2024年1月8日发(作者：用痴瑶)
小型 智能防丢器设计的研究现状及研究方案探讨
摘要：
生活中，我们很容易丢失或忘带一些物品，而智能防丢器，则可以完美解决这个问题。它外形小巧美观、重量轻、能耗低、防水防震防摔，价格平民，且具有双向搜索功能。当它挂在钥匙、宠物、小孩书包、老人身上时，既可以作装饰品，也可以作追踪器。它既具有近距离的忘带提醒功能，又具有远距离的丢失定位功能。它既可以定位，也可以被定位。它的这些功能，对于我们节省寻找时间、降低忘带率和丢失率，具有十分重要的意义。 本论文对某款智能防丢器的研究现状及研究方案进行探讨，力争找到一种简单有效的方案。
关键词：智能防丢器、研究现状，研究方案
1.
国内外研究现状分析
随着社会的发展，时代的进步，许多便民的设计渐渐走进了人们的生活，防丢器就属于其中之一。为此，很多专家和学者对其进行了研究、分析和设计。2000年，张朝辉设计了一款以UM3758-108A编解码芯片为核心的防丢器[1]，当母机和子机超过规定范围内时，就会出现声光报警。2010年，刘密歌、王路设计了一款防丢器，它以PT2262/PT2272编码器集成芯片为核心[2]，该防丢器不仅有防
丢功能，而且还具有查找功能。2011年，吴忠伟、何显山、岳彤发明的基于51单片机的无线防丢器。2014年郭明明、韩阳等人研究并设计基于蓝牙技术的双向防丢器，该防丢器克服了原有防丢器单项声光报警问题。而基于北斗GPS定位器的定位追踪器、防盗报警跟踪器，虽然定位和追踪功能强大，但其价位普遍较高，体积相对较大，不适合做饰物挂件。目前市场上的防丢器，性能不稳，定位不准，适用距离较短，外形不够精致。
近年来，无线传输技术发展十分迅速，Wifi技术己经成了我们生活中不可或缺的一部分，蓝牙几乎是每个手机的标准必备，不同的无线传输技术都有不同的应用空间，例如，Wifi主要用于大量数据的传输，已经广泛应用在了无线路由器中；Wireles Susb主要用于视频数据的传输；ZIGBEE主要用于短距离无线通信系统中，因其传输速率有限只能用于传输一些控制信息。由于可穿戴设备对功率要求比较高，因此，现在大多数可穿戴设备在无线通信的选择上采用了蓝牙4.0(BLE)技术。
2. 研究目标
本研究目标和物品绑定后，可以通过手机寻找物品的位置，或通过物品寻找手机的位置。在出门时，如果忘带物品或物品超出规定距离，会通过手机进行语音提醒、振动和物品定位。另外，通过物品，也可以找到静音或关机的手机。当物品超出规定距离时，它可以通过手机GPS定位出大概位置，在辅助以近距离报警系统找到物品的精确位置。鉴于它的工作特性，其必须性能稳定，价格平民，外形小巧，重量轻，能耗低，防水防震防摔，且具有双向搜索功能和照明功能。
3.研究内容
智能防丢器通过蓝牙和单片机芯片、定位芯片与手机连接，具有双向搜索功能。它的主要功能就是防丢和定位。
近距离时，采用蓝牙和单片机芯片与手机连接，它通过距离变化来得知防丢器的安全位置。当手机和防丢器的距离在设定距离范围内时，手机没有任何提醒；当手机和防丢器的距离超出设定距离范围时，将会自动产生警音附带振动。
[5][3][4]
当找不到静音或关机的手机时，可通过按动防丢器上的按钮，来使手机发出警音，从而寻找手机。
当防丢器与手机距离较远或者不知道丢到何处时，采用定位芯片与手机连接。我们就可以通过智能防丢器上面的定位芯片来确定其大致位置，之后，再利用近距离报警器，找到防丢器的精确位置。
防丢器上的按钮，按一下会有照明功能，按两下手机可自动警音提示并附带振动。从而增加防丢器的功能性和实用性。
4.拟解决的关键问题
