專利名稱：一種基于Zigbee技術(shù)和定向天線技術(shù)的防丟尋物器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種基于Zigbee技術(shù)和定向天線技術(shù)的防丟尋物器，特別涉及一種兼具防丟和定位尋物功能的電子器件。
背景技術(shù)：
:由于現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生身邊的東西(如鑰匙，錢(qián)包，小孩，寵物等)不小心丟失；因此需要一種既能夠防止物品丟失，又能夠給出用戶被尋物(或人)的位置的防丟尋物器?，F(xiàn)有的一些已實(shí)現(xiàn)了防丟或?qū)の锕δ艿碾娮悠骷＠?，如防丟器是由主機(jī)和從機(jī)兩部分組成，當(dāng)被防護(hù)對(duì)象(攜帶從機(jī))離開(kāi)監(jiān)護(hù)人(攜帶主機(jī))設(shè)定的安全距離時(shí)，主機(jī)就會(huì)發(fā)出聲音或震動(dòng)等信號(hào)的警報(bào)。尋物器也是由主機(jī)和從機(jī)組成，當(dāng)物品遺失時(shí)，可按鍵發(fā)射端發(fā)出信號(hào)，使從機(jī)在有效距離范圍內(nèi)接收信號(hào)并發(fā)出一個(gè)聲信號(hào)或者光信號(hào)提示用戶快速尋找到物品。但此類產(chǎn)品在啟用尋物功能的時(shí)候，只能使丟失物上攜帶的從機(jī)發(fā)出聲信號(hào)或光信號(hào)，而聲信號(hào)或光信號(hào)都受到使用者離丟失物品遠(yuǎn)近的距離限制，用戶必須離丟失物比較近時(shí)才可以聽(tīng)得見(jiàn)聲信號(hào)或看見(jiàn)光信號(hào)，因此尋物范圍一般在20米距離左右
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于Zigbee技術(shù)和定向天線技術(shù)的電子防丟尋物器，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)被防丟的物體超過(guò)安全距離時(shí)，可以提示主機(jī)發(fā)出聲音或震動(dòng)的警報(bào)；當(dāng)物體已經(jīng)丟失時(shí)，主機(jī)上的IXD屏上可以指示出丟失物體的方向和顯示離用戶的距離值，從而通過(guò)角度-距離的極坐標(biāo)定位出丟失物體具體位置，可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的尋物功能，搜尋范圍一般在O米至300米。當(dāng)主機(jī)離從機(jī)在20米以內(nèi)的近距離時(shí)，主機(jī)可以按鍵發(fā)射信號(hào)使從機(jī)發(fā)出聲音和亮燈，從而可以在近距離快速的尋找到從機(jī)。
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為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:一種基于Zigbee技術(shù)定向天線技術(shù)的電子防丟尋物器，包括主機(jī)和從機(jī)兩部分。主機(jī)包括定向天線，IXD顯示屏，CC2430芯片模塊，電源，鍵盤(pán)，發(fā)聲裝置，震動(dòng)裝置，從機(jī)包括天線，LED指示燈，CC2430芯片模塊，電源，發(fā)聲裝置。使用時(shí)，用戶手持主機(jī)，從機(jī)置于易丟失對(duì)象(人或物)上，其中可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)主機(jī)對(duì)多個(gè)從機(jī)，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)有自己獨(dú)特的ID，互不干擾。啟用防丟功能時(shí)，當(dāng)接收不到信號(hào)或者檢測(cè)出距離超過(guò)設(shè)定的防丟安全距離時(shí)主機(jī)和從機(jī)都會(huì)發(fā)出聲音和震動(dòng)報(bào)警。主機(jī)和從機(jī)均選用CC2430芯片作為發(fā)射和接收芯片，CC2430芯片的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動(dòng)模式的超短時(shí)間的特性，特別適合要求電池壽命非常長(zhǎng)的應(yīng)用。