畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc

《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于單片機(jī)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編號(hào) ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of Based on SCM Car Alarm System Design學(xué) 生 姓 名專 業(yè)電子信息工程學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 教 師學(xué) 院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2010年6月長(zhǎng)春理工大學(xué)2010屆?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)市場(chǎng)不斷壯大，私家車(chē)的包有量也越來(lái)越多，但同時(shí)汽車(chē)被盜也給人們帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，汽車(chē)盜竊已成為世界一大公害。在國(guó)外，汽車(chē)防盜技術(shù)經(jīng)過(guò)幾代發(fā)展已經(jīng)從最初的機(jī)械式汽車(chē)防盜系統(tǒng)發(fā)展到最新的基于GSM/GPS手機(jī)控制的的汽車(chē)防盜系統(tǒng)。而在國(guó)內(nèi)，由于價(jià)格上和技術(shù)上的原因，普通的電子式汽車(chē)防盜器還是占據(jù)主流地位。針對(duì)市面上

2、流行的普通汽車(chē)防盜器產(chǎn)品大多數(shù)都存在著防盜功能單一、可靠性低、缺乏跟蹤監(jiān)控功能等缺陷，本文研究實(shí)現(xiàn)了一種基于單片機(jī)控制的多功能汽車(chē)防盜系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成傳統(tǒng)的防盜技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)和感應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建了一個(gè)在車(chē)主和汽車(chē)之間通信的交互平臺(tái)。首先利用傳感器采集被盜信息，如有人非法開(kāi)啟車(chē)門(mén)、進(jìn)入車(chē)內(nèi)、開(kāi)啟后備箱或者托起車(chē)身等，并將信息傳給單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)經(jīng)過(guò)計(jì)算判斷分析危險(xiǎn)信號(hào)及時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警，車(chē)主聽(tīng)到聲音后及時(shí)通過(guò)發(fā)射設(shè)備關(guān)閉車(chē)門(mén)等措施。從而達(dá)到汽車(chē)防盜。關(guān)鍵詞：汽車(chē)防盜系統(tǒng)；單片機(jī)；AT89S52IAbstractWith the economic developmen

3、t,the vehicle market grows steadily and the number of private vehicles keeps increasing. But in the meantime the theft of vehicles,which becomes a world wide public hazard,makes people suffer from tremendous economic loss. In foreign countries,the vehicle alarm system upgrades from the original mech

4、anical mode to the latest SCM controlBased mode after several generations. But in China,considering the price and technology,the common electronic vehicle alarm equipments are still the dominant ones.In view oft he deficiencies of most common vehicle alarm equipments prevalent in the market, such as

5、 single alarm ability, low security and lack of tracking and monitoring ability, a vehicle alarm system based on SCM control Communication platform in this paper.Integrating the traditional vehicle alarm technology and SCM technology and according to the designing principles of SCM control system,th

6、e system builds up a mutual platform among the vehicle owner and the vehicle by using the vehicle monitor and control protocol based on GSM short message. First,use sensors to acquire any stolen information and pass its to SCM for processor.Then,SCM calculation,judgment and analysis and send text me

7、ssages to the vehicle owner.The vehicle owner according to the actual condition and sent to the vehicle control directive to the vehicle by mobile phone short message,so realizing the cell phone remote control car alarm systems.Key Words：Vehicle alarm system；SCM；AT89S52- III -目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論

8、- 1 -1.1汽車(chē)防盜器簡(jiǎn)介- 1 -1.1.1機(jī)械式防盜器- 1 -1.1.2電子式防盜系統(tǒng)- 1 -1.1.3芯片式防盜系統(tǒng)- 2 -1.1.4網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)- 2 -1.1.5其他防盜器- 3 -1.2課題的主要研究背景、研究?jī)?nèi)容和研究意義- 3 -1.2.1研究背景- 3 -1.2.2研究?jī)?nèi)容- 4 -1.2.3研究意義- 4 -第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 5 -2.1本課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題- 5 -2.2解決關(guān)鍵問(wèn)題的思路- 5 -2.2.1汽車(chē)防震防拖動(dòng)控制- 5 -2.2.2防接近汽車(chē)駕駛座檢測(cè)- 5 -2.2.3防人體接近汽車(chē)檢測(cè)控制- 5 -2.2.4車(chē)門(mén)防開(kāi)啟檢測(cè)- 6 -2.

