CN107833441B - 一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统，包括一个主机和多个子机，以及一个装有相应APP的智能手机；本系统通过主机与子机之间的蓝牙通信，实现对子机所绑定物品进行声光定位、文字识别、防丢报警、声音辅助提醒；本系统还通过手机与主机和子机之间的蓝牙通信，实现用手机APP对各子机所绑定物品的名称进行设置向主机发送并存入主机、用手机APP分别录制物品说明用途和主人联系方式的录音文件向子机发送并存入子机、用手机APP对子机与主机断开蓝牙连接时的位置信息进行记录。本系统定位距离长，应用范围广泛，能对钥匙及其他小件易丢失的物品进行定位与识别，而且还具有防丢失报警和声音辅助提醒功能，非常方便。

Description

一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统

技术领域

本发明涉及一种物品寻找定位与识别系统，具体是一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，一个人的钥匙、钱包、手机等私人物品也逐渐增多，由于这些小件物品往往存放较为散乱，很难进行有效保管。例如某些保管有多条钥匙的人群，虽然可贴标签进行标记，但由于标签所能容纳信息量太少又容易脱落，很容易造成不记得哪条钥匙对应开什么锁的现象。而且这些小件物品在不注意时很容易遗失，从而造成不必要的财产损失和心理负担，有时甚至会严重影响人们的工作和生活。虽然市面上也有一些基于蓝牙信号方式的钥匙定位寻找器，但此类产品只能针对单一钥匙进行定位，无法用于其他物品，而且定位距离短，功能单一，无法标记和识别绑定的物品名称，使用起来不是很方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统，该系统通过设置一个主机和多个子机，然后将各子机与相应的物品进行绑定，并配合手机APP使用，即可实现对子机绑定物品进行准确定位与识别，还可以实现防丢报警、录音文件传送和声音辅助提醒的功能。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统，包括一个主机和多个子机，以及一个带蓝牙功能并装有相应APP的智能手机；本系统通过主机与子机之间的蓝牙通信，实现对子机所绑定物品进行声光定位、文字识别、防丢报警、声音辅助提醒；本系统还通过手机与主机和子机之间的蓝牙通信，实现用手机APP对各子机所绑定物品的名称进行设置向主机发送并存入主机、用手机APP分别录制物品说明用途和主人联系方式的录音文件向子机发送并存入子机、用手机APP对子机与主机断开蓝牙连接时的位置信息进行记录、用手机APP对主机的时钟信息进行同步。

所述主机内部设有主机单片机、主机存储器模块、主机蓝牙模块、主机电源模块，外部设有液晶显示模块和按键模块；所述主机存储器模块与主机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述主机蓝牙模块与主机单片机相连接，主机蓝牙模块与手机蓝牙模块和子机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述液晶显示模块与主机单片机的输出端相连接，对外输出时钟信息、名称信息、距离和电量信息；所述按键模块与主机单片机相连接，按键模块对应每个子机均设有一个子机按键，以实现对各子机声光定位；所述主机电源模块分别与主机的其他各模块相连接并为其供电。

所述子机内部设有子机单片机、子机存储器模块、子机蓝牙模块、子机电源模块、语音模块、电量采样模块，外部设有LED灯；所述子机存储器模块与子机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述子机蓝牙模块与子机单片机相连接，子机蓝牙模块与主机蓝牙模块和手机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述语音模块与子机单片机相连接，以实现声音报警和对物品说明录音文件进行播放；所述电量采样模块与子机单片机相连接，以实现对子机电量的采样；所述LED灯与子机单片机相连接，以实现灯光指示；所述子机电源模块分别与子机的其他各模块相连接并为其供电。

所述主机单片机采用STMSTM8L151G单片机；所述主机存储器模块采用存储芯片W25X16进行构建；所述主机蓝牙模块采用蓝牙5.0模块进行构建；所述液晶显示模块采用1.8寸的液晶显示屏；所述按键模块对应每个子机均设有一个子机按键，每个子机按键还配有相应的指示灯，按键模块还包括一个用于设置子机采用声音报警或声光同时报警的DIP开关。

