嵌入式防盜系統(tǒng)應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)的研究

王海珍

【摘要】 從防盜的角度，開發(fā)出了一款嵌入式防盜系統(tǒng)，在系統(tǒng)中應(yīng)用了MSP430單片機(jī)和藍(lán)牙技術(shù)，可以通過智能手機(jī)控制端，判斷手機(jī)與防盜器的距離，實(shí)現(xiàn)防盜功能。

【關(guān)鍵詞】 嵌入式防盜系統(tǒng) 藍(lán)牙技術(shù) MSP430單片機(jī)

前言：最近幾年，伴隨著人們生活水平的提高，一些貴重物品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)丟失問題，給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在這種情況下，電子防盜器得以產(chǎn)生，憑借小體積、低功率的特點(diǎn)，受到了越來越多的關(guān)注。本文在傳統(tǒng)電子防盜器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種基于藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式防盜系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)具備良好的實(shí)用性。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文開發(fā)的嵌入式防盜系統(tǒng)包括了包括了硬件和軟件兩部分內(nèi)容，硬件防盜器本身的體積小、質(zhì)量輕，可以與貴重物品放在一起來實(shí)現(xiàn)防盜功能，而軟件系統(tǒng)包括了單片機(jī)嵌入軟件和手機(jī)端應(yīng)用程序兩部分，通過藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。從防盜的角度考慮，可以對(duì)防盜器進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，當(dāng)藍(lán)牙連接斷開，或者手機(jī)與防盜器之間的距離超出安全距離時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)信息。利用智能手機(jī)應(yīng)用程序，通過RSSI，對(duì)手機(jī)和防盜器之間的距離進(jìn)行識(shí)別和判斷，如果監(jiān)測(cè)到手機(jī)與防盜器之前的距離過遠(yuǎn)，則會(huì)向防盜器發(fā)出報(bào)警信息，使得防盜器可以及時(shí)報(bào)警。

二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在控制模塊中，采用的是MSP430單片機(jī)，其本身低功耗的特點(diǎn)可以在很大程度上減少防盜器的能耗，同時(shí)單片機(jī)也可以根據(jù)防盜器系統(tǒng)本身的狀態(tài)，以及智能手機(jī)發(fā)出的指令信息，向功能模塊發(fā)送控制信號(hào)，控制器完成相應(yīng)的操作。藍(lán)牙模塊選擇CSR藍(lán)牙芯片，可以支持AT指令集，經(jīng)單片機(jī)和串口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信功能。而當(dāng)手機(jī)藍(lán)牙與藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)連接后，可以在智能手機(jī)和防盜器之間實(shí)現(xiàn)無線通信，對(duì)控制指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行有效傳輸。電源模塊的主要功能，是為防盜系統(tǒng)提供電源支持，包括了LDO芯片和小型鋰電池，鋰電池本身的充電功能使得防盜器不需要頻繁的更換電池，實(shí)用性更強(qiáng)，而LDO芯片則可以將鋰電池輸出的電壓控制在3.3V，以確保防盜器的正常工作。報(bào)警模塊可以選擇音樂芯片，也可以選擇蜂鳴器，當(dāng)單片機(jī)接收到手機(jī)指令，或者檢測(cè)到藍(lán)牙連接斷開后，會(huì)控制報(bào)警模塊響鈴，發(fā)出警報(bào)。

三、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、嵌入式軟件系統(tǒng)。嵌入式軟件系統(tǒng)主要是針對(duì)單片機(jī)而言，需要實(shí)現(xiàn)的基本功能，包括信號(hào)接收、操作執(zhí)行、響鈴控制以及對(duì)藍(lán)牙模塊名稱和密碼的修改等。當(dāng)接收到手機(jī)應(yīng)用程序發(fā)送的操作指令后，單片機(jī)還需要對(duì)指令的正確性進(jìn)行判斷，其接收到錯(cuò)誤命令的概率，與指令碼集的最小碼距密切相關(guān)。這里假設(shè)指令碼集的大小為n，碼距為d，指令碼本身的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則出現(xiàn)錯(cuò)誤命令的概率為（n-1）Ped（1-Pe）L-d，其中的Pe表示信道誤碼率?？梢钥闯?，指令碼集的最小碼距越大，則出現(xiàn)錯(cuò)誤命令的概率越低，因此，在對(duì)藍(lán)牙指令集進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該盡量選擇最小碼距較大的類型。

2、應(yīng)用軟件系統(tǒng)。這里以安卓系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，結(jié)合 Android 平臺(tái)提供的UI管理機(jī)制意見和藍(lán)牙管理接口，可以很方便的完成智能手機(jī)與防盜器之間的藍(lán)牙通信。手機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)中的功能模塊包括了主界面、藍(lán)牙設(shè)備服務(wù)、設(shè)備列表、設(shè)備功能以及環(huán)境參數(shù)設(shè)置等，這里以藍(lán)牙設(shè)備服務(wù)模塊為例，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。該模塊具備四種不同的狀態(tài)，當(dāng)軟件啟動(dòng)時(shí)，通過初始化操作，進(jìn)入就緒狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的函數(shù)，獲取手機(jī)端默認(rèn)的藍(lán)牙適配器，分析其是否可用，若可用，則服務(wù)模塊會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為偵聽狀態(tài)。在該狀態(tài)下，如果受到藍(lán)牙設(shè)備的連接請(qǐng)求，則會(huì)嘗試建立藍(lán)牙連接，并將模塊轉(zhuǎn)化為已連接狀態(tài)。如果在偵聽狀態(tài)下，獲得前臺(tái)模塊發(fā)出的連接請(qǐng)求，則模塊會(huì)自動(dòng)切換成請(qǐng)求連接狀態(tài)，在得到防盜器響應(yīng)的情況下，就會(huì)成功創(chuàng)建藍(lán)牙連接，轉(zhuǎn)換位已連接狀態(tài)，并且終止其他一切現(xiàn)成，創(chuàng)建起Connected Thread線程來幫助維持連接。

結(jié)語：本文基于藍(lán)牙技術(shù)，提出了一種嵌入式防盜系統(tǒng)，其本身具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低的特點(diǎn)，可以通過智能手機(jī) 應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，手機(jī)端程序操作界面簡(jiǎn)單，功能齊全，在5m之內(nèi)的測(cè)距精度可以達(dá)到1m左右。經(jīng)測(cè)試，距離超過5m時(shí)，軟件測(cè)算出的距離存在一定的偏差，不過可以通過防盜器報(bào)警功能進(jìn)行彌補(bǔ)。后續(xù)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，增加GPS模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)防盜器的準(zhǔn)確定位，進(jìn)一步提升防盜效果。

參 考 文 獻(xiàn)

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