便攜式藍(lán)牙搜尋器設(shè)計(jì)

摘 要： 隨著人民生活水平日益提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的隨身物品也隨之多了起來。然而大多數(shù)人都會(huì)有花時(shí)間找鑰匙、錢包等物品的經(jīng)歷，所以該文設(shè)計(jì)一種能夠快速尋找隨身物品的電路。該設(shè)計(jì)以藍(lán)牙控制模塊為核心，藍(lán)牙控制模塊通電后能與手機(jī)藍(lán)牙匹配連接，再通過手機(jī)的藍(lán)牙智控軟件發(fā)送提示指令來使該設(shè)計(jì)中的提示電路觸發(fā)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在一定范圍內(nèi)幫助人們找到掛有該電路的隨身物品。經(jīng)過對(duì)實(shí)物的多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該搜尋器反應(yīng)迅速、性能穩(wěn)定，完全滿足人們的功能需求，而且該搜尋器具有體積小巧、適用性廣、成本低和功耗低等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 便攜式搜尋器； 藍(lán)牙； 提示指令； 電路設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN915?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）12?0107?03

Abstract： With the increasing improvement of people’s living standard and continuous development of science and technology， the personal belongings are increasing. Since most people have the experience of spending a lot of time on finding the key， wallet， etc.， a circuit to quickly search for the personal belongings was designed. The introduced design takes Bluetooth control module as the core. The Bluetooth control module powered on can match with the Bluetooth module of mobile phone. After that the prompting instructions are sent through the Bluetooth intelligent control software of mobile phone to trigger the designed promoting circuit， which can help people to find the belongings with the circuit in a certain range. The results got from the repeated experiments show that the search device has the characteristics of fast response， stable performance， small size， wide applicability， low cost and low power consumption， and can completely satisfy the functional requirements.

Keywords： portable search device； Bluetooth； promoting instruction； circuit design

本文介紹的便攜式藍(lán)牙搜尋器適用性廣、體積小巧、鑰匙扣形式，便于攜帶，可廣泛適用于錢包、寵物、公文包和行李拖箱等其他貴重物品的尋找。本設(shè)計(jì)應(yīng)用超低功耗的藍(lán)牙技術(shù)[1]和可多次充電的鋰電池供電，靜態(tài)待機(jī)功耗低，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，接收靈敏度高。使用者可以通過將該產(chǎn)品和安卓或者蘋果手機(jī)綁定，應(yīng)用與該藍(lán)牙控制模塊相匹配的應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)手機(jī)控制提示[2]。

1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖

便攜式藍(lán)牙搜尋器的硬件部分可分為藍(lán)牙控制模塊、電源模塊、充放電控制模塊、提示電路、復(fù)位電路和連接狀態(tài)電路，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2 藍(lán)牙控制模塊

本設(shè)計(jì)所使用的是深圳佳源成公司生產(chǎn)的藍(lán)牙控制模塊YS?BLK[3]，該模塊自帶MCU，接收靈敏度高、體積小、低功耗、低成本。其工作電壓為5 V，通電后可以與手機(jī)藍(lán)牙匹配連接，連接成功后外圍狀態(tài)LED燈亮。使用者可以使用配套的應(yīng)用軟件來發(fā)送指令控制該模塊中10個(gè)端口的狀態(tài)，其控制狀態(tài)可以是：高電平、低電平、自鎖、1～5 s點(diǎn)動(dòng)輸出方式，同時(shí)也可以通過相應(yīng)指令來查詢每個(gè)端口的狀態(tài)。其中高電平為5 V，低電平為0 V，端口的工作電流約為10 mA，待機(jī)狀態(tài)僅為幾μA，所以功耗很低。在本設(shè)計(jì)中所使用的是P1端口和查詢中斷端口INT。該模塊如圖2所示。

1.3 電源模塊

本設(shè)計(jì)中使用的電池是可充電的100 mA·h鋰電池，該鋰電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性好，能量密度大，體積較小，重量輕，而且?guī)в羞^充電和過電流保護(hù)，其額定放電電壓是3.7 V，充電電壓為5 V。與充放電控制模塊相匹配，該電源能夠通過充放電控制模塊為藍(lán)牙控制模塊提供穩(wěn)定的5 V電壓。該模塊如圖3所示。

1.4 充放電控制模塊

本設(shè)計(jì)使用的是與3.7 V鋰電池相匹配的5 V升壓板鋰電池充放電模塊，該模塊內(nèi)部集成了充電管理模塊、放電管理模塊、電量檢測(cè)及LED指示模塊以及保護(hù)模塊。而且該模塊可以設(shè)定充電電流，其最大充電電流和最大放電電流為1 A。此外，該模塊內(nèi)部還集成了恒溫充電工作模式、過溫保護(hù)、過充與過放保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出重載保護(hù)、輸出短路保護(hù)等幾乎所有安全保護(hù)功能以保證芯片和鋰電池的安全。在本設(shè)計(jì)中可以將上述的電源模塊的輸出3.7 V轉(zhuǎn)成5 V，同時(shí)又能通過數(shù)據(jù)線與手機(jī)充電器或者電腦USB口連接為鋰電池充電。該充放電模塊如圖4所示，其運(yùn)行過程如框圖5所示。