9、3系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案- 6 -第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)- 7 -3.1 核心控制模塊設(shè)計(jì)- 7 -3.1.1核心芯片- 7 -3.1.2抗干擾電路設(shè)計(jì)- 11 -3.2防人接近模塊設(shè)計(jì)- 12 -3.2.1防人接近駕駛座- 12 -3.2.2防人接近車(chē)體- 12 -3.3車(chē)門(mén)防開(kāi)啟模塊設(shè)計(jì)- 13 -3.4防震防拖檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)- 14 -3.4.1ADXL202引腳功能介紹- 15 -3.4.2加速度值的確定- 16 -3.4.3 ADXL202系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)方案- 17 -3.4.4模擬轉(zhuǎn)換- 19 -3.5輸出控制模塊設(shè)計(jì)- 21 -3.6聲音報(bào)警模塊- 22 -3.7電源模塊設(shè)計(jì)- 23 -第4

10、章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 24 -4.1軟件流程圖軟件流程圖- 24 -4.2 A/D轉(zhuǎn)換程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)- 25 -4.3程序開(kāi)發(fā)- 26 -結(jié) 論- 36 -參考文獻(xiàn)- 37 -致 謝- 38 -I第1章 緒論1.1汽車(chē)防盜器簡(jiǎn)介20世紀(jì)90年代以來(lái)，電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展使電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和控制技術(shù)等有效地應(yīng)用于汽車(chē)防盜技術(shù)，促進(jìn)了汽車(chē)防盜技術(shù)的高度智能化和功能多樣化。隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)防盜設(shè)備按其結(jié)構(gòu)與功能可分四大類：機(jī)械式防盜器、電子式防盜系統(tǒng)、芯片式防盜系統(tǒng)和基于單片機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。它們之間各有優(yōu)劣，但是汽車(chē)防

11、盜的發(fā)展方向是向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展的1。1.1.1機(jī)械式防盜器機(jī)械鎖是最常見(jiàn)也是最早的汽車(chē)防盜器，其造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)保性好，工作狀況和防盜效果類似于鎖具。目前，機(jī)械鎖在高中檔汽車(chē)中幾乎難覓蹤影，即便是在低檔汽車(chē)中也已很少單獨(dú)使用，它主要和電子式、芯片式聯(lián)合使用。機(jī)械鎖主要分為方向盤(pán)鎖和變速箱鎖兩大類。其中方向盤(pán)鎖在使用時(shí)，主要是將方向盤(pán)與制動(dòng)腳踏板連接在一起，使方向盤(pán)不能做大角度轉(zhuǎn)向，而且不能制動(dòng)汽車(chē)。而安裝變速箱鎖是在換檔桿附近安裝變速鎖，可使變速箱不能換檔。通常在停車(chē)后，把換檔桿推回空檔位置，加上變速箱鎖，從而使汽車(chē)不能換檔。方向盤(pán)鎖、變速箱鎖和鉤鎖等機(jī)械式防盜器，主要是

12、靠鎖定離合、制動(dòng)、油門(mén)或轉(zhuǎn)向盤(pán)、變速桿來(lái)達(dá)到防盜的目的，但只能防盜不能報(bào)警。另外，機(jī)械式防盜鎖靠堅(jiān)固的金屬結(jié)構(gòu)鎖住汽車(chē)的操縱部位，使用起來(lái)不隱蔽，且占用駕駛室空間，而且每次使用都要拆裝，較為麻煩。機(jī)械鎖主要起到限制車(chē)輛操作的作用，對(duì)防盜方面能夠提供的幫助非常有限，很難抵擋利用鋼鋸、撬棍、老虎鉗等重型工具進(jìn)行盜竊的盜車(chē)賊。1.1.2電子式防盜系統(tǒng) 現(xiàn)階段，應(yīng)用最廣泛的是電子式防盜鎖。對(duì)比于前一種汽車(chē)防盜器，機(jī)械防盜器是一種預(yù)防汽車(chē)被盜的裝置，但這種裝置并不能阻止他人進(jìn)入駕駛室、車(chē)內(nèi)或打開(kāi)行李箱、發(fā)動(dòng)機(jī)罩，甚至起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等。而電子防盜裝置不僅能可靠地防止汽車(chē)被盜，而且能防止他人進(jìn)入車(chē)內(nèi)和拆卸某些汽

