基于Attiny13的投影仪防盗器设计

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摘要：介绍一种以Atmel公司的Attiny13为处理器的投影仪防盗器设计方案。该防盗器具有功耗低，功能完整，防盗效果良好等特点，除具有报警功能外，防盗器还具有以无线方式向主机发送报警信号的功能。采用315 MHz发射模块实现无线信号发送。该投影仪防盗器可适应众多厂家生产的防盗器主机。
关键词：Attiny13单片机；防盗器；投影仪；无线发射模块
1 引言
随着电子科学技术的发展，各大高校、企业，以及政府部门采购投影仪的数量增多，随之也要求投影仪有防盗功能。设计实现一款投影仪防盗器，该防盗器功耗低，防盗效果良好，内置电池正常情况下可连续工作一年。
2 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。