采用CC2430獲得信號(hào)強(qiáng)度值，通過(guò)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算出距離，在CC2430芯片內(nèi)建了一個(gè)指示信號(hào)強(qiáng)度的寄存器RSSI (Received Signal Strength Indicator),其值與RF輸入功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如附圖1所示。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立起連接后根據(jù)RSSI的值即可計(jì)算出距離，其中D為距離，η為路徑損失指數(shù)，A為以dBm表示的距離I米時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度的絕對(duì)值。盡管仍然會(huì)因?yàn)榭諝鉁囟?、濕度等的不同以及干擾而存在一定的誤差，但在這個(gè)問(wèn)題中這些誤差是可以忽略的。計(jì)算公式為D = 1Q(|RSSI|-A)/lOn啟用尋物功能時(shí)，基于定向天線的技術(shù)，通過(guò)定向天線對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行方向性的約束，如果發(fā)射節(jié)點(diǎn)在定向天線的方向上，接收到的信號(hào)最強(qiáng)，一旦方向發(fā)生了偏移，接收到的信號(hào)將隨著偏移角度的增大衰減。因此可以在使用者旋轉(zhuǎn)主機(jī)的過(guò)程中通過(guò)信號(hào)差分的方法計(jì)算出信號(hào)強(qiáng)度最大的方向，并在位于該方向時(shí)進(jìn)行指示，從而確定出從機(jī)的方向，并通過(guò)CC2430芯片模塊計(jì)算出從機(jī)離主機(jī)的距離數(shù)值直接顯示在IXD屏幕上。本發(fā)明設(shè)計(jì)出了一種電子防丟尋物器，采用基于ZigBee通信協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的GPS、GPRS定位技術(shù)以及基于聲納、紅外線、激光的定位方案，具有低成本、高精度、低能耗的特點(diǎn)，并且同一個(gè)終端可以管理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，搜尋距離擴(kuò)大。采用定向天線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)監(jiān)控終端對(duì)目標(biāo)物體的定位，相比于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位傳統(tǒng)的兩點(diǎn)和三點(diǎn)定位方法，使用更加方便，系統(tǒng)也更加簡(jiǎn)單，兼具便捷性和精確性。


:圖1RSSI值與RF輸入功率對(duì)應(yīng)關(guān)系圖2端點(diǎn)原理3防丟程序框4尋物程序框5主機(jī)結(jié)構(gòu)框6從機(jī)結(jié)構(gòu)框圖
具體實(shí)施方案:該電子防丟尋物器包括兩個(gè)部件，一個(gè)用戶手持設(shè)備(主機(jī))，一個(gè)被安裝在易丟失物品的部件(從機(jī))。系統(tǒng)的基本工作過(guò)程為:(I)防丟過(guò)程如圖3，啟動(dòng)防丟模式后，主機(jī)發(fā)送具有ID特征的防丟激活信號(hào)激活從機(jī)，對(duì)應(yīng)的從機(jī)接受到信號(hào)后發(fā)送防丟信號(hào)到主機(jī)，主機(jī)接收到信號(hào)后檢測(cè)其信號(hào)強(qiáng)度從而計(jì)算出距離。當(dāng)接收不到信號(hào)或者檢測(cè)出距離過(guò)大時(shí)都會(huì)發(fā)出報(bào)警。(2)尋物過(guò)程如圖4，在尋物時(shí)，主機(jī)發(fā)出包含目標(biāo)物體特定信息的尋物指令，收到指令的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行ID匹配。匹配成功的節(jié)點(diǎn)回發(fā)定位信號(hào)，否則就繼續(xù)進(jìn)行休眠。此時(shí)，用戶通過(guò)手持主機(jī)通過(guò)按鍵發(fā)送尋物信號(hào)，發(fā)出包含特定被尋物體(攜帶從機(jī))ID的信息，以激活機(jī)子節(jié)點(diǎn)，等待配對(duì)成功。