13、車(chē)零件。此類產(chǎn)品目前是國(guó)內(nèi)汽車(chē)防盜器的主流產(chǎn)品，它主要是靠振動(dòng)偵測(cè)、中控門(mén)鎖、鎖定點(diǎn)火或起動(dòng)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到防盜的目的，同時(shí)具有聲音報(bào)警功能。高級(jí)的電子防盜器還具有微波探測(cè)或紅外探頭等功能。該類防盜器功能齊全，安裝隱蔽，無(wú)線遙控，操作簡(jiǎn)便。在生產(chǎn)技術(shù)上，電子芯片密鑰技術(shù)和傳感器技術(shù)己相當(dāng)普及，制造廠家眾多，工藝也己相當(dāng)成熟，生產(chǎn)成本相對(duì)低廉。電子防盜系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)在于其電子密碼和遙控操作方式， 當(dāng)車(chē)主用遙控器開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)時(shí)， 匿藏在附近的盜車(chē)賊可以用接收器或掃描器盜取遙控器發(fā)出的無(wú)線電波或紅外線，再經(jīng)過(guò)解碼，就可以開(kāi)啟汽車(chē)的防盜系統(tǒng)。另外，這類電子防盜報(bào)警器的使用頻率普遍被限定在300-350MHz的業(yè)

14、余頻段上，而這個(gè)頻段的電子波干擾源又多，電波、雷電、工業(yè)電焊等都會(huì)干擾它而產(chǎn)生誤報(bào)警。1.1.3芯片式防盜系統(tǒng) 電子防盜系統(tǒng)固然有其優(yōu)點(diǎn)，但隨著時(shí)間的推移，人們又研制出了更先進(jìn)的替代品，這就是芯片式數(shù)碼防盜器。由于優(yōu)點(diǎn)突出且使用方便，大多數(shù)高檔轎車(chē)均采用這種防盜方式作為原配防盜器。目前很多高檔車(chē)，如德國(guó)奔馳、德國(guó)寶馬、法國(guó)愛(ài)麗舍等車(chē)型都裝有原廠的芯片式數(shù)碼防盜系統(tǒng)。芯片式數(shù)碼防盜器的基本原理是通過(guò)芯片鑰匙鎖住汽車(chē)的馬達(dá)、電路和油路，使車(chē)輛在沒(méi)有芯片鑰匙的情況下無(wú)法啟動(dòng)。數(shù)字化的密碼重碼率極低，而且要用密碼鑰匙接觸車(chē)上的密碼鎖才能開(kāi)鎖，這就杜絕了被掃描的弊病。目前芯片式數(shù)碼防盜器已經(jīng)發(fā)展到第四代

15、，最新面世的第四代防盜芯片，具有特殊診斷功能，即已獲授權(quán)者在讀取鑰匙保密信息時(shí)，能夠得到該防盜系統(tǒng)的歷史信息。系統(tǒng)中經(jīng)授權(quán)的備用鑰匙數(shù)目、時(shí)間印記以及其他背景信息，成為收發(fā)器安全特性的組成部分。第四代防盜系統(tǒng)除了比以往的電子防盜系統(tǒng)更有效地起到防盜作用外，還具有其他先進(jìn)之處，如它獨(dú)特的射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）可以保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識(shí)別駕駛者，在駕駛者接近或遠(yuǎn)離車(chē)輛時(shí)可自動(dòng)識(shí)別其身份自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉車(chē)鎖；無(wú)論在車(chē)內(nèi)還是車(chē)外，獨(dú)創(chuàng)的TMS37211器件都能夠輕松探測(cè)到電子鑰匙的位置。國(guó)內(nèi)不少?gòu)S商通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)出了我國(guó)的芯片式防盜系統(tǒng)，如愛(ài)麗舍應(yīng)答式防盜系統(tǒng)是在BOSCHMP5.2

