CN209982495U - 一种基于蓝牙模块的报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于蓝牙模块的报警系统，至少包括通过蓝牙连接的主设备和副设备，主设备至少包括第一壳体、第一PCB板、第一单片机芯片(101)、第一蓝牙模块(102)、第一报警模块(103)和第一电源模块(104)，副设备至少包括第二壳体、第二PCB板、第二单片机芯片(201)、第二蓝牙模块(202)、第二报警模块(203)和第二电源模块，第一蓝牙模块(102)和第二蓝牙模块(202)均设置有2.4GHz电路，第一蓝牙模块(102)和第二蓝牙模块(202)还设置有由ML2722和ML2751收发器构成的900MHz射频电路和由ML5800收发器构成的5.8GHz射频电路。

Description

一种基于蓝牙模块的报警系统

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种基于蓝牙模块的报警系统。

背景技术

蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙模块，是一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块。蓝牙模块是指集成蓝牙功能的芯片基本电路集合，用于无线网络通讯，大致可分为三大类型：数据传输模块远程控制模块等。一般模块具有半成品的属性，是在芯片的基础上进行过加工，以使后续应用更为简单。

现有技术中已有多种基于蓝牙技术的子母手环或者儿童防丢设备等。

例如，公开号为CN423588U的中国实用新型专利公开了一种防儿童丢失的手环，包括手环，手环内设有可发出报警信息的报警器，与蓝牙设备终端蓝牙连接的蓝牙模块，根据蓝牙模块的连接情况对应控制报警器工作的控制芯片，和给蓝牙模块、控制芯片及报警器提供电源的供电模块，蓝牙模块与上述控制芯片双向连接，控制芯片与报警器电连接，手环的表面上安装有可显示手机号码的液晶显示屏，液晶显示屏与控制芯片的输出端电连接。与现有技术相比，当儿童手上的手环与大人身上的蓝牙设备终端分开一定距离后报警器发出报警信息，液晶显示屏可显示手机号码，这样通过报警信息可防止儿童走失，并利用液晶显示屏显示的号码可方便他人与大人获得联系，方便大人寻找走失儿童。

又例如，公开号为CN189275U的中国实用新型专利公开了一种子母手环，由一对分别作为子手环和母手环的蓝牙手环构成，该对蓝牙手环通过蓝牙连接；所述的蓝牙手环包括手环体、震动马达、电池、蓝牙模块、主板、无线射频天线和显示屏；所述的震动马达、电池、蓝牙模块、主板、无线射频天线皆安装在手环体的容置腔内，显示屏扣接在容置腔的开口处且提供数据线与主板数据连接；所述的电池与主板连接，蓝牙模块和无线射频天线安装在主板上且与主板电连接。由于蓝牙手环主要由手环体、震动马达、电池、蓝牙模块、主板、无线射频天线和显示屏等构成，结构较为简单，该对蓝牙手环可分别戴在母亲和孩子的手腕上并通过蓝牙连接，在一定范围内实现超距离震动提醒，实现幼童可靠看护的作用。

公开号为CN205211117U的中国实用新型专利公开了一种防儿童走丢可穿戴智能指环，包括指环本体，所述指环本体包括环形腔体，所述环形腔体的内部设置有MCU主控制器、GPS定位模块、报警模块、无线蓝牙模块以及为上述模块提供电源的电源模块，MCU主控制器、GPS定位模块、报警模块、无线蓝牙模块以及电源模块环形分布在环形腔体的内部，所述MCU 主控制器上设置有控制面板，所述控制面板露置于环形腔体的外部，所述的 MCU主控制器分别通过通讯线连接GPS定位模块、报警模块、无线蓝牙模块、电源模块。

但是，上述现有技术使用在2.4GHz的ISM频段内的蓝牙射频模块，蓝牙连接不够稳定，易收到干扰，产生误报警问题，影响使用；仅考虑到防儿童丢失的问题，设备均设置为手环或指环的形式，无法应用于防止宠物丢失或贵重物品丢失的使用场景；上述设备集成了多种非必要的功能模块，例如 GPS模块、液晶显示屏等，使得产品结构复杂、制造成本较高、功耗较大从而工作时间较短，不便于用户使用也不利于推广；第四，上述设备中的蓝牙模块均进行数据传输，进一步增加功耗，缩短工作时间。

