块HC-08的状态引脚实现的，当防丢器一旦检测到状态引脚为低电平时，那就意味着防丢器超出了通讯范围，此时蜂鸣器报警。关于防丢器是否接收到数据是通过串口中断实现的，当有数据接收到时，程序进入中断，然后检测受到的数据是否有效，如果收到的数据不是设定的命令字符时，防丢器将不会执行，将会继续等待下一个数据的出现，例如接收到字符1时防丢器会蜂鸣报警、接收到字符3时防丢器会灯光闪烁。另外在主从模式中，防丢器从机一直在检测按键的状态，如果从机上面的按键按下之后，防丢器从机会给主机发送数据，让主机报警，这样的话我们就能实现防丢器的双向防丢功能。串口初始化防丢器设计中采用串口工作方式1、计数器工作方式2，采用波特率为9600，为了不出现乱码，使用了11.0592MHz的晶振。关于定时器初值X的计算采用的是如下公式波特率=2SMOD32×f图4-2串口初始化程序Fig.4-2Serialportinitializationprogram其中SMOD为0，fosc为11.0592Mhz、波特率为9600图4-2串口初始化程序Fig.4-2Serialportinitializationprogram数据处理方式关于数据的接收，采用的是中断控制，当接收到数据时先存入SBUF,然后将RI置位，进行数据处理和执行。当单片机接收到字符1时将发出闪光命令，当单片机接收到字符2时将会使灯光持续三秒左右，当单片机接收到字符3时，蜂鸣器将会发出滴滴声响。手机端app设计App的组件设计手机app的设计采用的是MITAPPINVENTOR，一个可以进行在线编程的网站，在里面会有各种组件设计的模块（如图4-3），我们开发app时只需要将逻辑块写清楚即可获得简易app。图4-3手机端app组件设计界面Fig.4-3Mobileappcomponentdesigninterface本设计为了起到一对多的效果，开发的本款app设置了多个从机界面，我们可以用一台手机控制多个防丢器，达到一主多从的目的。在组件设计中，我选择了17个按钮，分别执行各项命令，然后为了更加直观设置了两个标签可以进行连接状态的显示，还有信号值的大小。图4-4界面效果Fig4-4Interfaceeffect同时为了使页面更加简介美观，对页面进行了优化，比如按键的大小，界面背景等等，总体效果如图4-4。图4-4界面效果Fig4-4InterfaceeffectApp的逻辑设计App的逻辑设计主要包含以下三个方面，第一个是打开app时的蓝牙连接的逻辑设计（如图4-5），第二个时蓝牙断开时的逻辑设计，还有一个就是手机按键控制防丢器报警逻辑设计（如图4-6）。图4-5连接蓝牙流程图Fig.4-5ConnectingtoBluetoothflowchart图4-6断开蓝牙流程图Fig.4-6FlowchartofdisconnectingBluetooth图4-7连接蓝牙过程图Fig.4-7ProcessdiagramofBluetoothconnection首先是扫描蓝牙的设置，当app打开之后，点击扫描，app会请求手机打开蓝牙，就会在列表选择框里面显示所搜到的蓝牙名称，然后连接即可使用（如图4-7）。图4-7连接蓝牙过程图Fig.4-7ProcessdiagramofBluetoothconnection关于app控制防丢器，我的设计是当按键按下之后，通过手机蓝牙给防丢器发送一个字符，每一个字符都代表不同的功能，例如发送字符1用来控制闪光，发送字符3用来使蜂鸣器报警。逻辑设计如图4-8。图4-8发送字符界面Fig.4-8Sendcharacterinterface在app设计中，还应做到蓝牙防丢器模块的识别，就是在app上面控制防丢器1报警时，不能出现防丢器2报警的情况，特此在app中加上了服务UUID和写入特征。另外因为一般在app设计模块上面没有低功耗蓝牙的组件，所以设计app时组件的查找也很重要。总结与展望遇到的难点写防丢程序时。因为经验不足，对串口通信技术的理解不够深刻，导致程序方面花费时间过多。在进行实物焊接时，由于所选模块较小，导致焊接多次未能成功。在蜂鸣器报警方面，将蜂鸣器理解过于简单