一種基于藍牙技術的電腦安防系統(tǒng)的設計與實現(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、價格昂貴等特點。電腦被盜或者丟失不僅使個人財產遭受損失，而且會使個人信息或隱私泄露，對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。

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

本設計將藍牙技術運用于電腦防盜。利用了藍牙技術來檢測被保護的電腦是否在安全范圍內。當被保護的電腦被盜時，藍牙接收器檢測到電腦超出安全范圍，啟動報警器報警，從而起到電腦防盜的作用。

1 系統(tǒng)硬件方案設計

硬件設計概述本系統(tǒng)硬件設計主要分為兩部分：

①藍牙信號發(fā)生部分；②藍牙信號接收處理部分。

信號發(fā)生器由用戶攜帶，它向信號接收器發(fā)射藍牙檢測信號。

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

本系統(tǒng)信號發(fā)生部分借助于555 定時器，實現(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)送藍牙信號，充分降低功耗。

當用戶電腦和信號發(fā)生器距離在規(guī)定范圍（本系統(tǒng)為10 m）以內時，藍牙接收器可以接收到藍牙信號，表示電腦安全，不使能報警操作。

當用戶電腦超出規(guī)定范圍時，藍牙接收器不能接收到藍牙信號，表示電腦被盜，微控制器使能報警操作。

信號發(fā)生部分包括電源模塊、信號發(fā)生模塊、555 定時器模塊。

信號接收部分包括電源模塊、信號接收模塊、微控制器模塊、報警模塊。硬件原理圖如圖1 所示。

2 硬件設計

2.1 555 定時器模塊

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

555 定時器的工作原理如下：當輸入信號自1 腳輸入并超過2VCC /3 時，觸發(fā)器復位，輸出端3 腳輸出低電平，同時放電，開關管導通；當輸入信號自2 腳輸入并低于VCC /3 時，觸發(fā)器置位，3腳輸出高電平，同時放電，開關管截止。

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，為藍牙信號發(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)。當外接USB 電源時，由其對藍牙信號發(fā)生模塊供電，同時對鋰電池進行充電；當無外接電源時，由鋰電池對藍牙信號發(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 藍牙信號收發(fā)模塊

藍牙信號收發(fā)模塊均采用一塊由南京國春電氣設備有限公司生產的GC-02 藍牙模塊。GC-02 是采用CSR 公司Audio_Flash 藍牙芯片設計生產的藍牙數(shù)傳模塊，采用激光盲孔加工工藝，貼片式設計，體積尺寸緊湊，很適合工業(yè)數(shù)據、語音傳輸。主要應用于藍牙語音傳輸、車載藍牙、藍牙語音網關等。

當藍牙發(fā)射模塊上電，則自動與藍牙接收模塊建立通信。藍牙發(fā)射模塊如圖4 所示。

當GC-02 檢測到藍牙信號并建立連接后，PI03 端會輸出高電平，否則為低電平。此信號接入AT89C2051，用以判斷是否建立鏈接。藍牙接收模塊如圖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)，包含上電復位、晶體振蕩等部分。微處理器模塊如圖6所示。

信號接收模塊檢測到P1.2 口的高低電平變化時，即表示電腦被盜。微處理器使用定時器產生PWM 信號，驅動P3.7 口的報警模塊，完成報警動作。

2.5 報警模塊

報警模塊由蜂鳴器和兩個復合管構成，使電路具有兩種狀態(tài)。AT89C2051 產生的PWM 信號使復合管交替均處于放大、保持狀態(tài)，可以很好的驅動蜂鳴器，實現(xiàn)報警功能。報警模塊如圖7 所示。

2.6 接收模塊電源

藍牙信號接收部分由于體積較小，可以被整合在電腦內部。選用Sipex 公司的SP6641B-5.0 芯片，將鋰電池的供電電壓升至5V，為微控制器和報警模塊供電。同時，可以選用USB 接口的5V 電壓方便地對鋰電池進行充電。

3 軟件設計

使用C 語言對系統(tǒng)進行軟件設計，系統(tǒng)是否報警主要由決定。當用戶電腦和信號發(fā)生器距離在10 m 以上時，信號接收模塊接收不到藍牙監(jiān)測信號或接收到的藍牙信號不是用戶本身信號，此時藍牙連接斷開，微處理器使能報警動作。報警動作一旦使能，必須由用戶復位微處理器，報警動作才能解除。程序設計流程圖如圖9 所示。

4 結語

本文詳細介紹了一種基于藍牙技術的電腦安防系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：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，功耗低；③系統(tǒng)適用范圍廣，此系統(tǒng)所需費用低，在一般用戶的經濟承受范圍之內。