因此，需要提供一种蓝牙连接稳定、结构简单、制造成本低、功耗低、工作时间长且能够应用于包括防止宠物走失和贵重物品丢失等多应用场景的基于蓝牙模块的报警设备，以便于经济地普及和推广。

文献郭锋.蓝牙数据传输性能增强技术研究[D].西安电子科技大学, 2007.公开了一种蓝牙“多射频”的工作方案，即在原有的蓝牙2.4GHz的频段基础上，不改变蓝牙基带的协议，增加900MHz以及5.8GHz的射频频段。新增的900MHz、5.8GHz射频信道和已有的蓝牙信道协同工作，可以切换工作或统一跳频工作，从而极大地提高了蓝牙系统的抗干扰能力和可靠性。

本实用新型采用上述文献公开的优化方法对现有技术的蓝牙手环进行改进，提供一种抗干扰能力强、可靠性更高的基于蓝牙模块的报警设备。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种基于蓝牙模块的报警系统，至少包括通过蓝牙连接的主设备和副设备。主设备至少包括第一壳体、第一 PCB板、第一单片机芯片、第一蓝牙模块、第一报警模块和第一电源模块。副设备至少包括第二壳体、第二PCB板、第二单片机芯片、第二蓝牙模块、第二报警模块和第二电源模块。第一蓝牙模块和第二蓝牙模块均设置有 2.4GHz电路。第一蓝牙模块和第二蓝牙模块还设置有由ML2722和 ML2751收发器构成的900MHz射频电路和由ML5800收发器构成的 5.8GHz射频电路。

根据一种优选实施方式，第一PCB板、第一单片机芯片、第一蓝牙模块、第一报警模块和第一电源模块均设置于第一壳体内部。第一单片机芯片的电能输入端与第一电源模块连接。第一单片机芯片的信号输入端与第一蓝牙模块连接。第一单片机芯片的信号输出端与第一报警模块连接。

根据一种优选实施方式，第二PCB板、第二单片机芯片、第二蓝牙模块、第二报警模块和第二电源模块均设置于第二壳体内部，第二单片机芯片的电能输入端与第二电源模块连接，第二单片机芯片的信号输入端与第二蓝牙模块连接，第二单片机芯片的信号输出端与第二报警模块连接。

根据一种优选实施方式，第一报警模块是微型振动电机。

根据一种优选实施方式，第二报警模块是蜂鸣器。

根据一种优选实施方式，第二壳体上设置有记录主设备用户地址和电话号码的铭牌。

根据一种优选实施方式，第一电源模块设置有位于第一壳体上的第一 USB充电接口。第二电源模块设置有位于第二壳体上的第二USB充电接口。

根据一种优选实施方式，第一蓝牙模块采用多通道设置，能够与多个第二蓝牙模块连接配对。

根据一种优选实施方式，第二壳体设置为纽扣形状，第二壳体通过针线缝制或者别针固定在被监控的人、宠物或物品上。

根据一种优选实施方式，第一蓝牙模块和第二蓝牙模块均采用低功耗蓝牙4.0协议芯片。

本实用新型的有益技术效果至少包括以下一种或多种：

1、本实用新型中，在原有的蓝牙2.4GHz的频段基础上，不改变蓝牙基带的协议，增加900MHz以及5.8GHz的射频频段。新增的900MHz、5.8GHz 射频信道和己有的蓝牙信道协同工作，可以切换工作或统一跳频工作，极大的提高了蓝牙系统的抗干扰能力和可靠性，能在不提高功率的情况下，扩大蓝牙的通信距离，提高了蓝牙的扩频增益。

2、本实用新型删除了能耗大且不必要的GPS模块和液晶显示屏，减小了系统功耗、降低了生产成本、提高了续航时间，更便于推广和普及。

3、本实用新型中，第一蓝牙模块是多通道设置，可与多个第二蓝牙模块连接配对，通过该方式，用户通过一个主设备能够同时对多个副设备进行监控。

附图说明

图1是本实用新型的主设备的优选实施例的模块连接框图；

图2是本实用新型的副设备的优选实施例的模块连接框图；

图3是一种优选的主设备的电路图；和

图4是一种优选的副设备的电路图。

附图标记列表

101：第一单片机芯片102：第一蓝牙模块103：第一报警模块

104：第一电源模块

201：第二单片机芯片202：第二蓝牙模块203：第二报警模块

204：第二电源模块

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本实用新型的基于蓝牙模块的报警系统，包括主设备和至少一个副设备。

