计算机防盗系统的一种新型设计方法

0 引言

在日常生活中，笔记本电脑具有便于携带、使用方便、价格昂贵等特点。电脑被盗或者丢失不仅使个人财产遭受损失，而且会使个人信息或隐私泄露，对自己和他人造成诸多不便。分析目前市场上的电脑防盗系统，它们存在自身体积大、易受外界干扰、易被盗窃等诸多缺陷。

蓝牙是一种开放的短距离无线通信技术规范，工作在全球通用的2.4GHz ISM 频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s，在全球开放的2.45GHz ISM 频带上以1 600 跳/s 的速率进行跳频，使用2.4GHz 的ISM频段，无须申请许可证。蓝牙本身具有保密性好、抗干扰能力强、功耗低、便于集成等特点，尤其是其编解码一致。目前蓝牙技术已经在全球成熟化，其具有的短距离传输以及模块化对我们的设计有很大帮助。

本设计将蓝牙技术运用于电脑防盗。利用了蓝牙技术来检测被保护的电脑是否在安全范围内。当被保护的电脑被盗时，蓝牙接收器检测到电脑超出安全范围，启动报警器报警，从而起到电脑防盗的作用。

1 系统硬件方案设计

硬件设计概述本系统硬件设计主要分为两部分：

①蓝牙信号发生部分；②蓝牙信号接收处理部分。

信号发生器由用户携带，它向信号接收器发射蓝牙检测信号。

信号接收部分由于自身体积较小，可以被整合到电脑内部，用来检测电脑是否在规定范围内，并决定是否报警。

本系统信号发生部分借助于555 定时器，实现秒脉冲工作模式。让发射部分以一秒为周期，循环发送蓝牙信号，充分降低功耗。

当用户电脑和信号发生器距离在规定范围（本系统为10 m）以内时，蓝牙接收器可以接收到蓝牙信号，表示电脑安全，微控制器不使能报警操作。

当用户电脑超出规定范围时，蓝牙接收器不能接收到蓝牙信号，表示电脑被盗，微控制器使能报警操作。
信号发生部分包括电源模块、信号发生模块、555 定时器模块。

信号接收部分包括电源模块、信号接收模块、微控制器模块、报警模块。硬件原理图如图1 所示。


　　2 硬件设计

2.1 555 定时器模块

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，性能可靠。只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。其内部电路如图2 所示。

555 定时器的工作原理如下：当输入信号自1 脚输入并超过2VCC /3 时，触发器复位，输出端3 脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2 脚输入并低于VCC /3 时，触发器置位，3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

2.2 发射模块电源

发射模块电源包括锂电池、充电电路和稳压滤波电路，为蓝牙信号发生模块提供3.3V 工作电压。电脑USB接口的5V 电压可以方便地对锂电池充电，防过充过放电路可以锂电池工作在最佳状态。当外接USB 电源时，由其对蓝牙信号发生模块供电，同时对锂电池进行充电；当无外接电源时，由锂电池对蓝牙信号发生模块供电。选用Sipex 公司的LDO（低压差线性稳压器）芯片SPX1117-3.3，将输出电压稳定在3.3V.电源模块如图3 所示。


2.3 蓝牙信号收发模块

蓝牙信号收发模块均采用一块由南京国春电气设备有限公司生产的GC-02 蓝牙模块。GC-02 是采用CSR 公司Audio_Flash 蓝牙芯片设计生产的蓝牙数传模块，采用激光盲孔加工工艺，贴片式设计，体积尺寸紧凑，最适合工业数据、语音传输。主要应用于蓝牙语音传输、车载蓝牙、蓝牙语音网关等。

当蓝牙发射模块上电，则自动与蓝牙接收模块建立通信。蓝牙发射模块如图4 所示。
　　
当GC-02 检测到蓝牙信号并建立连接后，PI03 端会输出高电平，否则为低电平。此信号接入微处理器AT89C2051，用以判断是否建立链接。蓝牙接收模块如图5 所示。


2.4 微处理器模块。

微处理器模块是以AT89C2051 为核心的最小系统，包含上电复位、晶体振荡等部分。微处理器模块如图6所示。
　　
信号接收模块检测到P1.2 口的高低电平变化时，即表示电脑被盗。微处理器使用定时器产生PWM 信号，驱动P3.7 口的报警模块，完成报警动作。

2.5 报警模块

报警模块由蜂鸣器和两个复合管构成，使电路具有两种状态。微控制器AT89C2051 产生的PWM 信号使复合管交替均处于放大、保持状态，可以很好的驱动蜂鸣器，实现报警功能。报警模块如图7 所示。


2.6 接收模块电源

蓝牙信号接收部分由于体积较小，可以被整合在电脑内部。选用Sipex 公司的SP6641B-5.0 芯片，将锂电池的供电电压升至5V，为微控制器和报警模块供电。同时，可以选用USB 接口的5V 电压方便地对锂电池进行充电。升压电路如图8 所示。


　　3 软件设计

使用C 语言对系统进行软件设计，系统是否报警主要由微处理器决定。当用户电脑和信号发生器距离在10 m 以上时，信号接收模块接收不到蓝牙监测信号或接收到的蓝牙信号不是用户本身信号，此时蓝牙连接断开，微处理器使能报警动作。报警动作一旦使能，必须由用户复位微处理器，报警动作才能解除。程序设计流程图如图9 所示。