电子防丢器的设计与制作Word格式文档下载.docx
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摘要
本文介绍无线丢失报警器的设计与制作、原理及组成，该报警器主要由发射模块和接收模块两部分组成，包括发射和接收电路，不是同一套的发射和接受模块，其编码不相同不会相互干扰，发射模块由编码电路和无线发射电路组成，接收模块由再生式接收、解码、报警和电源等电路组成。
再生式接收机接收到无线信号，经检验还原出编码信号，送至解码电路解码，当两块模块的距离超过设定范围，收到的信号较弱时，解码电路解不出信号，送至报警电路，报警电路报警。
发射接收模块由分立元件搭建，进行单管发射，超再生接收；
用PT2262,PT2272进行编解码，PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用的编解码电路，采用贴片封装，可减小整机的体积。
用ASK方式调制，从而实现ID识别。
若接上功放还可以当成收音机使用，还可以进行4位并行无线传输。
关键词:
单管；
超再生；
收音机；
无线传输
Abstract
Thisarticledescribesthelossofwirelessalarmdesignandproduction,theoryandcomposition,thealarmbyfiringmoduleandreceivermoduleiscomposedoftwoparts,includingthetransmittingandreceivingcircuit,notthesamesetoftransmittingandreceivingmodules,thecodeisnotthesamenotinterferewitheachother,firedbythecodingcircuitmoduleandwirelesstransmitterofthereceivermodulefromregenerativereception,decoding,suchasalarmandpowercircuit.Regenerativereceivetoreceivewirelesssignal,bytestingoutthecodetherestorethesignaltothedecodingcircuitdecoding.Whenthedistancebetweentwomodulesoversettingrange,theweakerthesignalreceivedwhennosignaldecodingcircuitsolutions,alarmcircuitalarm.Transceivermodulesbuiltfromdiscretecomponentsforsingle-tubelaunchers,receiverssuper-renewable;
withPT2262,PT2272forcodec’s,PT2262/PT2272CapeTownTaiwanCompanymanufacturingaCMOSlow-powerlow-costgenericcodeccircuit,usingpatchpackagecouldreducethesizeofmachine.ASKmodulationmethodsusedtoachievetherecognitionID.Transceivermodulesbuiltfromdiscretecomponentsforsingle-tubelaunchers,receiverssuper-renewable;
withPT2262,PT2272forcodec’s,PT2262/PT2272CapeTownTaiwancompanymanufacturingaCMOSlow-powerlow-costgenericcodeccircuit,usingpatchpackagecouldreducethesizeofmachine.ASKmodulationmethodsusedtoachievetherecognitionID.
Keywords:
One-tube;
super-renewable;
radio;
wirelesstransmission
绪论
0.1课题的背景与意义
随着社会的进步，现代生活节奏的加快，在快节奏的都市生活中，人们外出的机会也越来越多，很多人常常会丢三落四，常常会记不清楚把手提包放在那里，或者把电话弄丢，更要命的是有时候带孩子上街，稍不留意孩子就跑丢了，随身带的提包有时候也不免被小偷盯上，在等车等船时，稍不留意，小偷就会拎走你的包，如果小孩走丢，那就更焦急，所以为了防止这类事情的发生，电子防丢失报警器就应运而生。
电子防丢器小巧玲珑，便于携带，广泛用于手机，钱包，箱包，小孩等贵重物（人）品的防偷及防丢之用。
其距离在一定范围内可有任意调节，具有防丢，寻找，警音（或附带振动等功能），省电，环保，性能稳定可靠。
方便适用，是生活中必不可少。
电子防丢器接上功放还可以当收音机，不但可以防丢防、防盗，还可以休闲娱乐，男女老少皆可使用，有很好的市场前景，将会被广泛用在将来的生活中。
因此，我选择了研究电子防丢器。
0.2电子防丢器的功能原理
电子防丢器是一种能探测出距离远近的高科技电子装置，它能防止您携带的贵重物品遗失（如手机、手提电脑、摄像机、重要文件、手包、汽车钥匙、包裹等），防止随行的儿童走失、防止宠物跑丢。
具有高效、安全、方便、经济等优点，因而出现后即得到了迅速发展。
电子防丢器是由子机和母机组成，不是同一套的子母机编码不一样，不会相互干扰，无线发射频率各不相同。
子机由编码电路和无线发射电路组成，母机由再生式接收、解码、报警和电源等电路组成。
