CN204791650U - 实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的名称是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器，本实用新型涉及ZigBee技术、无线通信技术、智能家居等相关技术领域。该教学仪器由感应端和报警端构成。感应端采用红外传感模块感测当前环境，当探测到人体红外信息时首先在感应端采用LED、蜂鸣器做出声光提示，并通过XBee模块采用ZigBee发送信息给报警端；报警端在通过XBee模块接收信息后，启动LED、蜂鸣器完成声光报警功能。该仪器感应端、报警端的主体结构均采用废弃包装材料裁剪而成，元器件均采用未经过封装的原始元器件。该教学仪器的感应端电路图如图所示。该教学仪器能够广泛地应用于Arduino板的教学活动中。
Description
技术领域
本实用新型是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器。该实用新型主要涉及Arduino板、XBee模块、红外传感器模块等电子设备的应用，具体涉及ZigBee技术、无线通信技术、智能家居等相关技术领域。
背景技术
无线通信在生活中扮演着重要的作用，近年来无线网络获得了快速的发展。在此过程中，出现了诸如WiFi、BlueTooth、ZigBee等不同的标准，不同的标准对应着不同的应用领域。ZigBee定义了短距离、低数据传输速率无线通信所需的一系列通信协议。XBee是内置协议栈的ZigBee模块，其通过串口实现数据的传输。XBee被广泛地应用在智能家居、传感器网络等领域。Arduino的学习套件中关于ZigBee的学习大多集中在点亮LED灯上，该类学习套件虽然内容简单、操作方便，但是无法很好地提高学习者的兴趣。另有些套件为实验器材配备了大量的附属套件，这无疑增加了学习者的经济负担，也不利于环境保护。还有一些套件存在对元器件的过度封装现象，屏蔽了元器件的细节信息，学习者不能很好地掌握元器件的具体细节。
发明内容
为了克服当前Arduino教学仪器存在的不足，本实用新型提出了一种实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器，该教学仪器采用XBee模块、红外传感器模块模拟实现一个具有声光报警功能的教学仪器。该教学仪器由感应端和报警端构成。感应端采用红外传感模块感测当前环境，当探测到人体红外信息时首先在感应端采用LED、蜂鸣器做出声光提示，并通过XBee模块采用ZigBee发送信息给报警端，报警端在通过XBee模块接收信息后，启动LED、蜂鸣器完成声光报警功能。该仪器感应端、报警端的主体结构均采用废弃包装材料裁剪而成，元器件均采用未经过封装的原始元器件。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型为实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器，该教学设备由感应端和报警端组成。感应端通过红外感应模块感应是否有人体红外信息，当感应到红外信息时通过XBee传递信息给报警端的XBee模块，并在本端给出声光反馈提示，即LED闪烁、蜂鸣器发声。报警端在通过XBee模块接收到感应端发送过来的信息后，启动报警端的LED和蜂鸣器，发出声光报警。感应端的结构组成上，使用废弃的硬质材料构造一个盒子，在盒子底部分别依次摆放Arduino板Arduino1、XBee分线板1、XBee模块XBee1，在盒子顶部依次安置红外传感模块、发光二极管LED1、蜂鸣器SPK1。感应端的电路组成上，红外感应模块的VCC引脚、GND引脚、OUT引脚依次分别与Arduino板Arduino1的+5V引脚、GND引脚、数字引脚D12相连；XBee模块XBee1的VCC引脚、GND引脚、TX引脚、RX引脚依次分别与Arduino板Arduino1的+3.3V引脚、GND引脚、数字引脚D0、数字引脚D1相连；发光二极管LED1的一端与一个1000欧姆的可变电阻R1相连后与Arduino板Arduino1的数字引脚D7相连，另一端与Arduino板Arduino1的GND引脚相连；蜂鸣器SPK1的两端分别与Arduino板Arduino1的数字引脚D5、GND引脚相连。报警端的结构组成上，使用废弃旧的硬质材料裁剪成一个盒子，在盒子的底部分别放置Arduino板Arduino2、XBee分线板2、XBee模块XBee2；在盒子的顶部分别放置发光二极管LED2、蜂鸣器SPK2。报警端的电路组成上，XBee模块XBee2的VCC引脚、GND引脚、TX引脚、RX引脚依次分别与Arduino板Arduino2的+3.3V引脚、GND引脚、数字引脚D0、数字引脚D1相连；发光二极管LED2的一端与一个1000欧姆的可变电阻R2相连后与Arduino板Arduino2的数字引脚D6相连、另一端与Arduino板Arduino2的GND相连；蜂鸣器SPK2的两端分别与Arduino板Arduino2的数字引脚D8、GND引脚相连。
本实用新型的有益效果是，提出了一种实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器，该教学仪器的主体结构采用废弃旧材料构造而成，体现了节能环保的理念，节省了成本。教学仪器未采用过度封装的元器件，提高了学习者的动手实践能力。教学仪器使用了多种元器件，包括与Arduino相关的ZigBee协议XBee无线模块、红外传感模块、发光二极管、可变电阻、蜂鸣器等，拓宽了学习者的知识面。
附图说明
图1是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的感应端结构组成图。
图2是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的感应端电路图。
图3是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的报警端结构组成图。
图4是实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的报警端电路图。