所述子机单片机采用STMSTM8L151G单片机；所述子机存储器模块采用存储芯片W25X16进行构建；所述子机蓝牙模块采用与主机相同的蓝牙5.0模块进行构建；所述语音模块采用语音芯片KT404A、功放芯片TDA2822和一个喇叭进行构建，语音模块还包括了一个用于播放物品说明录音文件的播放按键。

本基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统的操作流程如下：

在使用前，把各子机与所需绑定的物品如钥匙、钱包等通过钥匙扣或3M粘胶贴的方式分别绑定；通电后，主机和手机之间以及子机和手机之间通过各自的蓝牙模块建立蓝牙通信连接网络，主机和全部子机之间也通过各自的蓝牙模块同时建立蓝牙通信连接网络；通过手机APP设置各子机所绑定物品的名称并存入主机，用手机APP分别录制各绑定物品的物品用途和主人联系方式的录音文件，然后通过蓝牙信号传输至子机中存储；子机的ID信号、蓝牙信号强度和电池电压参数通过蓝牙信号传输至主机中。

在不操作任何按键的常规模式下，主机在其液晶显示屏上显示手机APP同步来的时钟信息，主机会每隔2分钟定时检测与各子机的蓝牙连接，并在主机液晶显示屏上依次循环显示各子机与主机的距离以及各子机的剩余电量；当主机与子机处于正常连接状态时，手机APP会自动记录主机的地理位置信息；当主机检测不到某个子机的蓝牙信号时，主机液晶显示屏上会显示断开连接的警示信息（如：以红色字体显示“X号子机已断开连接！”），由于记录有断开连接前的主机的地理位置信息，因此可在手机APP上点击进去查看具体的地理位置。

当快速单次按下主机上相对应的子机按键时，将立即触发对应子机的定位识别报警设置，同时清除其它模式设置，主机首先会检测与对应子机的蓝牙连接，如果是正常连接状态，则主机会在其液晶显示屏上高亮显示已设置的该子机所绑定物品的名称和该子机的剩余电量，点亮主机上对应子机的指示灯为绿色，并触发对应子机发出定位声音报警，或者同时触发对应子机上的LED灯进行灯光闪烁报警，以便快速寻找定位对应子机；如果主机连接不上对应子机，则在主机液晶显示屏上显示对应子机无法连接的警示信息（如：显示“X号子机无法连接!请检查!”），并点亮主机上对应子机的指示灯为红色。

当快速双次按下主机上相对应的子机按键时，将触发对应子机的防丢报警设置，同时清除其它模式设置，此时主机将会每隔20秒定时检测与对应子机的蓝牙连接，当主机检测到与对应子机的信号强度即将达到蓝牙信号强度的定义最大衰减值时（如：定义信号衰减90%为最大衰减值，即只有10%的信号强度时），将触发对应子机发出防丢声音报警或声光报警；在检测信号过程中，如果能检测到子机的信号并正常连接子机，则在主机液晶显示屏上显示与子机的距离、子机绑定的物品名称及子机的电量剩余，并点亮主机上对应子机的指示灯为绿色；如果在1分钟内检测不到子机的信号，则主机液晶显示屏上显示对应无法连接的警示信息（如：显示“X号子机无法连接!请检查!”），并点亮主机上对应子机的指示灯为红色。

当长按3秒以上主机上相对应的子机按键时，将清除对应子机的定位识别报警设置和防丢报警设置并切换至常规模式。

当按下某个子机的播放按键时，将首先检测子机与主机的蓝牙连接状态，当该子机与主机正常蓝牙连接时，则在主机液晶显示屏上高亮显示该子机所绑定物品的名称和该子机的剩余电量，同时该子机选择播放物品用途录音文件(如果没有对应文件则不进行任何动作)；当该子机不能与主机正常蓝牙连接时(即检测不到主机蓝牙信号)，该子机则选择播放主人联系方式录音文件(如果没有对应文件则该子机响起6次蜂鸣声)。此功能用于对子机绑定物品在相应情况下进行声音辅助提醒，当子机蓝牙连接正常时能辅助物品主人通过声音来识别物品用途，当子机蓝牙连接中断时，表明物品处于遗失状态，拾获者捡到后可通过播放主人联系方式录音来找到物品的主人。