再生式接收电路如接收到发射的无线信号，经检波还原出编码信号，送至解码电路解码，解码电路解出信号，送至报警电路。
超过限定距离，收到信号过弱，解码电路解码不出信号，报警电路报警。
0.3电子防丢器的特点
本文所设计的电子防丢器主要采用台湾普城公司生产的一种CMOS工艺生产的低功耗低价位通用编解码电路PT2262/PT2272,它们分别有8位（A0-A7）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供6561个地址码,最多可以有4位（D0-D3）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出。
PT2262采用贴片封装，可减小整机的体积。
最重要的是PT2262/PT2272的编码必须一致，否则地址码不同将不能解码。
其特点如下：
1.使用方便，适用性广。
电子防丢器是由子机（发射机）和母机（接收机）两部分组成，体积小巧，便于携带，不会对外出造成任何负担，所以可以广泛用于手机、钱包、箱包、小孩等贵重物品或人身上防丢及防偷之用。
2.功能齐全，性能稳定。
具有安全距离可任意调节，防丢和寻找功能。
其报警方式为警音提示或者附带振动功能。
3.外观新颖，绿色环保。
机器的外观设计十分小巧精美，且绿色环保、无辐射。
电子防丢器的外表像个随身携带的装饰品，小巧玲珑，重量仅35.5g，可以挂在匙扣或腰带上。
0.4设计任务与基本要求
0.4.1基本要求
1.采用单片机作为主控芯片,主要用于数据识别和控制报警。
制作无线电发射、无线电接收装置各一个，其中一个置于钱包或手机（假设为A部分），另一个随身携带（假设为B部分）。
正常情况下不报警。
当发射接收模块相距大于某范围时，表示钱包或手机已经被人偷走，另一半装置报警，在该范围内则不报警。
2.调制方式采用调幅式和调频式任选。
3.采用超外差方式接收。
4.作用距离为10m。
5.发射功率不大于10mW。
0.4.2扩展功能
1.制作多套装置（实际制作两套），要求不同的发射模块能唯一识别唯一的对应模块，而不受其他模块干扰。
2.采用3V扣电池。
3.报警距离可调。
4.实现论证并实现低功耗方案，要求方案合理可行（例如采用间歇工作方式，就需要提出有效的同步措施和握手规范等）。
1.研究系统方案设计
1.1系统结构图
1.2方案比较与论证
1.2.1编码译码电路
方案一：
由RC电路和三极管等分立元件组成多谐振荡器。
其电路优点是简单、廉价，但电路工作频率单一，虽然可以通过调节RC参数改变电路频率，但实现起来比较困难，识别能力有限，因此难以有效地进行ID识别。
方案二：
采用集成芯片M7216。
M7216是一款低电压遥控编码芯片，内码共有20位元100万组（2的20次方），降低使用中编码重复的机率；
低工作电压。
其缺点是译码部分需要利用可编程逻辑器件，系统实现起来较为复杂。
方案三：
采用PT2262/2272编解码芯片。
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路，设定的地址码最多可达2的12次方组，采用串行输出，方便无线传输。
根据电子防丢器的实际要求，需要尽量做到电路简单、功耗低，ID可识别，因此我们选择方案三。
1.2.2发射电路
采用单管发射电路。
由单个三极管及阻容、电感等元件构成的无线发射电路具有电路简单，调试方便的特点，适合于短距离无线传输，但由于其电感容易受到外界影响，易出现跑频。
利用分立元件构成多管发射电路，其电路特点是工作较为稳定，传输距离较远，缺点是多级调试难度非常大（除非有一定的高频电路经验，否则难以调出来）。
利用BA1404、MC2833等FM发射专用芯片，只需少量外围元件即可方便的调出稳定的无线信号，由于设计要求不能使用专用的接收发射模块，而题目要求的距离较短，使用专用的芯片显得有些大材小用。
由于题目要求的距离短，所以本电路采用的是分立元件单管发射。
1.2.3接收电路
方案一：
采用超再生式接收电路。
超再生式接收电路具有电路简单、使用元件少、具有一定灵敏度的优点，缺点是选择性较差，噪声较大。
方案二：
采用超外差式接收电路。
超外差式接收机优点是频率稳定，抗干扰能力好，和单片机配合时性能比较稳定，缺点是灵敏度比超再生低，价格远高于超再生接收机，而且近距离强信号时可能有阻塞现象。
本电路需要距离短，且接收的是数字信号，我们采用超再生式接收电路，即使噪声较大，通过整形滤波也能很好的把数字信号很好的还原出来。
1.3收发电路的通讯方式比较
1.3.1红外线无线通讯方式
红外线传输是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；
接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
但是，由于红外传输是一种点对点的传输方式，因此不能离的太远，而且要对准方向，且中间不能有障碍物也就是不能穿墙而过，这完全不能达到无线电子防丢器的设计要求。
1.3.2蓝牙无线通讯方式
蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。
它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达1Mbps。
通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。
蓝牙的最大特点是传输信息量大，传输速率高（可达1Mbps）.其传输最远为100米左右（实际有效距离是十多米），可加强信号，可以绕弯，可以不对准，可以不在同一间房间，链接最大数目可达7个，同时区分硬件。