如图1所示，主设备至少包括第一壳体、第一PCB板、第一单片机芯片101、第一蓝牙模块102、第一报警模块103和第一电源模块104。第一PCB板、第一单片机芯片101、第一蓝牙模块102、第一报警模块103 和第一电源模块104均设置于第一壳体内部。第一单片机芯片101的电能输入端与第一电源模块104连接。第一单片机芯片101的信号输入端与第一蓝牙模块102连接。第一单片机芯片101的信号输出端与第一报警模块 103连接。

优选的，第一蓝牙模块102是Hc-05主从机一体蓝牙模块。该蓝牙模块长37.3mm，宽15.5mm，重量3.5g。该蓝牙模块具有6个蓝牙状态引出脚，未蓝牙连接时输出低电平，连接后输出高电平。该蓝牙模块板载3.3V 稳压芯片，未配对时，电流约30mA，配对成功后，电流大约10mA。该蓝牙模块接口电平3.3V，可直接连接各种单片机，如Arduino、51、AVR、 PIC、ARM或MSP430等。该蓝牙模块默认波特率9600，默认配对密码1234，默认名称为HC-05。

优选的，第一单片机芯片101是STC15W4K32S4-30I-PDIP40单片机控制器芯片。该芯片长52.5mm，宽16mm，高7mm，具有40个直插引脚，重约0.2g。

优选的，第一电源模块104是IRM5V针脚PCB安装型电源模块。该电源模块通过针脚与第一PCB板电连接，并可直接安装锂电池。优选的，使用型号为CR2032的纽扣锂电池。

优选的，第一壳体设置为手环形状。优选的，第一壳体设置为臂环形状。

优选的，第一壳体设置为高度小于6cm，宽度小于2cm，高度小于2cm 的矩形壳体。

优选的，第一报警模块103是微型振动电机。第一报警模块103是3V 微型振动电机。该微型振动电机长13.4mm，宽5mm，高5.6mm。

如图2所示，副设备至少包括第二壳体、第二PCB板、第二单片机芯片201、第二蓝牙模块202、第二报警模块203和第二电源模块204。第二PCB板、第二单片机芯片201、第二蓝牙模块202、第二报警模块203 和第二电源模块204均设置于第二壳体内部。第二单片机芯片201的电能输入端与第二电源模块204连接。第二单片机芯片201的信号输入端与第二蓝牙模块202连接。第二单片机芯片201的信号输出端与第二报警模块 203连接。

优选的，第二蓝牙模块202是Hc-05主从机一体蓝牙模块。该蓝牙模块长37.3mm，宽15.5mm，重量3.5g。该蓝牙模块具有6个蓝牙状态引出脚，未蓝牙连接输出低电平，连接后输出高电平。该蓝牙模块板载3.3V稳压芯片，未配对时，电流约30mA，配对成功后，电流大约10mA。该蓝牙模块接口电平3.3V，可直接连接各种单片机，如Arduino、51、AVR、PIC、 ARM或MSP430等。该蓝牙模块默认波特率9600，默认配对密码1234，默认名称为HC-05。

优选的，第二单片机芯片201是STC15W4K32S4-30I-PDIP40单片机控制器芯片。该芯片长52.5mm，宽16mm，高7mm，具有40个直插引脚，重约0.2g。

优选的，第二电源模块204是IRM5V针脚PCB安装型电源模块。该电源模块通过针脚与第二PCB板电连接，并可直接安装锂电池。优选的，使用型号为CR2032的纽扣锂电池。

优选的，第二壳体设置为手环形状。优选的，第二壳体设置为臂环形状。优选的，第二壳体设置为颈环形状。优选的，第二壳体设置为纽扣形状，第二壳体通过针线缝制或者别针固定在被监控的人、宠物或物品上。

优选的，第二报警模块203是蜂鸣器。第二报警模块203是型号为0905 的3V有源蜂鸣器。该蜂鸣器长9mm，宽5.5mm。

优选的，副设备的第二壳体上设置有铭牌。铭牌上记录主设备用户的地址和电话号码。

优选的，优选的，第一电源模块104设置有位于第一壳体上的第一USB 充电接口。第二电源模块204设置有位于第二壳体上的第二USB充电接口。

优选的，第一蓝牙模块102是多通道设置，可与多个第二蓝牙模块202 连接配对。通过这种方式，用户通过一个主设备能够同时对多个副设备进行监控。

优选的，第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块202均采用低功耗蓝牙4.0 协议芯片比如CRS、TI、MTK、NRF等蓝牙芯片，低功耗、低成本，且不会对人体或者环境造成影响，可以根据用户需要进行调节，可以与其他设备在最远100米距离内保持通讯，防止遗失、被盗等情况。

