摘 要

由于考虑到大家在如今快节奏的生活中容易因粗心而丢失贵重物品甚至是身边的孩子，所以本论文借助Arduino开发平台、蓝牙无线通信技术和安卓软件来设计基于蓝牙的防丢报警装置。使得用户可以利用它的防丢报警功能有效避免这种情况的发生。并在此基础之上，通过逆向思维，扩展出了蓝牙寻物提示功能，方便用户找寻小范围内的物品。

本设计主要采用以安卓手机上的一个简单蓝牙连接应用作为母机，Arduino与蓝牙模块连接装置作为子机的设计方案。设计采用模块化的思路，根据其主要功能不同将整体划分为不同的模块。子机端具体设计了蓝牙连接模块，蜂鸣器报警模块，LED灯指示模块和按键控制模块的硬件电路和相关程序。母机端则在安卓软件上设计了搜索识别蓝牙设备模块、蓝牙连接与断开模块和保存蓝牙地址模块的程序代码。

最后根据设计完成了实物制作与系统调试，令蓝牙防丢报警装置得以研发成功，使其可以实现在子母机断开蓝牙连接便报警的防丢功能和反向的子母机建立蓝牙连接便报警的寻物功能的模式切换。

关键字：Arduino；蓝牙通信；安卓软件

Abstract

In view of the fact that everyone in today's fast-paced life is easy to lose valuables and even around the child, so this paper with Arduino development platform, Bluetooth wireless communication technology and Andrews software to design a Bluetooth-based anti-lost alarm device. So that users can use its anti-lost alarm function to effectively prevent this from happening. And on this basis, through the reverse thinking, extended out of the Bluetooth to find the prompt function, user-friendly to find a small range of items.

The design is mainly used to Andrews mobile phone on a simple Bluetooth connection applications as the machine, Arduino and Bluetooth module connection device as a sub-machine design. The design uses a modular approach, according to its main function will be divided into different modules as a whole. The hardware circuit and related program of the Bluetooth connection module, the buzzer alarm module, the LED indicator module and the key control module are designed. The parent machine side in the Andrews software designed to identify the Bluetooth device module, Bluetooth connection and disconnect the module and save the Bluetooth address module program code.

Finally, according to the design completed the physical production and system debugging, so that the Bluetooth anti-lost alarm device to be successful research and development, so that it can be achieved in the daughter machine disconnect the Bluetooth connection will alarm the anti-lost function and reverse the parent machine to establish a Bluetooth connection will alarm The mode switch of the function.

