基于蓝牙iBeacon技术的儿童防丢器的研究与设计开题报告

 2022-12-08 10:02:12

1. 研究目的与意义

1.1本课题研究的背景:在日常生活中,我们常会遇到找不到东西的状况,其中最让人忧心的便是儿童的走丢了。自定位技术走进人们的生活以来,各种各样的防丢器映入大家的眼帘,近年来防丢器的发展迅速,同时还存在许多问题需要解决。当前,防丢器的信号强度、稳定性、易操作性都有待提高,所以儿童防丢器的研究是一个值得深入研究的一个课题而本文研究的是基于iBeacon的儿童防丢器。

iBeacon是苹果公司在2013年9月在WWDC上发布的为iOS7及以后的移动设备上配备的新功能,iBeacon是一项基于低功耗蓝牙(BLE)的精准微定位技术,当智能手机靠近一个通过iBeacon协议来广播信号的无线传感器时,智能手机就能感受到Beacon信号,范围可以从几毫米到50米。主要工作方式是,配备有低功耗蓝牙通信功能的设备或模块使用BLE技术向周围广播自己特有的ID,接收到该ID的应用软件APP可根据该ID采取一系列行动[1]

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2. 研究内容与预期目标

研究内容:

①以CC2541芯片为核心,采用蓝牙4.0BLE 技术工作于2.4 G 免费频段;蓝牙模块的选型,选择常用的蓝牙模块HC-05/HC-06。通过蓝牙模块将防丢器模块接收到的RSSI信息传输给显示模块,并完成测距判断同时对儿童与监护人之间的距离进行分级,共分为5级:近、较近、远、较远、脱离。当儿童在近、较近、远、较远范围内的时候,系统通过显示模块显示儿童与监护人之间的距离。当儿童脱离监控范围的时候,显示模块显示距离的同时系统报警模块发出蜂鸣声完成报警。软件部分还需要注意显示子程序,传输子程序以及测距子程序的编译。

②设计采用单点测距法,以RSSI值法为核心进行测距。但在实际中,这种方法设计的儿童防丢器易受干扰问题,造成防丢器精度的降低。因此本课题旨在降低防丢器的干扰提高精度并精确分级。儿童佩戴的防丢器是时刻运动的,这就为降低RSSI信号的干扰增加了难度。为解决这一问题,可以在儿童身上携带多个iBeacon防丢器,通过测量多组数据取平均值,结合极大自然估计法来精确定位从而降低干扰带来的精度不良问题[5]

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3. 研究方法与步骤

拟采用的研究方法:

首先我们需要确立系统整体的设计方案,它包括系统软件与硬件的设计。其中硬件设计部分包括iBeacon节点模块这一核心部分,还有蓝牙控制模块、报警模块、计算模块、显示模块和开关模块、电源模块。软件设计部分包括显示子程序,传输子程序以及测距子程序的设计。

以下是系统总体的结构框图,如图1:

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4. 参考文献

[1]余瑞寒.基于iBeacon技术的智能停车场系统的设计[D].西安:西安电子科技大学,2015.12.

[2] http://www.sohu.com/a/85504015_335698

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5. 工作计划

序号

起讫日期

工作内容

(1)

2022年2月26日- 2022年3月2日

分析题目;查找资料,了解什么是iBeacon、以及常用的定位技术是什么;分析国内外现状。

(2)

2022年3月5日-

2022年3月9日

整理开题报告,确定整个设计的整体框图(硬件部分和软件部分)。明确设计的目的和意义。

(3)

2022年3月12日- 2022年3月23日

硬件部分的设计,挑选合适的硬件,完成硬件部分的搭建。根据实际情况作出调整。

(4)

2022年3月26日-2022年4月13日

系统软件部分的设计,根据事先画好的软件部分的流程图,进行软件部分的编程。

(5)

2022年4月26日- 2022年5月11日

将软硬件连接起来,进行调试,使硬件捕获的数据能够及时准确地传输到设备。

(6)

2022年5月14日- 2022年5月18日

下载英文文献,通过自己的研究和理解将英文文献翻译成中文。

(7)

2022年5月21日- 2022年6月8日

将开题报告、软硬件部分和测试结果进行整理,并准备毕业论文的撰写。

(8)

2022年6月11日- 2022年6月15日

将这段时间的资料、实物进行整理,修改打印好论文,准备毕业答辩。

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