一種基于藍(lán)牙技術(shù)的電腦安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言

在日常生活中，筆記本電腦具有便于攜帶、使用方便、價(jià)格昂貴等特點(diǎn)。電腦被盜或者丟失不僅使個(gè)人財(cái)產(chǎn)遭受損失，而且會(huì)使個(gè)人信息或隱私泄露，對(duì)自己和他人造成諸多不便。分析目前市場上的電腦防盜系統(tǒng)，它們存在自身體積大、易受外界干擾、易被盜竊等諸多缺陷。

藍(lán)牙是一種開放的短距離無線通信技術(shù)規(guī)范，工作在世界通用的2.4GHz ISM 頻段。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)速率為1Mb/s，在世界開放的2.45GHz ISM 頻帶上以1 600 跳/s 的速率進(jìn)行跳頻，使用2.4GHz 的ISM頻段，無須申請(qǐng)?jiān)S可證。藍(lán)牙本身具有保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、便于集成等特點(diǎn)，尤其是其編解碼一致。目前藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)在世界成熟化，其具有的短距離傳輸以及模塊化對(duì)我們的設(shè)計(jì)有很大幫助。

本設(shè)計(jì)將藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)用于電腦防盜。利用了藍(lán)牙技術(shù)來檢測被保護(hù)的電腦是否在安全范圍內(nèi)。當(dāng)被保護(hù)的電腦被盜時(shí)，藍(lán)牙接收器檢測到電腦超出安全范圍，啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，從而起到電腦防盜的作用。

1 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)概述本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要分為兩部分：

①藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生部分；②藍(lán)牙信號(hào)接收處理部分。

信號(hào)發(fā)生器由用戶攜帶，它向信號(hào)接收器發(fā)射藍(lán)牙檢測信號(hào)。

信號(hào)接收部分由于自身體積較小，可以被整合到電腦內(nèi)部，用來檢測電腦是否在規(guī)定范圍內(nèi)，并決定是否報(bào)警。

本系統(tǒng)信號(hào)發(fā)生部分借助于555 定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)秒脈沖工作模式。讓發(fā)射部分以一秒為周期，循環(huán)發(fā)送藍(lán)牙信號(hào)，充分降低功耗。

當(dāng)用戶電腦和信號(hào)發(fā)生器距離在規(guī)定范圍（本系統(tǒng)為10 m）以內(nèi)時(shí)，藍(lán)牙接收器可以接收到藍(lán)牙信號(hào)，表示電腦安全，不使能報(bào)警操作。

當(dāng)用戶電腦超出規(guī)定范圍時(shí)，藍(lán)牙接收器不能接收到藍(lán)牙信號(hào)，表示電腦被盜，微控制器使能報(bào)警操作。

信號(hào)發(fā)生部分包括電源模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、555 定時(shí)器模塊。

信號(hào)接收部分包括電源模塊、信號(hào)接收模塊、微控制器模塊、報(bào)警模塊。硬件原理圖如圖1 所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 555 定時(shí)器模塊

555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V 工作，性能可靠。只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。其內(nèi)部電路如圖2 所示。

555 定時(shí)器的工作原理如下：當(dāng)輸入信號(hào)自1 腳輸入并超過2VCC /3 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，輸出端3 腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2 腳輸入并低于VCC /3 時(shí)，觸發(fā)器置位，3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。

2.2 發(fā)射模塊電源

發(fā)射模塊電源包括鋰電池、充電電路和穩(wěn)壓濾波電路，為藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊提供3.3V 工作電壓。電腦USB接口的5V 電壓可以方便地對(duì)鋰電池充電，防過充過放電路可以鋰電池工作在很佳狀態(tài)。當(dāng)外接USB 電源時(shí)，由其對(duì)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊供電，同時(shí)對(duì)鋰電池進(jìn)行充電；當(dāng)無外接電源時(shí)，由鋰電池對(duì)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)生模塊供電。選用Sipex 公司的LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）芯片SPX1117-3.3，將輸出電壓穩(wěn)定在3.3V.電源模塊如圖3 所示。

2.3 藍(lán)牙信號(hào)收發(fā)模塊

藍(lán)牙信號(hào)收發(fā)模塊均采用一塊由南京國春電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的GC-02 藍(lán)牙模塊。GC-02 是采用CSR 公司Audio_Flash 藍(lán)牙芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)的藍(lán)牙數(shù)傳模塊，采用激光盲孔加工工藝，貼片式設(shè)計(jì)，體積尺寸緊湊，很適合工業(yè)數(shù)據(jù)、語音傳輸。主要應(yīng)用于藍(lán)牙語音傳輸、車載藍(lán)牙、藍(lán)牙語音網(wǎng)關(guān)等。

當(dāng)藍(lán)牙發(fā)射模塊上電，則自動(dòng)與藍(lán)牙接收模塊建立通信。藍(lán)牙發(fā)射模塊如圖4 所示。

當(dāng)GC-02 檢測到藍(lán)牙信號(hào)并建立連接后，PI03 端會(huì)輸出高電平，否則為低電平。此信號(hào)接入AT89C2051，用以判斷是否建立鏈接。藍(lán)牙接收模塊如圖5 所示。

2.4 微處理器模塊

微處理器模塊是以AT89C2051 為重心的很小系統(tǒng)，包含上電復(fù)位、晶體振蕩等部分。微處理器模塊如圖6所示。

信號(hào)接收模塊檢測到P1.2 口的高低電平變化時(shí)，即表示電腦被盜。微處理器使用定時(shí)器產(chǎn)生PWM 信號(hào)，驅(qū)動(dòng)P3.7 口的報(bào)警模塊，完成報(bào)警動(dòng)作。

2.5 報(bào)警模塊

報(bào)警模塊由蜂鳴器和兩個(gè)復(fù)合管構(gòu)成，使電路具有兩種狀態(tài)。AT89C2051 產(chǎn)生的PWM 信號(hào)使復(fù)合管交替均處于放大、保持狀態(tài)，可以很好的驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。報(bào)警模塊如圖7 所示。

2.6 接收模塊電源

藍(lán)牙信號(hào)接收部分由于體積較小，可以被整合在電腦內(nèi)部。選用Sipex 公司的SP6641B-5.0 芯片，將鋰電池的供電電壓升至5V，為微控制器和報(bào)警模塊供電。同時(shí)，可以選用USB 接口的5V 電壓方便地對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。

3 軟件設(shè)計(jì)

使用C 語言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)是否報(bào)警主要由決定。當(dāng)用戶電腦和信號(hào)發(fā)生器距離在10 m 以上時(shí)，信號(hào)接收模塊接收不到藍(lán)牙監(jiān)測信號(hào)或接收到的藍(lán)牙信號(hào)不是用戶本身信號(hào)，此時(shí)藍(lán)牙連接斷開，微處理器使能報(bào)警動(dòng)作。報(bào)警動(dòng)作一旦使能，必須由用戶復(fù)位微處理器，報(bào)警動(dòng)作才能解除。程序設(shè)計(jì)流程圖如圖9 所示。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了一種基于藍(lán)牙技術(shù)的電腦安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①芯片和電阻電容均采用貼片式，體積小，易于攜帶；②采用脈沖信號(hào)，功耗低；③系統(tǒng)適用范圍廣，此系統(tǒng)所需費(fèi)用低，在一般用戶的經(jīng)濟(jì)承受范圍之內(nèi)。