1.5 提示電路

提示電路是通過蜂鳴器[4]來實(shí)現(xiàn)提示的，當(dāng)藍(lán)牙控制模塊的P1口輸出高電平時(shí)，蜂鳴器響，反之則不響。

1.6 復(fù)位電路

復(fù)位電路是通過一個(gè)開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)搜尋器處在提示狀態(tài)的時(shí)候，可以通過手機(jī)發(fā)送指令停止提示，也可以通過該電路實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停止提示。此外該復(fù)位電路同時(shí)也使該搜尋器在待機(jī)和充電兩種狀態(tài)之間切換。

1.7 連接狀態(tài)電路

連接狀態(tài)電路主要是用來判斷手機(jī)軟件是否與藍(lán)牙控制模塊匹配連接。當(dāng)連接成功以后，該連接狀態(tài)電路中的LED燈亮起來。此外這種連接狀態(tài)電路也能指引使用者在黑暗的地方找到掛有該設(shè)計(jì)的鑰匙或者錢包等物品。

2 設(shè)計(jì)的軟件說明

2.1 設(shè)計(jì)的運(yùn)行流程圖

便攜式藍(lán)牙搜尋器的運(yùn)行流程從搜尋器啟動(dòng)開始，啟動(dòng)后的搜尋器處于待機(jī)狀態(tài)，還沒有和手機(jī)連接上。當(dāng)打開與藍(lán)牙控制模塊相匹配的藍(lán)牙智控軟件，搜索連接搜尋器的藍(lán)牙設(shè)備，連接成功后，藍(lán)牙控制模塊外圍的LED燈亮起來。這時(shí)候通過手機(jī)軟件發(fā)送指令控制蜂鳴器的響還是不響。設(shè)計(jì)的運(yùn)行流程如圖6所示。

2.2 設(shè)計(jì)的軟件操作

本設(shè)計(jì)所用的藍(lán)牙智控軟件[5?6]主要用來對(duì)搜尋器的藍(lán)牙控制模塊的操作，該軟件在蘋果或者安卓的應(yīng)用市場(chǎng)中都可以找到，軟件的操作簡(jiǎn)單易行。使用者可以根據(jù)自己的需要，長(zhǎng)按軟件中的按鍵就可以對(duì)按鍵進(jìn)行指令和名稱的定義或者修改，對(duì)應(yīng)的控制指令如表1所示，按鈕編輯修改畫面如圖7所示。在本設(shè)計(jì)中只定義了兩個(gè)指令，分別是讓P1輸出高電平和低電平。當(dāng)打開該軟件，軟件就直接打開了手機(jī)藍(lán)牙，選擇軟件上的連接按鈕就可以搜索正在運(yùn)行的藍(lán)牙設(shè)備[7?8]，選定設(shè)備后就與該藍(lán)牙設(shè)備連接上了。使用者這時(shí)候點(diǎn)擊之前定義好的按鈕就可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)藍(lán)牙設(shè)備的控制。手機(jī)的操作界面如圖8所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過了多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試，本文設(shè)計(jì)的便攜式藍(lán)牙搜尋器實(shí)現(xiàn)了人們想要的功能要求，它能夠在半徑15 m的范圍內(nèi)快速找到掛有該裝置的鑰匙、錢包和寵物等物品，待機(jī)時(shí)間在1周左右。而且該設(shè)計(jì)外觀小巧，價(jià)格低廉，安全穩(wěn)定，極大地方便了人們的日常生活。但本設(shè)計(jì)還存在一定的改進(jìn)空間，如設(shè)計(jì)的外觀不夠精致，體積還有待進(jìn)一步減小。后期會(huì)定制專門的PCB板，元器件盡量使用貼片類型，這樣既讓該設(shè)計(jì)的尺寸大大減小，同時(shí)也降低了一定的功耗，使設(shè)計(jì)在外觀上和待機(jī)時(shí)間上能夠更加吸引人們的眼球。還有就是設(shè)計(jì)的功能還不夠完善，目前只能實(shí)現(xiàn)手機(jī)遙控來找尋物品，后續(xù)會(huì)在產(chǎn)品軟件上加入小空間精準(zhǔn)定位功能，能夠從手機(jī)上直接看出來物品位于使用者的位置，而這也是將來不斷努力的方向。

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