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基于PIC单片机的无线实时监控防盗系统的设计与实现

作者:angelazhang时间:2015-06-05

一. 正文

  1. 前言

这款产品的制作历经了三个多月,这三个多月以来,我们组除了上课时间外,都埋头于实验室,就连过年我们小组也都没能在家多呆几天,马不停蹄的就赶到了学校。在这期间我们得到了老师和学校领导的大力支持,我们在心里由衷的感激,现在产品终于做出来了,但还有很多不如意的地方,比如由于时间紧,产品仅仅还停留在功能实现完全的阶段,还没有进行封装和外形的设计,当然产品可能还有许多其他的不足之处,希望评委能够批评指正,谢谢!

 

在此感谢MIPS、Microchip、DIGILENT 公司对这次比赛的大力支持,我们将不遗余力的推广你们的产品,让更多的用户能够体验到你们产品的无穷魅力!

                  

  1. 产品结构示意图
 
   

用到的实验设备:CEREBOT32MX4开发板,PIC16F877A芯片,晶振,信号发射模块,信号接收模块,加速度模块,USB接口,红色指示灯,黄色指示灯,面包板,LCD显示屏,蜂鸣器等。

 

  1. 产品工作原理

总所周知,在学校图书馆和教学楼等公开场所,大学生因短暂离开而导致的笔记本电脑丢失的事件时有发生,导致了广大学生的利益受到了严重的损害。于是,我们就想,是不是能开发一种新型的防盗系统,能够方便有效的对笔记本进行监控,从而达到防盗的目的。对此我们组进行了将近三个多月的调查和研究,终于找到一种高效而方便的防盗系统,通过PIC芯片的强大功能,从而实现防盗目的。

 

1.1笔记本防盗系统的现状

笔记本防盗系统一直以来是个难题。目前为止虽然有很多种防盗的方法,如指纹防盗,密码防盗,声波监控防盗等,但是这些方法都有一个致命的缺点,或者只是产生警报,或者是直接锁定计算机不然就是对位置要求很高,同时无法达到明确告知哪一部笔记本被盗,而且这些防盗方法都是一对一锁定防盗,浪费了大量的资源等。

 

1.2我们针对这些问题进行了大量的改进。

抛弃了传统的指纹防盗、密码防盗以及声波监控防盗等笔记本防盗方法,通过PIC芯片实现防盗功能。这种方法的优点在于使用方便,资源利用率高。首先产品大小大概和普通USB一致,而且无须精确定位,可以在特定范围内任意地方使用,同时最大特点是可以实现一对多的监控,大大提高了资源的使用效率。

 

1.3这种防盗系统的大概框架如下:

通过子母机通讯,母机可以实现一对多监控,同时能准确识别哪一部电脑产生异常。原理是通过子机和母机之间的通讯,通过特定程序实现防盗功能。具体请参照详细原理说明。

 

二.  技术和原理

核心原理是子母机之间的通讯。首先,子机由笔记本电脑USB接口提供电源,母机则固定在同一个地方,在一定范围内实行监控。当子机插入笔记本的瞬间,子机发送信号A让母机接收,母机对该子机进行监控。子机内部装有加速度传感器,如果笔记本电脑被移动,则产生加速度,从而子机感应后给母机发送信号C,母机实现报警,同时显示异常电脑的号码。如果非正常拔出子机,则母机和子机联系中断,同时也会使母机报警。只有当使用者通过人为发送信息B,才可以安全退出保护模式。从而实现了笔记本防盗的目的。

 


三. 总结

从上面的产品功能介绍看,这是一款非常实用的笔记本防盗装置,这款产品的产生正好弥补相关防盗产品在笔记本防盗领域的不足。它采用的实时监控,一对多工作理念,确保笔记本在自己视线范围外,你也能够放心将笔记本监控权交给公共场合的管理员,比如图书馆门卫,或者是自习室的管理员,由于无线发射范围非常广,监控信号可以覆盖到整个课室乃至整个楼层,并且在一些隐蔽的地方仍然具有无线监控信号。另外,这款产品采用一对多的工作模式,即多个防盗锁(子机)共同工作于同一台数据终端(母机),如此,便符合简易,实用的特点,并且降低了成本。在公共场合,只需一台母机(基于PIC32)便可以同多台防盗锁进行实时监控,这解决了图书馆、自习室等出现多台笔记本却无法进行每台笔记本的监控问题。

 

母机的设计具有相当大的灵活性,由于比赛提供的CEREBOT 32MX4功能非常强大,我们在它强大的功能下完全可以发挥想象,设计成“人机互动”就是我们的构想,在工作模式中,我们可以设想设计出人性化的显示界面,这样可以更好的进行子机编码监控,并且在调整工作参数等方面具有更好的操作性,让母机的设计更人性更易于操作。

 

子机的设计是非常简单的,主要是考虑到子机的便携性与经济性,我们是这样设想的:公共场合,比如大学的图书馆,由图书馆提供母机,子机由老师学生等有需要的人士提供,由于子机的体积小、重量轻的特点,它的便携性非常适合经常外带笔记本的人士,由于成本非常低廉,是每个人都可以接受的,这款产品的便携性与经济性有助于促进这一系统在市场上的推广。

 

从产品构思到产品设计,再从产品设计到产品检测,我们遇到了非常多的问题,虽然产品的原理并不复杂,但由于所学知识的不足,导致产品进度过慢,时间上勉强跟上了比赛进度,目前做出的产品实际效果差强人意,但我们相信这款产品一定有它的优势,毕竟它的实用性可以解决笔记本防盗的相关问题,可以为人们提供方便,这就是我们遇到困难迎难而上的动力,目前我们团队仍然在继续产品改良,我们相信一定会让这一产品发挥出它应有的作用,让拥有笔记本的每个同学都可以放心的把笔记本交给我们的产品。

 

最后,整个产品的产生正是在大赛提供的CEREBOT 32MX4强大功能下完成的,所以,非常感谢这次由MIPS、Microchip、DIGILENT主办的比赛,我们希望这类比赛以后可以多多举办,让更多的人体验PIC嵌入式单片机带给他们的便捷,感受单片机带给他们的喜悦。




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