但是，蓝牙技术还不够成熟，而设备还相对比较昂贵，对于本设计而言，其无线传送的只是信号，并不要求传输数据或只需传送极少的数据量，因此利用蓝牙传输实在是大材小用而且浪费资源。
1.3.3超短波无线通讯方式
超短波无线通讯是利用1～10米波长的电磁波进行视距传输的一种。
超短波波段在30MHz～300MHz频段，其汇总包括我们常听到的无线广播FM频段。
近距离的超短波主要由发射机与接收机构成，其收发电路搭建非常简单，只需少量分立元件即可实现。
可采用模拟调制方式或数字调制方式，其中数字调制方式主要有数字键控调频电路（FSK）、数字键控调幅电路（ASK）、数字键空调相电路（PSK）三大类，ASK调制方式具有电路简单、平均功率小、耗电少等优点，被广泛由于短距离、小功率遥控电路设备中。
但是超短波无线收发电路如果使用分立元件制作出来其频率不够稳定，易出现跑频，其传输速度也比较有限。
但从成本和实际的可操作性考虑，本丢失报警器采用超短波无线通讯方式，并且根据传输信号要求，采用数字键控调幅方式。
以上通讯方式比较如表：
几种收发电路的通讯方式比较
通讯方式
红外线
蓝牙
超短波
工作频率
几十KHz～几百KHz
2.402GHz～2.480GHz
30MHz～300MHz
传输距离
较近且必须直线对准
较近
视功率而定
技术水平
很成熟
不够成熟
传输速度
慢
快
一般
成本
低
高
1.3最终选择方案
1.采用PT2262/2272编解码芯片作为实现ID可识别的方案。
2.采用单管无线发射电路。
3.采用分立元件构成采用超再生式接收电路对进行接收。
1.5主要器件介绍
1.5.1PT2262/PT2272简介
PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振,并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅。
PT2262/2272特点:
1.CMOS工艺制造，低功耗
2.外部元器件少
3.RC振荡电阻
4.工作电压范围宽：
2.6-15v
5.数据最多可达6位
6.地址码最多可达531441种
1.5.2PT2262/PT2272芯片说明
（一）PT2262管脚说明:
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,
D0-D5
7-8、10-13
数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉
Vcc
18
电源正端（＋）
Vss
9
电源负端（－）
TE
14
编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
DOUT
17
编码输出端（正常时为低电平）
（二）PT2272管脚说明:
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,必须与2262一致,否则不解码
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只在接收到下一数据才能转换
DIN
数据信号输入端，来自接收模块输出端
VT
解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）
（三）PT2262性能参数表:
参数
符号
参数范围
单位
电源电压
-0.3―15
V
输入电压
Vi
-0.3―Vcc+0.3
输出电压
Vo
最大功率（Vcc=10V）
Pa
300
mW
工作温度
Topr
-20―+70
℃
储存温度
Tstg
-40―+125
（四）PT2272性能参数表:
测试条件
最小值
典型值
最大值
2
电源电流
Icc
Vcc=10V
振荡器停振
A0—A11开路
0.02
0.3
μA
Dout输出
驱动电流
IOH
Vcc=5V,VOH=3V
-3
mA
Vcc=8V,VOH=4V
-6
Vcc=10V,VOH=6V
-10
陷电流
IOL
Vcc=5V,VOL=3V
Vcc=8V,VOL=4V
5
Vcc=10V,VOL=6V
输出高电平
VIH
0.7Vcc
输出低电平
VIL
0.3Vcc
1.5.3PT2262编码格式
每组字码之间有同步码隔开，如果用单片机软件解码时，程序只要判断出同步码，然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。
一个字码由12位AD码（地址码加数据码，比如8位地址码加4位数据码）组成，每个AD位用两个脉冲来代表：
两个窄脉冲表示“0”；
两个宽脉冲表示“1”；
一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。
PT2262每次发射时至少发射4组字码，PT2272只有在连续三次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。
因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。
PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。
M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6），对应的地址编码应该是6位。
PT2262/2272地址码的设定:
在通常使用中，一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272
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