优选的，第一单片机芯片101和第二单片机芯片201是nRF51822控制芯片。

优选的，第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块202蓝牙配对连接。第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块202之间不进行数据传输，而是根据连接状态输出高低电平。蓝牙配对连接状态下，第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块 202输出高电平。在主设备和副设备的距离超过一定阈值时，第一蓝牙模块 102和第二蓝牙模块202连接断开，二者分别输出低电平。第一单片机芯片101和第二单片机芯片201接收到低电平后，输出控制信号，使第一报警模块103和第二报警模块203启动报警。

优选的，第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块202均设置有2.4GHz电路。第一蓝牙模块102和第二蓝牙模块202还设置有由ML2722和ML2751 收发器构成的900MHz射频电路和由ML5800收发器构成的5.8GHz射频电路。

ML2722是900MHz Low-IF FSK收发器，共有12个独立的信道，其最大传输速率达到1.SMbps，满足实际需求；ML2751是902～928MHz ISM 频段射频前端设备，其集成功率放大器PA以及低噪声放大器LNA，可以理想地与ML2722配套使用来实现900MHz射频收发。

ML5800收发器，共有64个独立的信道。除频率外，其他功能基本同 ML2722相同。其中射频功率放大器由XM5800、射频晶体管以及其他分立器件，而前端的低噪声放大器由分立器件构成。

优选的，第一PCB板和第二PCB板采用shthde万能PCB板制作。优选的，第一PCB板和第二PCB板采用TaoTimeClub 51单片机小型系统板。优选的，主设备的电路图如图3所示。优选的，副设备的电路图如图4所示。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于蓝牙模块的报警系统，至少包括通过蓝牙连接的主设备和副设备，主设备至少包括第一壳体、第一PCB板、第一单片机芯片(101)、第一蓝牙模块(102)、第一报警模块(103)和第一电源模块(104)，副设备至少包括第二壳体、第二PCB板、第二单片机芯片(201)、第二蓝牙模块(202)、第二报警模块(203)和第二电源模块，第一蓝牙模块(102)和第二蓝牙模块(202)均设置有2.4GHz电路，其特征在于，第一蓝牙模块(102)和第二蓝牙模块(202)还设置有由ML2722和ML2751收发器构成的900MHz射频电路和由ML5800收发器构成的5.8GHz射频电路。

2.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第一PCB板、第一单片机芯片(101)、第一蓝牙模块(102)、第一报警模块(103)和第一电源模块(104)均设置于第一壳体内部，第一单片机芯片(101)的电能输入端与第一电源模块(104)连接，第一单片机芯片(101)的信号输入端与第一蓝牙模块(102)连接，第一单片机芯片(101)的信号输出端与第一报警模块(103)连接。

3.根据权利要求1或2所述的报警系统，其特征在于，第二PCB板、第二单片机芯片(201)、第二蓝牙模块(202)、第二报警模块(203)和第二电源模块均设置于第二壳体内部，第二单片机芯片(201)的电能输入端与第二电源模块连接，第二单片机芯片(201)的信号输入端与第二蓝牙模块(202)连接，第二单片机芯片(201)的信号输出端与第二报警模块(203)连接。

4.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第一报警模块(103)是微型振动电机。

5.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第二报警模块(203) 是蜂鸣器。

6.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，所述第二壳体上设置有记录主设备用户地址和电话号码的铭牌。

7.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第一电源模块(104)设置有位于第一壳体上的第一USB充电接口，第二电源模块设置有位于第二壳体上的第二USB充电接口。

8.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第一蓝牙模块(102)采用多通道设置，能够与多个第二蓝牙模块(202)连接配对。

9.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第二壳体设置为纽扣形状，第二壳体通过针线缝制或者别针固定在被监控的人、宠物或物品上。

10.根据权利要求1所述的报警系统，其特征在于，第一蓝牙模块(102)和第二蓝牙模块(202)均采用低功耗蓝牙4.0协议芯片。

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