多功能電子防丟器

摘要：本課題設計并實現了一款多功能電子防丟器，有防丟和尋找的功能，它由母機和子機兩部分組成，母機由主人隨身攜帶，子機置于防丟物品上，子機上面的報警器上有相應的防盜報警系統。

關鍵詞：防丟；尋找；母機；子機；報警器；無線傳輸模塊

1、硬件介紹與設計

多功能電子防丟器主要采用控制單元AT89C51、1ed燈、報警器、發射單nrf24101發射模，主機和子機上面同時配置nrf24101，一個用于發射，一個用于接收。

該電路的工作流程為：首先使接收電路上電，使接收模塊處于接收狀態，等待數據的到來；然后運行單片機上的程序，將單片機寄存器內預先存放的數據發射出去。若發射模塊與接收模塊的距離在“安全范圍”內，接收模塊會在ims內能夠接收到信號，不會報警，若超出“安全范圍”，接收模塊就會是蜂鳴器嗚叫報警。

1.1 主控器

AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM-Falsh Programmable and ErasableRead Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是—種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價格低廉的方案。

4k字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時廠計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至OHz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式：停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式：保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作，直到下一個硬件復位。

1.2 nRF24L01

nRF24L01是一款新型單片射頻收發器件，工作在2.4GHz～2.5GHz ISM頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，并融合了增強型8hockBursZ技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率發射時，工作電流也只有9mA，接收時，工作電流只有12.3mA，多種低功率工作模式（空閑模式和掉線模式）使節能設計更方便，它的有效距離大約是0～30米。

發射數據時，首先將nRF24L01配置為發射模式，接著把接收節點地址TX_ADDR和有效數據TX_PLD按照時序由SPI口寫入nRF24L01緩存區，TX_PLD必須在cSN為低時連續寫入，而TxADDR在發射時寫入一次即可，然后CE置為高電平并保持至少10u s、延遲1301～s后發射數據；若自動應答開啟，那么nRF24L01在發射數據后立即進入接收模式，接收應答信號（自動應答接收地址應該與接收節點地址TX_ADDR一致）。如果收到應答，則認為此次通信成功，TX_DS置高，同時TX_PLD從TX FIFO中清除；若未收到應答，則自動重新發射該數據（自動重發已開啟），若重發次數（ARc）達到上限，MAX RT置高，TX FIFO中數據保留以便再次重發；MAx_RT或TX_DS置高時，使IRQ變低，產生中斷，通知MCU。最后發射成功時，若CE為低則nRF24L01進入空閑模式1；若發送堆棧中有數據且CE為高，則進入下一次發射；若發送堆棧中無數據。且CE為高，則進入空閑模式。

接收數據時，首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130μs進入接收狀態，等待數據的到來。當接收方檢測到有效的地址和CRC時，就將數據包存儲在RX FIFO中，同時中斷標志位RX_DR置高，IRQ變低，產生中斷，通知MCU去取數據。若此時自動應答開啟，接收方則同時進入發射狀態回傳應答信號。最后接收成功時，若CE變低，則nRF24L01進入空閑模式。

1.3 報警器

電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發聲。

2、工作狀況

工作時，子機發出穩定的無線電波，主機接收到主機的無線電信號后不報警，當主機和子機之間的距離超過預定的距離（可以自行設置）時主機接收不到子機的無線電信號，立即發出報警聲，提醒使用者的注意。將子機（發射機）放在欲以防止被盜或丟失的物品或小孩身上，再將母機（接收機）打開開關，掛在自己的腰間或放在口袋里，當被保護人或物丟失或被偷，離開主人一定的距離時，隨身攜帶的母機（接收機）就會自動發出“嘀嘀嘀嘀嘀”連接報警，此時信號燈長亮，以便主人尋找，避免不必要的損失。

3、特色和優點

（1）使用方便，適用性廣。（2）功能齊全，性能穩定。（3）當主機和子機超過一定距離時主機和子機同時發出報警。