以上图中，附图标记1是感应端的Arduino板Arduino1，附图标记2是感应端的XBee模块XBee1，附图标记3是感应端的红外感应模块，附图标记4是感应端的一个1000欧姆的可变电阻R1，附图标记5是感应端的发光二极管LED1，附图标记6是感应端的蜂鸣器SPK1，附图标记7是报警端的Arduino板Arduino2，附图标记8是报警端的XBee模块XBee2，附图标记9是报警端的一个1000欧姆的可变电阻R2,附图标记10是报警端的发光二极管LED2，附图标记11是报警端的蜂鸣器SPK2，附图标记12是感应端的XBee分线板1，附图标记13是用旧材质裁剪的感应端的主体结构外包装盒，附图标记14是报警端的XBee分线板2，附图标记15是用旧材质裁剪的报警端的主体结构外包装盒。
具体实施方式
实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的感应端结构组成图如图1所示。感应端的外部组成上，使用废弃的硬质材料构造一个盒子(13)，在盒子(13)底部分别依次摆放Arduino板Arduino1(1)、XBee分线板1(12)、XBee模块XBee1(2)。在盒子顶部依次安置红外传感模块(3)、发光二极管LED1(5)、蜂鸣器SPK1(6)。
实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的感应端电路图如图2所示。感应端的电路组成上，红外感应模块(3)的VCC引脚与Arduino板Arduino1(1)的+5V引脚相连，红外感应模块(3)的GND引脚与Arduino板Arduino1(1)的GND引脚相连，红外感应模块(3)的OUT引脚与Arduino板Arduino1(1)的数字引脚D12相连；XBee模块XBee1(2)的VCC引脚与Arduino板Arduino1(1)的+3.3V引脚相连，XBee模块XBee1(2)的GND引脚与Arduino板Arduino1(1)的GND引脚相连，XBee模块XBee1(2)的TX引脚与Arduino板Arduino1(1)的数字引脚D0相连，XBee模块XBee1(2)的RX引脚与Arduino板Arduino1(1)的数字引脚D1相连；发光二极管LED1(5)的一端与一个1000欧姆的可变电阻R1(4)相连后与Arduino板Arduino1(1)的数字引脚D7相连，发光二极管LED1(5)的另一端与Arduino板Arduino1(1)的GND引脚相连；蜂鸣器SPK1(6)的两端分别与Arduino板Arduino1(1)的数字引脚D5、GND引脚相连。
实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的报警端结构组成图如图3所示。报警端的结构组成上，使用废弃旧的硬质材料裁剪成一个盒子(15)，在盒子(15)的底部分别放置Arduino板Arduino2(7)、XBee分线板2(14)、XBee模块XBee2(8)；在盒子的顶部分别放置发光二极管LED2(10)、蜂鸣器SPK2(11)。
实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器的报警端电路图如图4所示。报警端的电路组成上，XBee模块XBee2(8)的VCC引脚与Arduino板Arduino2(7)的+3.3V引脚相连，XBee模块XBee2(8)的GND引脚与Arduino板Arduino2(7)的GND引脚相连，XBee模块XBee2(8)的TX引脚与Arduino板Arduino2(7)的数字引脚D0相连，XBee模块XBee2(8)的RX引脚与Arduino板Arduino2(7)的数字引脚D1相连；发光二极管LED2(10)的一端与一个1000欧姆的可变电阻R2(9)相连后与Arduino板Arduino2(7)的数字引脚D6相连，发光二极管LED2(10)的另一端与Arduino板Arduino2(7)的GND相连；蜂鸣器SPK2(11)的两端分别与Arduino板Arduino2(7)的数字引脚D8、GND引脚相连。
Claims (1)
1.一种实现无线声光报警功能的Arduino教学仪器，其特征是：该教学设备由感应端和报警端组成；感应端通过红外感应模块感应是否有人体红外信息，当感应到红外信息时通过XBee传递信息给报警端的XBee模块，并在本端给出声光反馈提示，即LED闪烁、蜂鸣器发声；报警端在通过XBee模块接收到感应端发送过来的信息后，启动报警端的LED和蜂鸣器，发出声光报警；感应端的结构组成上，使用废弃的硬质材料构造一个盒子，在盒子底部分别依次摆放Arduino板Arduino1、XBee分线板1、XBee模块XBee1，在盒子顶部依次安置红外传感模块、发光二极管LED1、蜂鸣器SPK1；感应端的电路组成上，红外感应模块的VCC引脚、GND引脚、OUT引脚依次分别与Arduino板Arduino1的+5V引脚、GND引脚、数字引脚D12相连；XBee模块XBee1的VCC引脚、GND引脚、TX引脚、RX引脚依次分别与Arduino板Arduino1的+3.3V引脚、GND引脚、数字引脚D0、数字引脚D1相连；发光二极管LED1的一端与一个1000欧姆的可变电阻R1相连后与Arduino板Arduino1的数字引脚D7相连，另一端与Arduino板Arduino1的GND引脚相连；蜂鸣器SPK1的两端分别与Arduino板Arduino1的数字引脚D5、GND引脚相连；报警端的结构组成上，使用废弃旧的硬质材料裁剪成一个盒子，在盒子的底部分别放置Arduino板Arduino2、XBee分线板2、XBee模块XBee2；在盒子的顶部分别放置发光二极管LED2、蜂鸣器SPK2；报警端的电路组成上，XBee模块XBee2的VCC引脚、GND引脚、TX引脚、RX引脚依次分别与Arduino板Arduino2的+3.3V引脚、GND引脚、数字引脚D0、数字引脚D1相连；发光二极管LED2的一端与一个1000欧姆的可变电阻R2相连后与Arduino板Arduino2的数字引脚D6相连、另一端与Arduino板Arduino2的GND相连；蜂鸣器SPK2的两端分别与Arduino板Arduino2的数字引脚D8、GND引脚相连。
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