該節(jié)點(diǎn)解除休眠狀態(tài)，并回發(fā)一個(gè)字符串。主機(jī)收到配對(duì)成功信號(hào)，用戶手持主機(jī)進(jìn)行緩慢旋轉(zhuǎn)，主機(jī)將根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱變化自動(dòng)識(shí)別出信號(hào)最強(qiáng)的方向并亮起指示燈，可以搜尋到從機(jī)相對(duì)于主機(jī)所處方向，并從屏幕中讀出從機(jī)離主機(jī)的距離大小，從而確定丟失物體 相對(duì)于用戶的極坐標(biāo)。當(dāng)主機(jī)離從機(jī)較近距離時(shí)，主機(jī)可以按鍵發(fā)射信號(hào)使從機(jī)發(fā)出聲音和亮燈，從而可以在近距離快速的尋找到從機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種基于Zigbee技術(shù)和定向天線技術(shù)的電子防丟尋物器，包括主機(jī)和從機(jī)兩部分，其特征在于:所述主機(jī)包括定向天線，CC2430芯片模塊，IXD顯示屏，電源，鍵盤(pán)，外殼，發(fā)聲震動(dòng)裝置及各部分相互連接裝置；所述從機(jī)包括天線，LED指示燈，CC2430芯片模塊，電源，外殼，發(fā)聲震動(dòng)裝置及各部分相互連接裝置；所述主機(jī)安置在使用者處，從機(jī)安置在需要防止丟失的物品上，一個(gè)主機(jī)可以監(jiān)控多個(gè)從機(jī)；所述主機(jī)可設(shè)置一定距離范圍，從機(jī)超過(guò)此范圍主機(jī)會(huì)產(chǎn)生聲音或震動(dòng)或亮燈等形式的報(bào)警；所述主機(jī)離從機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)通過(guò)顯示方向信號(hào)燈和距離值來(lái)定位從機(jī)所處位置，主機(jī)離從機(jī)較近時(shí)通過(guò)發(fā)射信號(hào)使從機(jī)發(fā)出聲音和亮指示燈，從而可以在近距離快速的尋找到從機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主機(jī)和從機(jī)的電源，其特征在于電源可為紐扣電池/5號(hào)電池/7號(hào)電池/充電電池等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主機(jī)和從機(jī)的發(fā)聲裝置，其特征在于發(fā)聲裝置為喇叭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主機(jī)和從機(jī)的震動(dòng)裝置，其特征在于震動(dòng)裝置為微形震動(dòng)電動(dòng)機(jī) 。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Zigbee技術(shù)和定向天線技術(shù)的電子防丟尋物器，包括主機(jī)和從機(jī)兩部分。使用時(shí)，用戶將從機(jī)置于容易丟失的物品上。當(dāng)啟用防丟功能時(shí)，用戶可以設(shè)置從機(jī)離主機(jī)的安全距離，當(dāng)兩者相距大于此距離時(shí)，主機(jī)可以發(fā)出提示聲音或震動(dòng)等信號(hào)報(bào)警。當(dāng)啟動(dòng)尋物功能時(shí)，用戶轉(zhuǎn)動(dòng)主機(jī)，主機(jī)將根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱變化自動(dòng)識(shí)別出信號(hào)最強(qiáng)的方向并亮起指示燈，可以搜尋到從機(jī)相對(duì)于主機(jī)所處方向，并從屏幕中讀出從機(jī)離主機(jī)的距離值，從而定位出從機(jī)相對(duì)于主機(jī)的極坐標(biāo)。該電子防丟器兼具防丟和尋物功能，能自行設(shè)定防丟距離，能實(shí)現(xiàn)0～300米范圍的較遠(yuǎn)尋物距離。
文檔編號(hào)G08B21/24GK103247154SQ201210032678
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者滕繁, 賈丙西, 王獻(xiàn)斌 申請(qǐng)人:滕繁