16、電噴系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一套新系統(tǒng)，它可以用來(lái)鎖定和解鎖發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的防盜功能。當(dāng)插入一把帶有應(yīng)答器的正確鑰匙時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)碼、解鎖發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，否則發(fā)動(dòng)機(jī)電腦處于閉鎖狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和噴油的控制被切斷，汽車(chē)無(wú)法起動(dòng)。1.1.4網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)芯片式防盜系統(tǒng)雖然有著強(qiáng)大的防盜功能，但是依然不能突破距離的限制，無(wú)法遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)了解汽車(chē)的狀態(tài)。防盜是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的開(kāi)關(guān)門(mén)、啟動(dòng)馬達(dá)、截停汽車(chē)、汽車(chē)的定位以及車(chē)輛可以根據(jù)車(chē)主的要求提供遠(yuǎn)程的車(chē)況報(bào)告等功能。網(wǎng)絡(luò)防盜主要是突破了距離的限制。目前主要使用的網(wǎng)絡(luò)是衛(wèi)星定位跟蹤系統(tǒng)簡(jiǎn)稱（GPS）和全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GSM）。基于GSM/GP

17、S汽車(chē)防盜系統(tǒng)屬于網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)，其基本原理是通過(guò)鎖定汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)并將汽車(chē)狀態(tài)實(shí)時(shí)的傳遞給車(chē)主和監(jiān)控中心來(lái)達(dá)到防盜的目的，GPS應(yīng)用于汽車(chē)反劫防盜服務(wù)就得益于衛(wèi)星監(jiān)控中心對(duì)車(chē)輛的24小時(shí)不間斷、高精度的監(jiān)控服務(wù)。該系統(tǒng)由安裝在指揮中心的中央控制系統(tǒng)、安裝在車(chē)輛上的移動(dòng)GPS終端以及GSM通信網(wǎng)絡(luò)組成，通過(guò)接受全球定位衛(wèi)星發(fā)出的定位信息，計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的經(jīng)度、緯度、速度和方向，并利用GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息平臺(tái)作為通信媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)定位信息的傳輸。該系統(tǒng)一些常見(jiàn)的品牌有賽格、華強(qiáng)、邁吉貝斯、大三通等等，在國(guó)內(nèi)這類產(chǎn)品因價(jià)格高等各方面原因，目前在市場(chǎng)上還不普及，市場(chǎng)占有率較低。1.1.5其他防盜器 1無(wú)光發(fā)

18、煙器：該發(fā)煙器安裝在車(chē)內(nèi)之后，只要盜賊一進(jìn)人汽車(chē)。它便會(huì)自動(dòng)放出無(wú)毒煙霧，使盜賊雙眼看不見(jiàn)周?chē)奈矬w，只有束手就擒。2高分貝放聲器：該放聲器安裝在汽車(chē)內(nèi)之后，盜賊只要一接觸汽車(chē)門(mén)，就會(huì)立即發(fā)出高他貝的警報(bào)聲，以便將盜賊嚇走和引起行人注意。3自排鎖：該鎖是安裝在排擋桿里面的鎖具，采用鋁合金鋼鑄造成，可防鋸、防剪、防鉆，號(hào)稱是能承受任何外力的“超級(jí)防盜鎖”，比早期的方向盤(pán)防盜鎖，更具先進(jìn)性。4方向盤(pán)鎖：該鎖號(hào)稱“鐵甲武士”，采用鎳鉻鑰合金鋼材料，經(jīng)硬化處理后，可防止鋸、鉆等破壞，鎖頭為100萬(wàn)組號(hào)碼的立體鎖制成，對(duì)于防盜有極大的功效。1.2課題的主要研究背景、研究?jī)?nèi)容和研究意義1.2.1研究背景正

19、是由于現(xiàn)有的城市停車(chē)環(huán)境還無(wú)法有效地保障汽車(chē)停放的安全，所以針對(duì)汽車(chē)防盜問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)都投入力量，進(jìn)行相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)。但由于種種原因， 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車(chē)防盜器還存在著許多問(wèn)題， 當(dāng)前使用的汽車(chē)防盜器產(chǎn)品大多數(shù)都存在著防盜效果差、易受干擾、環(huán)保性能差等缺陷。目前，汽車(chē)防盜器市場(chǎng)可謂魚(yú)龍混雜，各種類型的防盜器品種繁多，令人眼花繚亂。然而，大多數(shù)的防盜器技術(shù)含量不高，很容易讓不法分子得手。因此，高科技含量更高的防盜系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?；趩纹瑱C(jī)的汽車(chē)防盜產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上，但是基于單片機(jī)控制且通過(guò)GSM/GPS通信平臺(tái)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)卻并不多見(jiàn)，所以，由此開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品必將擁有廣闊的市場(chǎng)前景。對(duì)防盜器