智能防丢器的蓝牙传输距离有限，而报警是由防丢器和蓝牙之间的距离决定的，这意味着手机和防丢器之间的障碍物越多，报警距离就越短，需要设定在勿扰时间和地点内不报警。由于使用的是低能耗蓝牙技术，它的通信的信号强度会受环境的影响，通信信号计量会随环境的不同而不同。通过算法的选择和利用，会有误报的可能性，未来的设计方向需要将误报率降低。
5.拟采取的研究方法及技术路线
智能防丢器中硬件部分包括：手机端硬件，防丢器硬件。其中手机端硬件是手机在出厂时就已经设计好的，只要手机支持蓝牙4.0即可，所以，本系统的重点在于防丢器硬件的设计。
防丢器中最重要的地方是电路主板，其他的固定设计和外观设计都是在电路主板设计出来后，才能确定的。主板防丢器硬件部分主要分为微处理器模块、射频模块、电源模块以及外电路模块。其中微处理器模块是整个主板的核心，所有的其他模块都是题绕着此微处理器设计的。
微处理器的选择必须占用空间尽可能小，性能尽可能稳定。射频模块的设计好坏关系着整个系统的通信质量，在天线的选择上必须能抗干扰、占用空间小及不能影响其他模块的工作并可实现内置功能。
电源模块是整个板子的生命线，电源模块的设计必须恰到好处，保证能为每个模块供电。外围电路的设计包括蜂鸣器和LED指示灯，在设计外围电路时，必须尽可能考虑到空间的利用情况。除上述各模块设计外，整个系统设计必须考虑到后期调试等问题，需提前预留出测试节点。
软件设计是系统的核心与灵魂，软件的良好设计及正常运行是整个系统的关键。因此，必须要确保软件代码的正确。
防丢器的主要软件功能就是防止物品的丢失和追踪，在防丢器设计中，必须要涉及的一个属性配置是渐近属性配置，以便监测系统中两个设备之间的距离是否超出正常值。若系统中的两个设备之间的距离超出某值，则根据不同应用可设置发出不同级别的警报，如闪烁、蜂鸣器响或其它对用户有指示性的动作。
在渐近属性配置中定义了两种角色；渐近监测器和渐近发送端。其中，渐近监测即是相互联系的，又是相互区分的，因此，在设计时，需要对两者进行分开设计。
6.实验方案设定
对该智能防丢器进行测试之前，需要先部署相应的硬件环境。现市面上的主流机型是Android和iOS两种，并且需要支持蓝牙 4.0 技术。故选取一部Android 4.4.2版本与一部iOS 10.1版本的手机，另需要基站设备（防丢器）2
个。本系统测试的目的主要是为了检验系统相关功能是否存在缺陷，对系统运行性能没有测试要求，影响性能的主要是各个平台的自身配置以及网络速度。系统测试中服务端采用阿里云服务器，移动端所用网络为中国移动4G网络。
由于测试的对象是系统功能的完整性和稳定性，所在在软件测试中，采用的是黑盒测试的方法。黑盒测试的测试思想就是测试系统的功能，对内部程序逻辑没有要求，只要输入值和输出值与预计的相匹配就意味着测试成功。对于智能防丢器的测试内容包括平台对用户管理功能的测试与分析、对预警找寻功能的测试与分析。用户管理功能测试主要包括对用户登录、注册、信息修改、删除、找回密码等的测试。若能通过上面测试，说明用户管理相关的功能没有问题。预警功
能测试主要是对防丢器对距离的判断、防丢器绑定信息的查看、提示预警信息以及双向搜寻功能的测试。通过测试从而使本系统发现漏洞与不足并得以改正。
若能通过上面测试，说明用户管理相关的功能没有问题。预警功能测试主要是对防丢器对距离的判断、防丢器绑定信息的查看、提示预警信息以及双向搜寻功能的测试。通过测试从而使本系统发现漏洞与不足并得以改正。
参考文献：
[1]一种电子防丢器[J]. 张朝辉.电子制作. 2000.11.022
[2]多功能电子防丢器的设计与实现[J]. 刘密歌,王路.西安文理学院学报(自然科学). 2010(01)
[3]曹青春，刘辉．基于cc2540的蓝牙射频模块设计[J]．海南师范大学学报(自然科学)．2013(02)
[4]阚力丰，郭明明，韩洋等.基于蓝牙技术的双向防丢器的研究与设计[J].电子制作，2014,(15):11-12.
