一种基于改进的RSSI无线测距技术的蓝牙寻物装置的制作方法

本发明属于测量技术及传感器数据处理技术，具体涉及一种基于改进的RSSI无线测距技术的蓝牙寻物装置。

技术背景

现代人时间观念强、生活节奏快，生活中经常出现由于找不到东西而浪费时间的情况。而在停车场等室外区域，尤其高校之中，私人停放的自行车等也常常难以找到。

目前市面上的寻物装置价格偏高，且多为被动式的寻物，即能在物体超出一定距离范围时发出提示，标定链接丢失时的位置，或在连接状态下发出响声。但如果处在嘈杂的环境中，则寻物会受影响。

基于RSSI的蓝牙无线目前误差较大，且只适用于无干扰、空旷的地带，未得到很好的应用。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于改进的RSSI无线测距主动寻物装置，本发明解决了寻物装置较为被动的问题，适用于主动寻找物品的情况，或适用于不同情形下的便捷无线测距、找车等，具有现实意义。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：一种基于改进的RSSI无线测距技术的蓝牙寻物装置，包括通过无线相连的主机和从机。

进一步的，所述主机包括充电电路、Led显示屏、第一主控芯片及发送模块，所述充电电路包括场效应管M1、二极管D1、电感L1、电容C1、电池V1、开关SW，场效应管M1的源极与直流电相连，场效应管M1的栅极与可控时钟相连，场效应管M1的漏极分别与二极管D1的阴极和电感L1的一端相连，电感L1的另一端分别与电容C1的一端、电池V1的正极、开关SW的一端相连，二极管D1的阳极、电容C1的另一端以及电池V1的负极均接地；

开关SW的另一端分别与Led显示屏的供电正极、第一主控芯片的供电正极相连，电池V1的负极分别与Led显示屏的供电负极及第一主控芯片的供电负极相连；LED显示屏的数据口与第一主控芯片的I/O口相连；

发送模块的正极供电端与第一主控芯片的供电正极相连，发送模块的负极供电端与第一主控芯片的供电负极相连，发送模块的发送端口与第一主控芯片的接收端口相连，发送模块的接收端口与第一主控芯片的发送端口相连。

进一步的，所述从机包括接收模块、第二主控芯片、电池V2、电阻R1、电容C2、发光二极管LED，接收模块的供电正极、第二主控芯片的供电正极和电阻R1的一端均与电池V2的正极相连，电阻R1的另一端和发光二极管LED的正极相连，发光二极管LED的负极与第二主控芯片的I/O口相连，电容C2的一端与第二主控芯片的I/O口相连，电容C2的另一端与蜂鸣器相连，接收模块的供电负极、第二主控芯片的供电负极和蜂鸣器均与电池V2的负极相连；接收模块的发送端口与第二主控芯片的接收端口相连，接收模块的接收端口与第二主控芯片的发送端口相连；发送模块和接收模块通过无线相连。

本发明的有益效果如下：本发明通过对于无线信号强度变化规律应用，将无线测距应用于日常生活的找物问题，通过对于无线测距和寻物方案改进，使其更为适用实用性情况。

附图说明

图1为发明的结构原理图；

图2为电路连接图；

图3为测距算法程序的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种基于改进的RSSI无线测距技术的蓝牙寻物装置，包括通过无线相连的主机和从机。

所述主机包括充电电路、Led显示屏、第一主控芯片及发送模块，所述充电电路包括场效应管M1、二极管D1、电感L1、电容C1、电池V1、开关SW，场效应管M1的源极与直流电相连，场效应管M1的栅极与可控时钟相连，场效应管M1的漏极分别与二极管D1的阴极和电感L1的一端相连，电感L1的另一端分别与电容C1的一端、电池V1的正极、开关SW的一端相连，二极管D1的阳极、电容C1的另一端以及电池V1的负极均接地；

开关SW的另一端分别与Led显示屏的供电正极、第一主控芯片的供电正极相连，电池V1的负极分别与Led显示屏的供电负极及第一主控芯片的供电负极相连；LED显示屏的数据口与第一主控芯片的I/O口相连；

发送模块的正极供电端与第一主控芯片的供电正极相连，发送模块的负极供电端与第一主控芯片的供电负极相连，发送模块的发送端口与第一主控芯片的接收端口相连，发送模块的接收端口与第一主控芯片的发送端口相连。本实施例中，所述第一主控芯片可以采用msp系列嵌入式芯片，但不限于此；所述发送模块采用HC-05蓝牙模块，但不限于此。

与物品相连的从机包括接收模块、第二主控芯片、电池V2、电阻R1、电容C2、发光二极管LED，接收模块的供电正极、第二主控芯片的供电正极和电阻R1的一端均与电池V2的正极相连，电阻R1的另一端和发光二极管LED的正极相连，发光二极管LED的负极与第二主控芯片的I/O口相连，电容C2的一端与第二主控芯片的I/O口相连，电容C2的另一端与蜂鸣器相连，接收模块的供电负极、第二主控芯片的供电负极和蜂鸣器均与电池V2的负极相连；接收模块的发送端口与第二主控芯片的接收端口相连，接收模块的接收端口与第二主控芯片的发送端口相连；发送模块和接收模块通过无线相连。

本发明中无线信号发送主机，采用主机模式的HC-05蓝牙模块配合msp系列嵌入式芯片，并附有开关、供电电池、充电电路、led显示屏，用于建立基于蓝牙信号的通讯，通过对RSSI(接收信号强度)的计算估测两个信号收发单元之间的距离，根据通讯时的丢帧情况进行中间障碍物的估计，从而进行寻物，并通过显示装置进行显示。

与物品相连的从机，采用从机模式的HC-05蓝牙模块配合msp系列嵌入式芯片，并附有电池供电、led灯、蜂鸣器，用于接收蓝牙信号建立通讯，并能应答主机，具有发声和发光的功能，标定物体位置。采用集成电路减小体积，并附有能够与物体连接的部件。

无线通讯采用蓝牙4.0无线信号，发射的信号强度相对较小，强度恒定，接收精度较高，误差在厘米级别，信号收发距离在两米之内，使用2.4GHz免执照频段和规定的IEEE 802.15.1协议，实现空间无线信号收发，建立通讯。

蓝牙与嵌入式系统通过数据传输口连接，嵌入式处理器通过写指令发射信号，可以与接收装置进行连接，在从机发送固定的数据后，主机读取数据的误码率，同时读取返回的信号强度，驱动接收装置产生动作及响应，便于标定物体的位置。从机始终处于运行状态而主机可人为关闭，并附有显示功能。

寻物算法如图3所示，通过RSSI信号衰减模型和信息的误码率或丢帧率配合估计距离。在丢帧率和误码率较大的情况下，标定为室内阻挡或干扰状态，此时寻物采用发光发声，不采用测距的方式。在丢帧率正常情况下，标定为室外无阻挡状态，通过显示物体的距离进行寻物。

信号接收端通过在极短时间(us级)内将接收信号强度短时积分并取平均值，通过滤波去除高频干扰信号，同时记录短时间内信号变化的微分值，去除变化率过大的数据，得到该时刻的信号强度值，并与信号强度及距离函数曲线对应，得到该时刻的判断发射端及接收端之间的距离。

若主机将寻物情况标定为处于室外空旷区域后，可通过显示提示人转动身体，收集一定时间内信号强度最大的方向，配合传感器等进行最大强度方向显示和距离显示，达到更为准确的主动室外寻物的效果。