20、技術(shù)發(fā)展的分析總結(jié)，使我們認(rèn)識(shí)到目前的防盜器技術(shù)仍停留在聲音報(bào)警和現(xiàn)場(chǎng)控制的水平，不能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。基于此，本文提出一種基于單片機(jī)控制和GSM/GPS通信平臺(tái)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)。本系統(tǒng)包含車(chē)載端和控制端兩部分，將先前的只針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制的防盜器發(fā)展成數(shù)千米以外也能控制的汽車(chē)防盜系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用傳感器采集被盜的各種可能信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制處理后利用GSM模塊將汽車(chē)的實(shí)時(shí)狀態(tài)（包括人體接近車(chē)體、車(chē)門(mén)被非法開(kāi)啟、車(chē)體被破壞、車(chē)被整體拖動(dòng)、人非法進(jìn)入駕駛室、車(chē)被非法點(diǎn)火等）發(fā)送給車(chē)主。必要時(shí)可以通過(guò)手機(jī)關(guān)閉車(chē)輛油路、電路，并鎖死所有門(mén)窗?；趩纹瑱C(jī)控制和GSM/GPS通信平臺(tái)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車(chē)主對(duì)汽車(chē)安全

21、的遠(yuǎn)程控制，在汽車(chē)和車(chē)主之間建立了聯(lián)系的橋梁，可以讓車(chē)主實(shí)時(shí)了解和控制愛(ài)車(chē)的狀態(tài)2。所以，基于單片機(jī)并利用遠(yuǎn)程GSM通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究就顯得尤為重要。1.2.2研究?jī)?nèi)容本課題主要對(duì)汽車(chē)防盜器進(jìn)行研究，針對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)防盜器功能單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性不高的缺點(diǎn)，在充分研究該系統(tǒng)模型各要素的基礎(chǔ)上，以AD89S52為核心，通過(guò)該處理器各個(gè)數(shù)字l/O端口實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)傳感器采集信號(hào)的處理以及對(duì)汽車(chē)防盜器的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的防盜防搶功能，即將傳統(tǒng)的汽車(chē)防盜器改造為新興的汽車(chē)防盜系統(tǒng)。研究?jī)?nèi)容具體如下：1通過(guò)傳感器檢測(cè)各種異常情況并將信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，分析處理。2通過(guò)單片機(jī)控制

22、系統(tǒng)結(jié)合GSM通信平臺(tái)將傳統(tǒng)的汽車(chē)防盜器改造成具有遠(yuǎn)程控制功能的高效防盜系統(tǒng)。 3針對(duì)GSM模塊的特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的通訊協(xié)議，搭建一個(gè)與汽車(chē)和車(chē)主交互的平臺(tái)。1.2.3研究意義本課題研究的意義在于：1在傳統(tǒng)防盜器領(lǐng)域，單片機(jī)控制系統(tǒng)理念，提出一種新的全方位汽車(chē)安全解決方案，通過(guò)設(shè)計(jì)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的通訊平臺(tái)，為汽車(chē)防盜系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制發(fā)展提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。2將GSM手機(jī)短信技術(shù)運(yùn)用到相應(yīng)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)中，使得汽車(chē)安全系數(shù)有了很大提高，為汽車(chē)防盜安全體系的實(shí)現(xiàn)提供了一種新型解決方案。3 利用較低的硬件環(huán)境完成較高的系統(tǒng)功能，在汽車(chē)防盜系統(tǒng)市場(chǎng)探索出一條新路，為今后基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程控制防盜系統(tǒng)在國(guó)

