基于单片机的无线防丢系统的设计

基于单片机的无线防丢系统的设计(任务书,论文20000字)
摘 要
电子防丢器的出现是与现代人的生活方式紧密相连的，是时代的进步，科学和技术发展的成果。本次课程设计被分为母机和子机两个部分。其中母机包含的模块有STC89C51单片机控制模块、nRF24L01无线传输模块、声光报警模块、震动报警模块、短信报警模块、复位电路模块和按键查询模块。子机部分包含STC89C51单片机控制模块、nRF24L01无线传输模块、声光报警模块和复位电路模块。因为母机和子机都使用nRF24L01芯片的2.4G无线技术，所以两机可以互相发送和接收信号。当母机和子机没超过特定距离时，nRF24L01传输芯片被配置为发送模式发送数据给另一端，另一端相应地配置为接收模式接收数据。当接收端接收到数据后，发送回应信号给发送端，这样就完成了一次通信。然而，当两机超过特定距离时，无线芯片无法把数据传输给接收端。在经过一段时间没有接收到数据后，接收端就启动一次周期报警。而没有接收端的应答信号，发送端经过一段时间也会发出周期报警。在报警完毕后，母机会重新发送数据给子机，开始新一轮的通信尝试。本课程设计在声光报警的基础上增加了震动报警和短信报警，这样的创新改进使得防丢器在吵闹人群中能发挥最佳的效果。
关键词：nRF24L01  防丢器  STC89C51

Abstract
    The issue of anti-lost design is closely related to modern people's lives, the progress of era, is the results of scientific and technological development. The design is divided into two parts: the base unit and the handset. The master unit includes STC89C51 MCU control module, nRF24L01 wireless transmission and reception module, sound and light alarm, vibration alarm module, SMS alarm module, reset circuit module, oscillator circuit module and key-query module. The slave unit includes STC89C51 MCU control module, nRF24L01 wireless transmission and reception module, sound and light alarm module, crystal oscillator circuit module and reset circuit module. Because the base unit and handset contain nRF24L01 wireless communication module using 2.4GHz technology, the base unit and the handset can send and receive signals. When the distance between the two units does not exceed the specified range, the nRF24L01 sender is configured to transmit mode, the data is sent. In the meantime, the corresponding nRF24L01 receiver is configured to reception mode to receive data. The receiver will send a response signal to the sender to complete one round of communication after receiving the date. However, when the distance of the two units exceeds a predetermined range, the data cannot be transmitted by the sender using the nRF24L01 wireless transmission. Then the receiver will not send response signal to the sender. And the receiver will start a round of alarm after a predetermined period of time. Because the sender cannot get the response signal, it will start a round of alarm too. After one round of alarm finished, the sender will send data to the receiver again in order to start a new round of communication. This design, based on the vibration alarm module and SMS alarm module, is the innovation of anti-lost. Moreover, because of these modules, the effect of alarm is particularly prominent especially in a noisy crowd.
    Keywords: nRF24L01; Anti-lost alarm; STC89C51
 

目 录
摘 要    I
Abstract    II
第一章 前言    1
1.1课题的背景与意义    1
1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果    1
1.3设计任务的分析    2
1.4预期结果    2
1.5本文的主要工作    3
第二章 总体方案设计的论证    4
2.1系统方案设计    4
2.2模块方案设计    5
2.2.1主控芯片方案    5
2.2.2无线通信模块方案    6
第三章 硬件电路系统设计    8
3.1 STC89C51单片机主控模块设计    8
3.2单片机最小系统    9
3.2.1时钟电路    10
3.2.2复位电路    10
3.3 nRF24L01无线模块设计    11
3.3.1 nRF24L01概述    11
3.3.2引脚功能及描述    12
3.3.3 nRF24L01硬件接口电路    14
3.4声光报警模块设计    14
3.4.1灯光提示电路    14
3.4.2声音报警电路    15
3.5震动报警模块设计    16
3.6按键模块设计    16
3.7短信报警模块设计    17
3.7.1 SIM900A芯片介绍    17
3.7.2 SIM900A硬件系统设计    20
第四章 软件系统设计    21
4.1软件工具介绍    21
4.2软件流程设计    21
4.2.1母机流程图设计    22
4.2.2子机流程图设计    23
4.3 nRF24L01无线模块软件    24
4.3.1 nRF24L01射频芯片特性    24
4.3.2 nRF24L01发送程序设计    28
4.3.3 nRF24L01常用指令与硬件内部实现    29
4.3.4 nRF24L01芯片的软件配置过程    31
4.3.5 nRF24L01发送程序流程图    33
4.3.6 nRF24L01接收程序流程图    34
4.4 SIM900A短信报警模块软件    35
4.4.1短信报警模块工作原理    35
4.4.2短信报警模块的优化    37
第五章 系统的调试及设计成果    39
5.1调试流程    39
5.2设计成果    39
5.3硬件设计实物照片    40
结论    41
致谢    43
参考文献    44
附录：母机原理图    48
附录：子机原理图    49