[5]卢敏，夏巧，鄭广增．下一代无线通信的目标及发展趋势阴．通讯世界．2002(07)
张林艳，女（1983.06）汉族，籍贯河南南阳，硕士，讲师
研究方向：机械设计制造及其自动化
课题来源：大学生创新创业训练计划项目 项目名称：智能防丢器
2024年1月8日发(作者：用痴瑶)
小型 智能防丢器设计的研究现状及研究方案探讨
摘要：
生活中，我们很容易丢失或忘带一些物品，而智能防丢器，则可以完美解决这个问题。它外形小巧美观、重量轻、能耗低、防水防震防摔，价格平民，且具有双向搜索功能。当它挂在钥匙、宠物、小孩书包、老人身上时，既可以作装饰品，也可以作追踪器。它既具有近距离的忘带提醒功能，又具有远距离的丢失定位功能。它既可以定位，也可以被定位。它的这些功能，对于我们节省寻找时间、降低忘带率和丢失率，具有十分重要的意义。 本论文对某款智能防丢器的研究现状及研究方案进行探讨，力争找到一种简单有效的方案。
关键词：智能防丢器、研究现状，研究方案
1.
国内外研究现状分析
随着社会的发展，时代的进步，许多便民的设计渐渐走进了人们的生活，防丢器就属于其中之一。为此，很多专家和学者对其进行了研究、分析和设计。2000年，张朝辉设计了一款以UM3758-108A编解码芯片为核心的防丢器[1]，当母机和子机超过规定范围内时，就会出现声光报警。2010年，刘密歌、王路设计了一款防丢器，它以PT2262/PT2272编码器集成芯片为核心[2]，该防丢器不仅有防
丢功能，而且还具有查找功能。2011年，吴忠伟、何显山、岳彤发明的基于51单片机的无线防丢器。2014年郭明明、韩阳等人研究并设计基于蓝牙技术的双向防丢器，该防丢器克服了原有防丢器单项声光报警问题。而基于北斗GPS定位器的定位追踪器、防盗报警跟踪器，虽然定位和追踪功能强大，但其价位普遍较高，体积相对较大，不适合做饰物挂件。目前市场上的防丢器，性能不稳，定位不准，适用距离较短，外形不够精致。
近年来，无线传输技术发展十分迅速，Wifi技术己经成了我们生活中不可或缺的一部分，蓝牙几乎是每个手机的标准必备，不同的无线传输技术都有不同的应用空间，例如，Wifi主要用于大量数据的传输，已经广泛应用在了无线路由器中；Wireles Susb主要用于视频数据的传输；ZIGBEE主要用于短距离无线通信系统中，因其传输速率有限只能用于传输一些控制信息。由于可穿戴设备对功率要求比较高，因此，现在大多数可穿戴设备在无线通信的选择上采用了蓝牙4.0(BLE)技术。
2. 研究目标
本研究目标和物品绑定后，可以通过手机寻找物品的位置，或通过物品寻找手机的位置。在出门时，如果忘带物品或物品超出规定距离，会通过手机进行语音提醒、振动和物品定位。另外，通过物品，也可以找到静音或关机的手机。当物品超出规定距离时，它可以通过手机GPS定位出大概位置，在辅助以近距离报警系统找到物品的精确位置。鉴于它的工作特性，其必须性能稳定，价格平民，外形小巧，重量轻，能耗低，防水防震防摔，且具有双向搜索功能和照明功能。
3.研究内容
智能防丢器通过蓝牙和单片机芯片、定位芯片与手机连接，具有双向搜索功能。它的主要功能就是防丢和定位。
近距离时，采用蓝牙和单片机芯片与手机连接，它通过距离变化来得知防丢器的安全位置。当手机和防丢器的距离在设定距离范围内时，手机没有任何提醒；当手机和防丢器的距离超出设定距离范围时，将会自动产生警音附带振动。
[5][3][4]
当找不到静音或关机的手机时，可通过按动防丢器上的按钮，来使手机发出警音，从而寻找手机。
当防丢器与手机距离较远或者不知道丢到何处时，采用定位芯片与手机连接。我们就可以通过智能防丢器上面的定位芯片来确定其大致位置，之后，再利用近距离报警器，找到防丢器的精确位置。
防丢器上的按钮，按一下会有照明功能，按两下手机可自动警音提示并附带振动。从而增加防丢器的功能性和实用性。
4.拟解决的关键问题
