消声室制作• 151
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技术交流
淮安信息职业技术学院电子工程学院 刘芊江 徐建丽
中远电梯
为了保证人们生活的质量，防止儿童丢失所带来的家庭悲剧，特设计一款智能无线儿童防丢器。该系统由母机和子机两部分组成，母机负责接收子机信号，一旦距离超出范围，发出报警信号提醒家长，同时查儿童，子机负责发送信号。该系统价格低廉、操作方便，具有较好的市场前景。 当今社会是一个和谐的社会，我们期望在工作之余，能回归家庭，感受家庭的温馨，然而，在实际生活中，我们往往看到一些年轻父母在陪伴儿童玩耍的过程中，由于注意力不集中，比如玩手机、与他人聊天等等，导致儿童走失的现象屡屡发生，产生一个一个的家庭悲剧，本研究正是在这样的背景下，设计一款智能无线儿童防丢器，具有结构简单，操作容易，距离可控，价格低廉等特点。
1 系统总体方案设计
该系统由两部分组成，一是母机部分，带在家长身边，将开关打开，处在接受状态，当子机与母机的距离超出可控的范围时，母机就会发出报警，进而提醒家长，孩子跑远，要尽快确定其位置；另一部分是子机部分，戴在儿童身上，用于母机查其具体方位。具体系统的方案如图1
所示。钢骨柱
图1 系统研究方案图2 系统硬件电路设计
2.1 单片机选择
常用的单片机有51系列和AVR 系列，根据本次课题的研究需要，我们选择了功耗比较低、性能相对比较高的51系列的单片机。该单片机在工作中，有内部时钟和系统复位功能，因此不要再外接其他外围电路，相对来说使产品成本降低，有助于市场的推广。51系列单片机中的CPU 是由运算器和控制器所构成的。运算器主要用来对操作数进行算术、逻辑运算和位操作的。控制器主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。2.2 灯光提示电路设计
灯光提示电路分别用于母机和子机中，当儿童走丢时，戴在
家长身上的母机就会发出灯光警示，提醒家长，儿童超出控制距离范围，发生丢失；同时当戴在儿童身上的子机超出可控距离范围后，子机接收不到母机信号，也会发出灯光警示，帮助儿童重新确定自己的位置，赶紧到家长，本设计采用发光二极管与电阻串联的形式作为灯光提示电路，在此串联电路中，由于电源供电电压为+5V ，而发光二极管的供电电压为+3V ，因此串联一个电阻起到分压的作用。电路如图2
所示。
图2 灯光提示电路 图3 声音报警电路
2.3 声音报警电路
该模块在母机和子机中都发挥作用。当儿童走丢时，母机接收不到子机发出的信号，母机发出报警的
摄像机三脚架声音，及时提醒家长，同时确保家长能及时接收到儿童走丢的信息，对于子机而言，当接收不到母机信号时，子机也会发出报警声音，提醒儿童已超出安全距离范围。本模块采用一个PNP 型三极管，一个有源蜂鸣器和一个限流电阻组成。三极管起到开关的作用，当基极输入低电平时，其导通，蜂鸣器报警，当输入高电平时三极管截止，蜂鸣器不发出报警声，电路如图3所示。2.4 无线模块设计
磁卡电表近年来，nRF24L01芯片在无线通信领域发挥的作用越来越大，应用领域也越来越广泛。它是由NORDIC 生产的工作在2.4GHZ
的ISM 频段的单片无线收发器芯片，其输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置，几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作，因此本设计采用具有2.4G 技术的nRF24L01无线发送和接收模块进行短距离通信，这样更能保证传输的安全性和可靠性，其引脚图如图4
所示。
图4 nRF24L01引脚图
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