南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（蘇州校區(qū)） 王嘯東 尤鳳翔

基于單片機(jī)的智能防丟器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（蘇州校區(qū)） 王嘯東 尤鳳翔

現(xiàn)代城市生活節(jié)奏越來(lái)越快，在城市中生活的人們，由于工作、家庭、個(gè)人發(fā)展、孩子教育、職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等諸多原因，大腦時(shí)刻處于緊張狀態(tài)，容易產(chǎn)生緊張和焦慮情緒，生活壓力也越來(lái)越大。長(zhǎng)期處于這樣的狀態(tài)中，會(huì)導(dǎo)致記憶力下降、注意力不集中、容易丟三落四，比如人們常常會(huì)記不清公文包忘在哪里，或者把移動(dòng)電話弄丟。另外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年20萬(wàn)的失蹤兒童里面，能夠被找回的還不到0.1%。為了避免兒童走失與財(cái)物遺失等事件的發(fā)生，本文，筆者介紹了基于單片機(jī)技術(shù)與無(wú)線電技術(shù)的智能防丟器的設(shè)計(jì)方法。

一、智能防丟器的組成

智能防丟器由母機(jī)與子機(jī)2部分組成。母機(jī)和子機(jī)都由單片機(jī)系統(tǒng)、無(wú)線電發(fā)射模塊、無(wú)線電接收模塊、按鈕等部分組成。在系統(tǒng)啟動(dòng)后，母機(jī)每30s發(fā)射一次無(wú)線電信號(hào)，子機(jī)接收到信號(hào)后，發(fā)射無(wú)線電信號(hào)作為回復(fù)，實(shí)現(xiàn)母機(jī)的“問(wèn)”和子機(jī)的“答”。當(dāng)母機(jī)連續(xù)3次發(fā)“問(wèn)”，而沒(méi)有收到子機(jī)的回“答”時(shí)，母機(jī)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提示用戶子機(jī)不在范圍內(nèi)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)如圖1所示，母機(jī)由無(wú)線電發(fā)射模塊A1和接收模塊B1組成，子機(jī)由無(wú)線電發(fā)射模塊A2和接收模塊B2組成。系統(tǒng)要求A1發(fā)出的信號(hào)只能由B2接收，A2發(fā)出的信號(hào)只能由B1接收，彼此之間不能相互干擾。同時(shí)，系統(tǒng)還要能夠不受外界對(duì)講機(jī)和手機(jī)等強(qiáng)烈無(wú)線電信號(hào)的干擾。為此，筆者在無(wú)線電發(fā)射模塊中采用PT2262編碼芯片進(jìn)行編碼，發(fā)射一組由地址碼、數(shù)據(jù)碼和同步碼組成的完整編碼信號(hào)；在無(wú)線電接收模塊中采用PT2272解碼芯片進(jìn)行解碼，在接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)2次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平，從而避免了信號(hào)的相互干擾。

2.編碼芯片和解碼芯片。PT2262/2272是由臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種參用先進(jìn)工藝制造的低功耗、低價(jià)位的通用編解碼電路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三態(tài)地址端管腳（懸空、接高電平、接低電平），通過(guò)任意組合，可提供531 441個(gè)地址碼。PT2262最多可有6位（D0～D5）數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出。如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，高頻發(fā)射電路不工作；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262通電工作，其第17腳輸出經(jīng)過(guò)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平時(shí)，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)；當(dāng)17腳為低中電平時(shí)，高頻發(fā)射電路停止振蕩。所以，高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）。PT2262/2272具有功耗低、外部元器件少、工作電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。

圖 1 智能防丟器硬件電路設(shè)計(jì)

3.地址碼和數(shù)據(jù)碼。地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來(lái)表示，2個(gè)窄脈沖表示“0”，2個(gè)寬脈沖表示“1”。1個(gè)窄脈沖和1個(gè)寬脈沖表示“F”，也就是地址碼“懸空”。從接收模塊信號(hào)輸出腳上截獲的一段波形可以明顯地看到，上半部分是一組一組的字碼，每組字碼之間有同步碼隔開，如果用單片機(jī)軟件解碼時(shí)，程序只需判斷出同步碼，然后對(duì)后面的字碼進(jìn)行脈沖寬度識(shí)別即可。下半部分是放大的一組字碼，每個(gè)字碼由12位AD碼（地址碼加數(shù)據(jù)碼，比如8位地址碼加4位數(shù)據(jù)碼）組成，每個(gè)AD位用2個(gè)脈沖來(lái)代表，2個(gè)窄脈沖表示“0”，2個(gè)寬脈沖表示“1”，1個(gè)窄脈沖和1個(gè)寬脈沖表示“F”也就是地址碼的“懸空”。

為了方便用戶使用和提供更好的服務(wù)，智能防丟器還增設(shè)了一些附加功能。母機(jī)和子機(jī)在保持正常距離時(shí)，母機(jī)和子機(jī)都可以作為時(shí)鐘使用；智能防丟器還可以進(jìn)行倒計(jì)時(shí)設(shè)定，到達(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，母機(jī)和子機(jī)可同時(shí)報(bào)警；子機(jī)脫離母機(jī)的范圍時(shí)，存儲(chǔ)器將會(huì)自動(dòng)保存下脫離母機(jī)的時(shí)間點(diǎn)，同時(shí)在子機(jī)的屏幕上顯示用戶的電話號(hào)碼，以便撿到的熱心人主動(dòng)聯(lián)系失主。