智能防丢器的蓝牙传输距离有限，而报警是由防丢器和蓝牙之间的距离决定的，这意味着手机和防丢器之间的障碍物越多，报警距离就越短，需要设定在勿扰时间和地点内不报警。由于使用的是低能耗蓝牙技术，它的通信的信号强度会受环境的影响，通信信号计量会随环境的不同而不同。通过算法的选择和利用，会有误报的可能性，未来的设计方向需要将误报率降低。
5.拟采取的研究方法及技术路线
智能防丢器中硬件部分包括：手机端硬件，防丢器硬件。其中手机端硬件是手机在出厂时就已经设计好的，只要手机支持蓝牙4.0即可，所以，本系统的重点在于防丢器硬件的设计。
防丢器中最重要的地方是电路主板，其他的固定设计和外观设计都是在电路主板设计出来后，才能确定的。主板防丢器硬件部分主要分为微处理器模块、射频模块、电源模块以及外电路模块。其中微处理器模块是整个主板的核心，所有的其他模块都是题绕着此微处理器设计的。
微处理器的选择必须占用空间尽可能小，性能尽可能稳定。射频模块的设计好坏关系着整个系统的通信质量，在天线的选择上必须能抗干扰、占用空间小及不能影响其他模块的工作并可实现内置功能。
电源模块是整个板子的生命线，电源模块的设计必须恰到好处，保证能为每个模块供电。外围电路的设计包括蜂鸣器和LED指示灯，在设计外围电路时，必须尽可能考虑到空间的利用情况。除上述各模块设计外，整个系统设计必须考虑到后期调试等问题，需提前预留出测试节点。
软件设计是系统的核心与灵魂，软件的良好设计及正常运行是整个系统的关键。因此，必须要确保软件代码的正确。
防丢器的主要软件功能就是防止物品的丢失和追踪，在防丢器设计中，必须要涉及的一个属性配置是渐近属性配置，以便监测系统中两个设备之间的距离是否超出正常值。若系统中的两个设备之间的距离超出某值，则根据不同应用可设置发出不同级别的警报，如闪烁、蜂鸣器响或其它对用户有指示性的动作。
在渐近属性配置中定义了两种角色；渐近监测器和渐近发送端。其中，渐近监测即是相互联系的，又是相互区分的，因此，在设计时，需要对两者进行分开设计。
6.实验方案设定
对该智能防丢器进行测试之前，需要先部署相应的硬件环境。现市面上的主流机型是Android和iOS两种，并且需要支持蓝牙 4.0 技术。故选取一部Android 4.4.2版本与一部iOS 10.1版本的手机，另需要基站设备（防丢器）2
个。本系统测试的目的主要是为了检验系统相关功能是否存在缺陷，对系统运行性能没有测试要求，影响性能的主要是各个平台的自身配置以及网络速度。系统测试中服务端采用阿里云服务器，移动端所用网络为中国移动4G网络。
由于测试的对象是系统功能的完整性和稳定性，所在在软件测试中，采用的是黑盒测试的方法。黑盒测试的测试思想就是测试系统的功能，对内部程序逻辑没有要求，只要输入值和输出值与预计的相匹配就意味着测试成功。对于智能防丢器的测试内容包括平台对用户管理功能的测试与分析、对预警找寻功能的测试与分析。用户管理功能测试主要包括对用户登录、注册、信息修改、删除、找回密码等的测试。若能通过上面测试，说明用户管理相关的功能没有问题。预警功
能测试主要是对防丢器对距离的判断、防丢器绑定信息的查看、提示预警信息以及双向搜寻功能的测试。通过测试从而使本系统发现漏洞与不足并得以改正。
若能通过上面测试，说明用户管理相关的功能没有问题。预警功能测试主要是对防丢器对距离的判断、防丢器绑定信息的查看、提示预警信息以及双向搜寻功能的测试。通过测试从而使本系统发现漏洞与不足并得以改正。
参考文献：
[1]一种电子防丢器[J]. 张朝辉.电子制作. 2000.11.022
[2]多功能电子防丢器的设计与实现[J]. 刘密歌,王路.西安文理学院学报(自然科学). 2010(01)
[3]曹青春，刘辉．基于cc2540的蓝牙射频模块设计[J]．海南师范大学学报(自然科学)．2013(02)
[4]阚力丰，郭明明，韩洋等.基于蓝牙技术的双向防丢器的研究与设计[J].电子制作，2014,(15):11-12.
[5]卢敏，夏巧，鄭广增．下一代无线通信的目标及发展趋势阴．通讯世界．2002(07)
张林艳，女（1983.06）汉族，籍贯河南南阳，硕士，讲师
研究方向：机械设计制造及其自动化
课题来源：大学生创新创业训练计划项目 项目名称：智能防丢器