Key Words：Arduino；Bluetooth communication；Android app

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本论文的研究工作 2

第二章 总体设计 4

2.1通信连接技术的选择 4

2.2子机端设计方案选择 5

2.3母机端设计方案选择 6

2.3总体设计思路汇总 7

第三章 蓝牙防丢报警装置硬件设计 8

3.1蓝牙模块的研究 8

3.2开发平台的选择 9

3.3电路设计 13

第四章 蓝牙防丢报警装置软件设计 16

4.1基于Arduino的子机程序代码设计 16

4.2手机蓝牙连接软件的程序代码设计 18

第五章 实物制作与测试 22

5.1装置实物连接与安装 22

5.2功能测试 22

5.2.1蓝牙连接测试 22

5.2.2按键控制LED灯和蜂鸣器 23

5.2.3蓝牙防丢报警功能测试 24

5.2.3蓝牙寻物功能及功能切换测试 25

5.3总结 25

第六章 总结与展望 26

6.1全文总结 26

6.2研究展望 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

现在的生活节奏越来越快，饮食吃快餐，出行坐是快车速度2.5倍的高铁，生活中的许多东西都在不停提速。但古语慢中出细活，过快的节奏让人们在出行时难以花精力在保管自己的随身贵重物品上，甚至不能集中精力在自己身边的孩童身上。这也就造成了越来越多的财产丢失和儿童走失问题的出现。如果说财产的丢失可以用舍财免灾来安慰自己，那么儿童的走失则是整个家庭难以磨灭的倍数记忆。有许多报道中称数据显示中国每年有20万左右的儿童走失案件发生，这个数字可以说非常触目惊心，同时仅仅只有不到0.1%的孩子被找回，这更让人觉得揪心。虽然报道中的数字据反映说不太真实，但确实在生活中总有看到儿童走失和寻人启事的新闻出现在各种媒体上。这也能说明，儿童走丢形势不容乐观。在中国独生子女政策的背景下，一个孩子对于一个家庭来讲意味着希望，快乐，幸福，意味着太多太多，那么失去一个孩子使整个家庭支离破碎也是可以预见的。因此防丢器的研究与面世可以说是大势所趋。如果一个小小的电子设备就能防止贵重财产的遗失和小孩子的走失，那么这个设备的研究意义不言自明。并且根据防丢功能，可以逆向的思考寻物功能，比如在家总容易找不到遥控器之类的小物品，通过蓝牙寻物，使其报警作为位置提醒，可以快速找到屋内的东西，方便快捷。而现在这个崇尚科技发展的时代，为防丢器的研究提供了很好的条件。各种各样的处理器和无线通信技术的面世，不停推动着电子设备推陈出新，这也使得可穿戴技术从概念走向产品化。而蓝牙技术在这几年的快速发展后，也越来越成熟，低功耗，抗干扰，体积小都是它突出的优点。大家也都利用这些优点，将其作为这些可穿戴电子产品的通信方式。那么基于蓝牙的防丢器可以说从用户体验上都十分贴合主流。所以便携式蓝牙防丢设备，无论从社会需求上，还是站在市场大小的角度上而言，都十分有研发意义。

1.2国内外研究现状

由于电子集成技术的高速发展，和无线通信技术的不断进步^[1]，便携式的电子设备现在发展的越来越迅猛。诸如蓝牙手环，智能手表，甚至衣服鞋子等等传统的装饰作用的配件都被安上了智能模块，这给了蓝牙防丢设备的研发提供了非常良好的环境，从几年前，就不断开始有公司推出蓝牙防丢设备。美国Stick-N-Find是一个硬币大小的附着式蓝牙防丢器，可以贴在日常用品上，有效距离30米，一年的续航时间。摩托莫拉公司也推出过与之性能参数相似的Keylink。而诺基亚公司在2014年推出过Treasure Tag mini蓝牙防丢挂件，体型和重量都很适合作为一个类似钥匙扣的挂件装配于贵重物品之上，有效距离40米，续航时间长达120天。而作为这个领域最为主流的制造商Tile陆续推出过多款丢追踪^[2]，比如Slim，大小可以直接装入钱包，而后又推出了mate，比Slim还要小25%。而这些大公司的产品都是用的蓝牙技术作为通信方式。各自旨在大小，外观，重量，续航时间和价格上做文章。但市面上的这些蓝牙防丢设备，无论是通信距离，续航时间和方式上都还有发展进步的空间，当然设计成本和最终的产品价格也有可与探讨的余地，总而言之关于蓝牙防丢器的发展还仅处于起步的阶段，有理由相信这方面的技术会越来越成熟。

与此同时通过查阅资料，了解到虽然国内外产业化的防丢器都采用的蓝牙通信，但其实更细节的设计方法都各有不同。王磊在2014年发表的论文中提出运用CC2540蓝牙模块模块和WX2530传感器版作为核心构成防丢系统^[3]。谭振兴在2015年发表的论文中提出运用DA14580蓝牙芯片作为子机核心与智能手机构成防丢报警系统^[4]，这款芯片体积非常小，且功率消耗基本上是市面上最低的。而韩冬在2015年发表的论文中提出主机子机都采用BC04蓝牙芯片作为核心的硬件构成防丢报警系统^[5]，主机和子机采用相同的的硬件电路，只靠内部的固件程序来区分。