題目：智能兒童防丟系統(tǒng)的設計產(chǎn)品設計工藝設計方案設計√類型：摘要每年全國各地都會出現(xiàn)很多孩子丟失的新聞，大部分孩子的年齡都是在2-6歲。對于這部分孩子來說他們是缺乏辨認危險的意識。很多時候家長也比較粗心，不知道孩子已經(jīng)走失，造成一個家庭的傷痛。藍牙技術作為一個發(fā)展成熟的技術利用在我們生活的方方面面，通過藍牙技術運用在兒童防丟失的技術上面可以有效降低兒童丟失的概率，使得家長及時找到孩子。在本系統(tǒng)當中通過STC89C52單片機作為核心組件發(fā)出報警信號，手機APP連接到家長的手機可以及時知道孩子與自己的距離。該產(chǎn)品是一款很有創(chuàng)意的設計，具有一定的市場價值，適用于兒童丟失報警領域。關鍵詞：51系列單片機;藍牙通信；兒童；防丟報警目錄TOC\o"1-3"\h\u1.前言 12.藍牙防丟系統(tǒng)整體結構設計 12.1硬件結構設計 12.2電路原理圖設計 32.3系統(tǒng)PCB設計 43.系統(tǒng)程序設計 53.1程序流程圖設計 53.2主要程序設計 54.系統(tǒng)安裝與測試 94.1安裝測試 95.結論與成果 11參考文獻 12致謝 131.前言小朋友天性好動，往往對危險缺乏判斷，對人員的好壞也無法識別，如果離開父母的視線，就有可能導致一些危險發(fā)生或者被人騙走，這種案例我們經(jīng)?？梢栽谛侣剤蟮乐锌吹剑覀冊趪@息的同時，是否可以采用一些高科技的手段來防范這種情況發(fā)生。根據(jù)我所學習的知識，準備制作一個智能兒童防丟系統(tǒng)。藍牙作為一種人們現(xiàn)在常用的無線技術，目前已經(jīng)發(fā)展到較為成熟，有效距離可從幾米到幾十米，我們通過藍牙與單片機通信，當距離較遠后，導致無法通信，則說明藍牙離手機較遠，利用這一點，我們在兒童身上帶上一個裝置，在手機上安裝一個APP,當兒童離開特定的手機較遠時，自動報警，從而提醒家長，幫助家長快速找到自己的孩子。 2.藍牙防丟系統(tǒng)整體結構設計2.1硬件結構設計圖2.1硬件結構設計圖從圖2.1中可以看到主要組件有手機APP，藍牙模塊以及單片機三大組件。藍牙模塊主要負責與手機進行通信發(fā)出相應的信息告訴家長。單片機與藍牙模塊通過串口進行信息交互。在整個硬件當中藍牙模塊就是類似于中間橋梁的作用將整個系統(tǒng)的通信串聯(lián)起來。單片機作為核心的組件控制著整個系統(tǒng)的報警提示以及距離范圍的劃分，在整個系統(tǒng)當中主要邏輯代碼等都在單片機上面。通過幾大組件的結合使得該系統(tǒng)可以正常工作。當本系統(tǒng)正常工作以后，LED將會顯示為紅色。藍牙指示燈會進行閃爍，說明本系統(tǒng)是在正常的工作狀態(tài)。系統(tǒng)可以和手機進行檢測距離，如果距離超過到一定范圍的時候會提示報警。為了起到警示作用該系統(tǒng)會發(fā)出報警的聲音使的兒童引起周圍人的警覺，也可以使家長快速定位到兒童。單片機單片機STC89C52藍牙模塊手機報警模塊電源模塊LED模塊晶振電路復位電路圖2.2系統(tǒng)結構框圖圖2.2可以看出系統(tǒng)的核心是單片機STC89C52，它們構建在一起組成整個系統(tǒng)。藍牙模塊負責與手機之間進行通信，然后把數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給單片機。LED模塊起流水燈效果，開機就會顯示。復位電路的原理是通過按鍵手動復位，把單片機的復位端接地從而起復位重置作用，晶振部分采用11.0592MHZ為藍牙模塊提供適當通信頻率。電源模塊采用5V直流供電，由三節(jié)5號干電池組成。2.2電路原理圖設計圖2.3系統(tǒng)控制器STC89C52單片機最小系統(tǒng)圖圖2.3是系統(tǒng)控制器最小系統(tǒng)原理圖，它是系統(tǒng)的核心組成部分，相當于人的大腦，控制著整個系統(tǒng)的運行。圖2.4LED模塊接線圖圖2.4是LED模塊接線圖，通過加上1K的電阻起限流作用，從而防止LED燈被燒壞。圖2.5藍牙串口模塊原理圖2.6電源模塊原理圖圖2.5是藍牙串口模塊原理圖，藍牙串口模塊是與手機APP間進行通信必不可少的。圖2.6是電源模塊原理圖，采用5V電源給系統(tǒng)進行供電用。該系統(tǒng)主要由藍牙串口模塊、LED模塊、主控制器CPU和電源電路四部分組成。四塊組合在一起構成系統(tǒng)電路，通過藍牙模塊可以與手機的藍牙進行連接，在兩者之間可以搭建一個通信的橋梁，通過主控制器作為主要程序控制，進行測距來做出相應的報警反映告訴家長信息。電源電路保證藍牙串口、LED模塊、主控制器等組件可以正常進行工作。通過上述組件組合完成兒童藍牙防丟失系統(tǒng)。2.3系統(tǒng)PCB設計圖2.6PCB設計圖圖2.6是設計的PCB電路。是系統(tǒng)的硬件接線，符合工藝生產(chǎn)要求。3.系統(tǒng)程序設計3.1程序流程圖設計藍牙防丟器的原理是在手機和藍牙之間建立連接，每15秒自動檢測一次連接狀態(tài)，將藍牙放在小孩、寵物的身上，或貴重物品內，一旦藍牙離開手機的距離超過一定范圍，手機即發(fā)出報警聲。