基于WiFi的眼鏡尋找系統(tǒng)

李傲 白常紅 孫穎 孫申申 李震

摘要：該文介紹了以無線WiFi技術為基礎的尋找眼鏡的設計與實現(xiàn)，系統(tǒng)運用手機APP和單片機模塊的關聯(lián)控制、眼鏡上的蜂鳴器發(fā)聲、發(fā)光對物品實現(xiàn)定位和查找。該系統(tǒng)分為軟件部分、硬件部分以及軟硬件之間的通信，軟件部分是基于Android開發(fā)的APP，硬件部分是基于單片機的模塊化控制。

關鍵詞：WiFi;尋物;單片機;Android

中圖分類號：TP391.4? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0077-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Objective This paper introduces the design and implementation of the eyeglass search based on the wireless WiFi technology. The system USES the mobile phone APP and the MCU module to control the connection. The buzzer on the eyeglass makes sound and light， and the object is located and searched.This system is divided into software part， hardware part and the communication between software and hardware. The software part is based on the APP developed by Android， and the hardware part is based on the modular control of single-chip microcomputer.

Key words： WiFi; Any other; single chip microcomputer; Android

當人們休息的時候都要摘掉眼鏡，總會因為近視和粗心的緣故無法及時找到自己的眼鏡。我們設想，無論是老人還是幼兒，要是眼鏡可以通過手機終端APP統(tǒng)一控制進行發(fā)光和發(fā)聲的提示，人們就可以根據(jù)聲音找到眼鏡的位置。[1]

隨著通信技術的快速發(fā)展，許多智能家電現(xiàn)在都可以連接在自家的WiFi上，WiFi模塊的應用范疇在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，經過綜合考慮，我們將采用WiFi這一通信技術，開發(fā)一套尋物系統(tǒng)。[2]

與此同時，我們與現(xiàn)有的尋物系統(tǒng)進行比較，發(fā)現(xiàn)其具有以下缺陷：

（1）有源標簽體積過大，不適用于小物品，不能防潮。

（2）部分尋物系統(tǒng)使用了GPS技術，這樣便不適合尋找小空間內的物品。

（3）部分智能尋物系統(tǒng)模塊復雜，生產、安裝及調試復雜，成本高。

（4）基于藍牙或紅外傳輸?shù)膶の锲?，通信距離短。如Tzukur公司制作的iBeacon眼鏡，通信距離僅在5m左右。[3]

1 系統(tǒng)整體設計

眼鏡和手機一般都在屋內，而目前屋內基本都有WiFi覆蓋。所以考慮采用無線遙控技術來實現(xiàn)我們的系統(tǒng)。[4]

本系統(tǒng)的具體功能是：當人們需要尋找眼鏡時，點擊手機APP中的“尋找眼鏡”按鈕，眼鏡上就會發(fā)出紅色亮光并伴有響聲;點擊“物體已找到”按鈕，眼鏡上的紅燈關閉、聲音消失。

在眼鏡上綁有一個帶有WiFi、語音和閃光模塊的單片機，手機APP通過WiFi向其發(fā)送“尋找眼鏡”指令，綁在眼鏡上的單片機接受到指令后，將會控制語音模塊發(fā)出聲音、閃光模塊閃光。手機APP發(fā)送“眼鏡已找到”指令，眼鏡上的蜂鳴器關閉LED燈滅。

2 系統(tǒng)的硬件設計

整個系統(tǒng)的硬件部分包括ESP8266WiFi模塊，3.3V 穩(wěn)壓電路模塊，串口控制電路，電流放大電路，8051單片機，蜂鳴器，LED 燈等。

如圖3所示為硬件部分電路圖。

信號接收終端采用現(xiàn)代微電子技術，采用重量輕，長期穩(wěn)定運行，采用常見的2032紐扣電池和電池夾。

電量不足時用戶可以自行更換，十分方便。裝有蜂鳴器和指示燈，采用聲、光結合方式提示明顯，適合老人兒童使用。

除此之外，還可以將終端裝到一個盒子或者掛到包鏈上，這樣盒子或者包里可以存放多件常用物品，從而提高系統(tǒng)實用性。由于終端裝有蜂鳴器和指示燈，因此終端還可以作為報警器，若一旦有老人跌倒，還可以按鍵求救。

3 系統(tǒng)通信部分設計

采用基于AP（無線訪問接入點）組建的基礎網(wǎng)絡，這種類型的網(wǎng)絡的特點以AP為整個網(wǎng)絡中心，網(wǎng)絡中所有的通信都通過AP來轉發(fā)完成。將串口無線網(wǎng)絡設為服務器模式。手機WiFi設為客戶端并啟用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態(tài)主機配置協(xié)議）。

單片機通過串口和單片機WiFi模塊通信，并驅動蜂鳴器和LED燈工作。ESP8266WIFI 模塊的串口通信是基于廠家提供的編譯環(huán)境利用SDK 開發(fā)的。[4]

4 尋物器使用結果分析

將程序燒錄到ESP8266WIFI模塊中，打開手機“幫幫幫”APP，搜索WIFI信號，與硬件電路進行連接，同時打開手機控制端APP，程序主界面如圖6所示，點擊“閃光燈”按鈕，硬件電路上的LED燈發(fā)光，以提示硬件電路所在位置，或者，點擊“ 蜂鳴器”? 按鈕，蜂鳴器發(fā)出鳴叫，以提示硬件電路所在位置。

將硬件電路與待尋物品放在一起，通過手機控制硬件電路上的LED燈或蜂鳴器來表明待尋物品的位置。[5]

在眼鏡上綁有一個帶有WiFi、語音和閃光模塊的單片機，手機APP通過WiFi向其發(fā)送“尋找眼鏡”指令，綁在眼鏡上的單片機接收到指令后，將會控制語音模塊發(fā)出聲音、閃光模塊閃光。手機APP發(fā)送“眼鏡已找到”指令，眼鏡上，蜂鳴器關閉LED燈滅。[6]

5 結論

WiFi現(xiàn)在已經是家家戶戶不可缺少的一種網(wǎng)絡通信技術，具有很強的可實施性。更因為WiFi信號穿透性強，傳輸距離能夠達到150m，眼鏡和手機一般都在屋內，而目前屋內基本都有WiFi覆蓋。所以本系統(tǒng)考慮用WiFi遙控技術來實現(xiàn)尋物功能的目標是可行的。[7]

參考文獻：

[1] 張凱達，趙延明，陳建勛.基于WiFi的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].軟件導刊，2018，17（10）：133-136.

[2] 劉德陽，溫宗周，薛冬旺，程少康，李麗敏，田強明.基于WiFi的智能家居中央控制系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2018，18（08）：82-87.

[3] 馮立志，陳婷. 一種智能尋物系統(tǒng)[P]. 湖北：CN205158375U，2016-04-13.

[4] 姜莉. 基于WiFi室內定位關鍵技術的研究[D].大連理工大學，2010.

[5] 楊秀清，王艷秋，呂菲菲，等.基于Wi-Fi技術的尋物器設計[J].中國科技信息，2017（02）：69-70.

[6] 賈陽靜，鄒念育，雷冬鳴，等.基于Android和WIFI通信的智能家居系統(tǒng)設計[J].大連工業(yè)大學學報，2016，35（01）：67-71.

[7] 李曉陽.WiFi技術及其應用與發(fā)展[J].信息技術，2012，36（02）：196-198.

【通聯(lián)編輯：代影】