本基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统通过设置一个主机和多个子机，然后将各子机与相应的物品进行绑定，并配合手机APP使用，即可实现对子机绑定物品进行准确定位与识别，还可以实现防丢报警、录音文件传送和声音辅助提醒的功能。本系统由于采用蓝牙5.0技术，定位距离长，理论空旷距离可达150米左右，应用范围广泛，能对钥匙及其他小件易丢失的物品进行定位与识别，而且还具有防丢失报警和声音辅助提醒功能，可以应用在手机和钱包上，非常方便。另外由于本系统的子机可以选择单独播放物品相关录音文件，当主人遗忘该物品的具体信息时，可以获得提示，当物品遗失时，拾获者了解主人联系信息后，也便于将物品归还主人。

附图说明

图1为一个配有4个子机的主机的外形结构图。

图2为1#子机外的形结构图。

图3为主机的模块原理图。

图4为子机的模块原理图。

图5为主机的电路图。

图6为子机的电路图。

在图1-2中：a1-指示灯，a2-DIP开关，a3-子机按键，a4-液晶显示屏，b1-LED灯，b2-挂孔，b3-播放按键，b4-喇叭。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统，包括一个主机和多个子机，以及一个带蓝牙功能并装有相应APP的智能手机；本系统通过主机与子机之间的蓝牙通信，实现对子机所绑定物品进行声光定位、文字识别、防丢报警、声音辅助提醒；本系统还通过手机与主机和子机之间的蓝牙通信，实现用手机APP对各子机所绑定物品的名称进行设置向主机发送并存入主机、用手机APP分别录制物品说明用途和主人联系方式的录音文件向子机发送并存入子机、用手机APP对子机与主机断开蓝牙连接时的位置信息进行记录、用手机APP对主机的时钟信息进行同步。所述主机和子机的外形结构图分别如图1和图2所示。

如图3所示，所述主机内部设有主机单片机、主机存储器模块、主机蓝牙模块、主机电源模块，外部设有液晶显示模块和按键模块；所述主机存储器模块与主机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述主机蓝牙模块与主机单片机相连接，主机蓝牙模块与手机蓝牙模块和子机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述液晶显示模块与主机单片机的输出端相连接，对外输出时钟信息、名称信息、距离和电量信息；所述按键模块与主机单片机相连接，按键模块对应每个子机均设有一个子机按键，以实现对各子机声光定位；所述主机电源模块分别与主机的其他各模块相连接并为其供电。

如图4所示，所述子机内部设有子机单片机、子机存储器模块、子机蓝牙模块、子机电源模块、语音模块、电量采样模块，外部设有LED灯；所述子机存储器模块与子机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述子机蓝牙模块与子机单片机相连接，子机蓝牙模块与主机蓝牙模块和手机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述语音模块与子机单片机相连接，以实现声音报警和对物品说明录音文件进行播放；所述电量采样模块与子机单片机相连接，以实现对子机电量的采样；所述LED灯与子机单片机相连接，以实现灯光指示；所述子机电源模块分别与子机的其他各模块相连接并为其供电。

如图5所示，所述主机单片机采用STMSTM8L151G单片机，所述主机蓝牙模块采用蓝牙5.0模块进行构建。主机单片机的1脚和28脚分别连接ROM程序下载接口COM4中的4脚和3脚，以向主机单片机输入内部ROM程序的传输控制信号；主机单片机的2脚TXD发送端和3脚RXD接收端分别接到主机蓝牙模块的8脚RXD接收端和9脚TXD发送端，以实现主机单片机与主机蓝牙模块之间相互发送与接收信号。主机在给子机发送指令或数据时，是通过主机单片机的2脚TXD发出指令，主机蓝牙模块的8脚RXD收到指令后，通过蓝牙无线信号发送出去给子机，子机蓝牙模块收到指令后，通过自己的9脚TXD发送端发送收到的指令给子机单片机的3脚RXD接收端，以接收主机发来的指令和数据。