串口初始化串口初始化中斷數(shù)據(jù)保存中斷數(shù)據(jù)賦值調用LED函數(shù)結束圖3.1程序流程圖圖3.1是系統(tǒng)的程序流程圖設計，首先執(zhí)行系統(tǒng)串口初始化，將初始化數(shù)據(jù)進行加載，將中斷的數(shù)據(jù)存儲在內存當中保證系統(tǒng)中斷后可以將中斷前狀態(tài)進行保存。將中斷后的數(shù)據(jù)賦值給數(shù)據(jù)串口，通過將數(shù)據(jù)以傳參的方式調用掃描LED函數(shù)來運行程序，通過按照循環(huán)的方式以每秒N次的頻率發(fā)送信號尋找丟失的手機，然后程序正常終止，3.2主要程序設計設計出程序流程圖后，我使用keil4軟件進行系統(tǒng)編程，以下是藍牙防丟系統(tǒng)的主要程序：voidBluetoothInit(void)//串口初始化函數(shù)voidPutMessage(uchar*puts)//發(fā)送信息voidmain()//主函數(shù)串口初始化函數(shù)是對數(shù)據(jù)正常進行初始化調用，是整個程序最開始使用的。對一些常用的數(shù)據(jù)進行初始化處理。數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)是程序的關鍵，它的作用是將藍牙與單片機進行通信，如果兩者距離較近，就能正常通信，則說明兒童在父母附近，如果不能正常通信，說明藍牙與單片機較遠了，意味著兒童已經(jīng)離開父母監(jiān)視范圍，就需要報警提醒了，使得程序在一定時間范圍內產(chǎn)生作用。主程序是程序的開始入口，負責對功能函數(shù)的調用，實現(xiàn)相應的功能。編程結束后，經(jīng)過編譯，確保程序無錯誤無警告后再進行程序測試，經(jīng)多次測試無問題，確保系統(tǒng)所有功能均以實現(xiàn)后，完成系統(tǒng)的程序設計任務。4.系統(tǒng)組裝與測試軟硬件設計完成后，對系統(tǒng)進行安裝調試。采用萬用板和所用電子元器件對系統(tǒng)電路進行焊接連線。待系統(tǒng)安裝完成后，對系統(tǒng)進行上電測試。首先能確保系統(tǒng)狀態(tài)指示燈亮，藍牙指示燈以8HZ頻率閃爍，然后再使用手機APP連接上藍牙對系統(tǒng)進行防丟功能檢測，模擬藍牙超出檢測范圍10米或者強制讓系統(tǒng)斷電，看手機APP會不會震動報警提醒，并對系統(tǒng)進行多次防丟模擬測試。測試場景：測試環(huán)境由A，B兩人來進行完成，A模擬孩子，B模擬家長。家長B原地不動，孩子A在逐漸遠離家長分別看在10米，20米，40米，100米的時候手機APP報警的效果。距離由近到遠模擬孩子整個行走的過程。我們發(fā)現(xiàn)距離在超過20米后，就會報警，較好的達到了預期的目的。在安裝期間遇到了很多問題，例如藍牙模塊與手機間通信問題，系統(tǒng)通電不良，LED閃爍頻率不對等等問題，后來經(jīng)過自己慢慢改進調試，終于得以解決。以下是手機APP的控制界面展示圖片，控制界面是一個簡單的安卓軟件設計，它包含了，震動開關和音效開關兩個報警選項，其下方是一個啟動控制面板。成果照片展示如圖4.1和手機APP控制界面如圖4.2所示：圖4.1成品效果圖圖4.2手機APP控制界面5.結論與成果在測試過程當中按照兒童距離家長20米左右就會自動報警，準確率達到了95%以上?？梢詴r刻提醒家長，自己的孩子在哪個位置，防止孩子亂走丟失。連續(xù)經(jīng)過幾輪的測試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功能性可靠且穩(wěn)定，抗干擾能力強。報警顯示精確無誤，達到系統(tǒng)設計要求。手機APP與藍牙模塊之間通信穩(wěn)定，不會出現(xiàn)不兼容等現(xiàn)象，且該設計作品經(jīng)多個手機系統(tǒng)中實測，運行效果良好?？捎糜趦和瘉G失的實際場景當中。本人主要負責藍牙防丟系統(tǒng)程序以及硬件結構設計。我們的程序實現(xiàn)了藍牙模塊與手機藍牙以及單片機之間的相互通信，且功能性強大，具有一定的實用價值。

參考文獻戴靜、王敬業(yè)、郭富祥、王團防丟失系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]南方農機2019(24)陳家旭、李桂欣、胡文軍一種便攜式物件防丟失系統(tǒng)設計[J]湖州師范學院學報2018(04)陳凱輝基于Android手機的防丟失定位系統(tǒng)的設計[J]河北省科學院學報2013（30)李瑤分析單片機在嵌入式系統(tǒng)軟件中的應用研究[J]電子測試,2020(13)高玥淺析現(xiàn)代無線通信技術及未來發(fā)展[J]中國新通信2018(23)梅麗鳳、王艷秋、張軍單片機原理及接口技術清華大學出版社[M]2004譚浩強C程序設計[M]清華大學出版社1999蔣敏從Proteus仿真設計到實際產(chǎn)品制作[J]科技創(chuàng)新導報2009龔運新、羅惠敏、彭建軍,單片機接口C語言開發(fā)技術[J]清華大學出版社2009（11）致謝本次畢業(yè)設計