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[第二届] UEAL第2届电子设计大赛第四轮主观题-儿童走失报警器

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儿童走失报警器
上海交通大学
本次的设计目标是完成一个儿童走时报警器。设计核心在于行之有效的测距手段,在常用的方案中,基于蓝牙RSSI值进行判断是一个应用广泛的手段。
本次提供的板卡为Bluno M3板卡,上面有一颗CC2540芯片。CC2540与CC2541是德州仪器公司的低功耗蓝牙产品,二者差别不大,这里引用TI的产品对比说明。图中仅仅是数据传输速率有差别,实际上具体外设也有差别,例如2541具有I2C而2540不具有。这并不会影响本次设计,故这里不再具体说明。TI的CC2541/CC2540可以看做是一颗具有8051内核的蓝牙芯片,做防丢器可以凭借单颗芯片完成。
1.      设计思路
本次设计中基于蓝牙RSSI进行测距,因此主要需求是使用CC2541/CC2540等蓝牙芯片进行连接,通过RSSI值进行距离判断。实际设计中,使用两颗2541芯片构建主从机关系,进而根据RSSI值获得距离信息。
RSSI值与距离d的大致关系是:
d=10^((ABS(RSSI)-A)/(10*n)),
其中A与n的值需要实验测定。
2.      设计要点
设计思路确定之后,即需要完成芯片的编程工作。CC2541上执行蓝牙协议因此设置了相对复杂的软件结构:OSAL,一个简单的操作系统。在短时间内掌握该系统并不是很容易,但是在此基础上进行使用却简单很多。
本次设计的另一个难点在于:RSSI值实际上是一个非常易受环境影响的值,真的可以用说是飘忽不定。因此,设置实际的滤波方案具有一定必要性,但是本次设计中我们使用了一个简单的低通滤波器后该值仍然不够准确。因此,这也是一个设计难点。
3.      板卡使用
本次提供的Bluno M3没有提供2541烧录接口,需要使用AT指令读取RSSI。事实上做一个简单的防丢器无需用到stm32芯片。因此我们让全部功能由CC2541完成,同时借助LCD显示器,LED灯等完成报警信息提示。
屏幕快照 2019-03-28 23.23.42.png
4.      程序流程简介
OSAL系统写的程序结构较为复杂。这里简单说明一下功能流程:启动从机,从机开始持续广播模式。开启主机,主机搜索设备,然后连接从机。主机对从机保持通讯,同时检测RSSI值,最后根据RSSI进行位置判断并报警。
5.      方案实测
屏幕快照 2019-03-28 23.23.22.png
实测RSSI值并不够稳定,因此距离读取不是很可靠。但是1m,5m,20m还是能够比较准确分辨的。

密码:UEAL04

dsweiliang  初级技神

发表于 2016-6-3 09:16:03

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