所述主机单片机的13脚接电量查询按钮（即对应子机按键）接口的电压采样指令输入PB1端，8脚接电压采样AD接口的PD0端，按下主机上的电量查询按钮后，采集子机电压作为子机电量返回给主机的信号；主机单片机的9、10、11、12、13、14、15、20脚分别接液晶显示模块的第11、10、9、4、3、2、1、8脚作为显示输出；主机单片机的16、17、18、20脚分别接存储芯片W25X16的5、1、2、6脚，用于传送SPI总线数据；主机单片机的6脚接地，7脚接电源VCC端。

如图6所示，所述子机单片机也采用STMSTM8L151G单片机，所述子机蓝牙模块采用与主机相同的蓝牙5.0模块进行构建。子机单片机的2脚TXD发送端和3脚RXD接收端分别接到子机蓝牙模块的8脚RXD接收端和9脚TXD发送端，以实现子机单片机与子机蓝牙模块之间相互发送与接收信号。当子机在给主机发送数据或指令时，是通过子机单片机的2脚TXD发出指令，子机蓝牙模块的8脚RXD收到指令后，通过蓝牙无线信号发送出去给主机，主机蓝牙模块收到指令后，通过自己的9脚TXD发送端发送收到的指令给主机单片机的3脚RXD接收端，以接收子机发来的信号。

所述子机单片机的14脚PB2通过一个电阻R6连接到LED灯，子机单片机接收到主机信号后控制LED灯点亮作为灯光警报；子机单片机的17、18、19、20脚分别连接到子机存储芯片W25X16的6、5、2、1脚，用于传送SPI总线数据，同时子机存储芯片W25X16的2脚PB7与5脚PB6之间通过电阻R2连接到一起；子机单片机的6脚接地，7脚接电源VCC端，13脚接子机电量查询按钮（即子机播放按键）接口的输入PB1端，8脚接电压采样接口的PD0电源端，按下子机电量查询按钮S后，采集子机电压作为子机电量返回给主机；子机单片机的16、17、18脚分别接到语音芯片KT404A的3、2、1脚；子机单片机的2脚TXD发送端和3脚RXD接收端还分别接语音芯片KT404A的15脚RXD接收端和14脚TXD发送端，以向语音芯片KT404A输送语音数据信号，同时语音芯片KT404A的9脚连接功放芯片TDA2822的7脚输入端，进而驱动喇叭播放语音。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的内容精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统的操作流程，其特征是：

所述基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统包括一个主机和多个子机，以及一个带蓝牙功能并装有专用APP的智能手机；本系统通过主机与子机之间的蓝牙通信，实现对子机所绑定物品进行声光定位、文字识别、防丢报警、声音辅助提醒；本系统还通过手机与主机和子机之间的蓝牙通信，实现用手机APP对各子机所绑定物品的名称进行设置向主机发送并存入主机、用手机APP分别录制物品说明用途和主人联系方式的录音文件向子机发送并存入子机、用手机APP对子机与主机断开蓝牙连接时的位置信息进行记录、用手机APP对主机的时钟信息进行同步；

所述主机内部设有主机单片机、主机存储器模块、主机蓝牙模块、主机电源模块，外部设有液晶显示模块和按键模块；所述主机存储器模块与主机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述主机蓝牙模块与主机单片机相连接，主机蓝牙模块与手机蓝牙模块和子机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述液晶显示模块与主机单片机的输出端相连接，对外输出时钟信息、名称信息、距离和电量信息；所述按键模块与主机单片机相连接，按键模块对应每个子机均设有一个子机按键，以实现对各子机声光定位；所述主机电源模块分别与主机的其他各模块相连接并为其供电；

所述子机内部设有子机单片机、子机存储器模块、子机蓝牙模块、子机电源模块、语音模块、电量采样模块，外部设有LED灯；所述子机存储器模块与子机单片机相连接并实现双向通讯，以进行实时数据储存和数据交换；所述子机蓝牙模块与子机单片机相连接，子机蓝牙模块与主机蓝牙模块和手机蓝牙模块之间采用蓝牙通信实现控制信号和数据信息的无线传输；所述语音模块与子机单片机相连接，以实现声音报警和对物品说明录音文件进行播放；所述电量采样模块与子机单片机相连接，以实现对子机电量的采样；所述LED灯与子机单片机相连接，以实现灯光指示；所述子机电源模块分别与子机的其他各模块相连接并为其供电；

