1 投影仪防盗器的硬件设计
该投影仪防盗器主要具有两部分。一部分为防盗器,安置在投影仪上,具有防盗作用;另一部分为电子钥匙,该钥匙防止因用户更换电池而产生的误报警情况。
这两部分通过自定义三线通信实现数据传输。电子钥匙通过自定义三线通信接口向防盗器发送一个数据量,防盗器通过判断该数据量来选择是否关闭报警功能。图1为投影仪防盗器系统总体框图。
2．1 防盗器部分
图2为投影仪的防盗器部分框图。该防盗器的设计主要考虑低功耗,实现简单,功能完整等方面。选用Attinv13为MCU。该防盗器系统主要由自定义三线接口,防盗电路,蜂鸣器报警电路和电池等部分组成。在移动投影仪时,Attiny13通过内部A／D转换器采集防盗电路的电压变化,Attiny13向蜂鸣器以及无线模块发送控制信号,从而实现报警。
图3为Attiny13部分电路图。Attiny13是Atmel公司生产的基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器,具有高性能,低功耗的特点。片上具有1 K F1ash,64字节EEPROM,64字节SDRAM。片内还具有4路10位A／D转换器。该系统设计选用Attiny13做为MCU主要是考虑其自身功耗低,工作在1 MHz,1．8 V条件下,电流消耗为240μA。
图4为防盗器防盗电路原理图。该部分采用多个水银开关和常闭开关完成,同时使用Attiny13内部A／D转换器采集电路变化而引起的电压变化,从而判断是否需要报警。
图5为防盗器报警电路。CON2部分即是315 MHz无线模块的电源和地线。该模块生产厂家多,便于采购。蜂鸣器以及Attinv13的电源由3节钮扣电池提供,315 MHz无线模块电源采用9 V电池单独提供。这两种电池均为市场中常见电池,方便用户购买以及更换。该部分电路图中三极管VQ1起开关作用,通过Attiny13一个通用I／O接口控制无线模块的电源。因为Attiny13只有8个引脚,在考虑通信可靠性的情况下,采用自定义的三线通信。连接电路图如图6所示。
2．2 防盗器电子钥匙
为了防止用户因拆开防盗器机壳更换电池而引起的误报警,该防盗器同时还设计一款防盗器电子钥匙。该电子钥匙用于实现关闭防盗器报警功能,同时能够测量防盗器电池电量,并能提醒用户及时更换电池。该防盗器电子钥匙采用ATmega168为处理器。采用这款MCU主要考虑其功耗低,电子钥匙设计简单,容易实现等方面要求。该电子钥匙测量防盗器电池电量,主要通过ATmega168片内A／D转换器实现。
3 投影仪防盗器的软件设计
图7为投影仪防盗器主程序流程图。系统上电后,Attiny13通过内部A／D转换器持续的采集防盗电路电压,如果电压发生变化从而触发报警功能。
而自定义三线通信主要分别采用MCU中断引脚做为时钟信号,1个通用I／O用于数据发送和数据接收,以及1个通用I／O做为触发中断信号。
4 结束语
充分利用Attiny13单片机特性,设计实现一款低功耗投影仪防盗器。该防盗器设计简单,成本低,能够较好的完成投影仪防盗功能。采用315 MHz发射模块实现无线信号发送,可适应众多厂家生产的防盗器主机,主机采购容易且方便组合使用。