所述主机单片机采用STMSTM8L151G单片机；所述主机存储器模块采用存储芯片W25X16进行构建；所述主机蓝牙模块采用蓝牙5.0模块进行构建；所述液晶显示模块采用1.8寸的液晶显示屏；所述按键模块对应每个子机均设有一个子机按键，每个子机按键还配有相应的指示灯，按键模块还包括一个用于设置子机采用声音报警或声光同时报警的DIP开关；

所述子机单片机采用STMSTM8L151G单片机；所述子机存储器模块采用存储芯片W25X16进行构建；所述子机蓝牙模块采用与主机相同的蓝牙5.0模块进行构建；所述语音模块采用语音芯片KT404A、功放芯片TDA2822和一个喇叭进行构建，语音模块还包括了一个用于播放物品说明录音文件的播放按键；

所述基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统的操作流程为：

在使用前，把各子机与所需绑定的物品通过钥匙扣或3M粘胶贴的方式分别绑定；通电后，主机和手机之间以及子机和手机之间通过各自的蓝牙模块建立蓝牙通信连接网络，主机和全部子机之间也通过各自的蓝牙模块同时建立蓝牙通信连接网络；通过手机APP设置各子机所绑定物品的名称并存入主机，用手机APP分别录制各绑定物品的物品用途和主人联系方式的录音文件，然后通过蓝牙信号传输至子机中存储；子机的ID信号、蓝牙信号强度和电池电压参数通过蓝牙信号传输至主机中；

在不操作任何按键的常规模式下，主机在其液晶显示屏上显示手机APP同步来的时钟信息，主机会每隔2分钟定时检测与各子机的蓝牙连接，并在主机液晶显示屏上依次循环显示各子机与主机的距离以及各子机的剩余电量；当主机与子机处于正常连接状态时，手机APP会自动记录主机的地理位置信息；当主机检测不到某个子机的蓝牙信号时，主机液晶显示屏上会显示断开连接的警示信息，在手机APP上可查看断开连接前的主机的地理位置信息；

当快速单次按下主机上相对应的子机按键时，将立即触发对应子机的定位识别报警设置，同时清除其它模式设置，主机首先会检测与对应子机的蓝牙连接，如果是正常连接状态，则主机会在其液晶显示屏上高亮显示已设置的该子机所绑定物品的名称和该子机的剩余电量，点亮主机上对应子机的指示灯为绿色，并触发对应子机发出定位声音报警，或者同时触发对应子机上的LED灯进行灯光闪烁报警，以便快速寻找定位对应子机；如果主机连接不上对应子机，则在主机液晶显示屏上显示对应子机无法连接的警示信息，并点亮主机上对应子机的指示灯为红色；

当快速双次按下主机上相对应的子机按键时，将触发对应子机的防丢报警设置，同时清除其它模式设置，此时主机将会每隔20秒定时检测与对应子机的蓝牙连接，当主机检测到与对应子机的信号强度即将达到蓝牙信号强度的定义最大衰减值时，将触发对应子机发出防丢声音报警或声光报警；在检测信号过程中，如果能检测到子机的信号并正常连接子机，则在主机液晶显示屏上显示与子机的距离、子机绑定的物品名称及子机的电量剩余，并点亮主机上对应子机的指示灯为绿色；如果在1分钟内检测不到子机的信号，则主机液晶显示屏上显示对应无法连接的警示信息，并点亮主机上对应子机的指示灯为红色；

当长按3秒以上主机上相对应的子机按键时，将清除对应子机的定位识别报警设置和防丢报警设置并切换至常规模式；

当按下某个子机的播放按键时，将首先检测子机与主机的蓝牙连接状态，当该子机与主机正常蓝牙连接时，则在主机液晶显示屏上高亮显示该子机所绑定物品的名称和该子机的剩余电量，同时该子机选择播放物品用途录音文件；当该子机不能与主机正常蓝牙连接时，该子机则选择播放主人联系方式录音文件。

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙信号传输的物品寻找定位与识别系统的操作流程，其特征是：按下某个子机的播放按键时，当该子机选择播放物品用途录音文件而没有对应的文件时，则不进行任何动作；当该子机选择播放主人联系方式录音文件而没有对应的文件时，则该子机响起6次蜂鸣声。