23、內(nèi)的普及奠定了基礎(chǔ)。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)車(chē)主離開(kāi)后防使防盜系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果發(fā)生汽車(chē)門(mén)、窗或后蓋箱被非法打開(kāi)以及非法進(jìn)入車(chē)內(nèi)，或是車(chē)主忘記將車(chē)門(mén)關(guān)緊等時(shí)，裝置會(huì)啟動(dòng)聲音報(bào)警，讓車(chē)主及時(shí)了解情況，而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的防盜預(yù)警。 2.1本課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題 異常狀態(tài)的姜策應(yīng)包含以下監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)：1汽車(chē)防震防拖動(dòng)檢測(cè)；2防人體接近汽車(chē)駕駛座檢測(cè)；3防人體接近汽車(chē)檢測(cè)；4車(chē)門(mén)及后備箱防開(kāi)啟檢測(cè)；5聲音報(bào)警檢測(cè)。2.2解決關(guān)鍵問(wèn)題的思路2.2.1汽車(chē)防震防拖動(dòng)控制 選用加速度傳感器ADXL202。由于竊賊盜竊汽車(chē)時(shí)會(huì)引起車(chē)體的振動(dòng)或傾斜現(xiàn)象，而ADXL202能夠測(cè)量0-5kHz、士2g范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度。

24、動(dòng)態(tài)加速度的測(cè)量可以用于振動(dòng)檢測(cè)；而利用靜態(tài)的重力加速度作為輸人矢量，就可以確定物體的加速度方向和大小。所以ADXL202對(duì)車(chē)體遭破壞（產(chǎn)生震動(dòng)）和整車(chē)被搬運(yùn)或拖走（有傾角變化）均能檢測(cè)。 2.2.2防接近汽車(chē)駕駛座檢測(cè)選用熱釋電紅外傳感器KDS9。熱釋電紅外傳感器只對(duì)中心波長(zhǎng)為910m的紅外線輻射敏感，能夠檢測(cè)到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車(chē)內(nèi)的監(jiān)測(cè)器件。 2.2.3防人體接近汽車(chē)檢測(cè)控制選用微波多普勒傳感器RD9481。利用多普勒效應(yīng)制成的傳感器可以用來(lái)探測(cè)人體或物體的移動(dòng)，該傳感器在人或物體靠近時(shí)接收器接收的頻率發(fā)生變化。由于竊賊和正常行人的頻率不在同一范圍，就可對(duì)報(bào)警頻率范圍進(jìn)

25、行設(shè)定。當(dāng)頻率變化至設(shè)定值時(shí)，可以判斷為有人或物體進(jìn)入防盜系統(tǒng)的預(yù)警范圍3。 2.2.4車(chē)門(mén)防開(kāi)啟檢測(cè)選用對(duì)射式紅外光電管，由紅外發(fā)射管和紅外接收管兩部分構(gòu)成。車(chē)門(mén)關(guān)嚴(yán)實(shí)時(shí)，接收管能接收到發(fā)射管發(fā)出的紅外信息，一旦車(chē)門(mén)未關(guān)嚴(yán)或被非法打開(kāi)時(shí)，接收管接收不到發(fā)射管發(fā)出的紅外信息，就會(huì)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生報(bào)警。2.3系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)各檢測(cè)模塊來(lái)獲得車(chē)輛的異常狀態(tài)，一旦檢測(cè)到危險(xiǎn)情況單片機(jī)啟動(dòng)聲音報(bào)警并通過(guò)GSM模塊向手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息，隨后預(yù)警裝置撥通車(chē)主手機(jī)，車(chē)主接聽(tīng)并掛斷后，整個(gè)裝置恢復(fù)到接收命令狀態(tài)。此時(shí)如果車(chē)主發(fā)送一條短信給裝置的GSM MODEM，如“關(guān)閉車(chē)門(mén)”、“切

26、斷油路”等，GSM MODEM在接收到短信后會(huì)立即發(fā)送一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)，然后將短信內(nèi)容通過(guò)串口傳給單片機(jī)。單片機(jī)通過(guò)分析接收到的短信內(nèi)容，啟動(dòng)相應(yīng)的控制裝置，執(zhí)行操作。同時(shí)也可接收手機(jī)的命令短信來(lái)控制汽車(chē)的油路和車(chē)門(mén)的自動(dòng)封鎖。為了使用人員操作方便，報(bào)警系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉可由無(wú)線手持器來(lái)控制即系統(tǒng)中遙控模塊。 考慮到一部車(chē)的使用可能不會(huì)是固定的一個(gè)人，車(chē)主也不一定用固定的手機(jī)號(hào)碼。所以單片機(jī)外接了一個(gè)車(chē)主手機(jī)號(hào)更改裝置小鍵。當(dāng)需要更改短信發(fā)送的目的手機(jī)（Sim卡）時(shí)，首先通過(guò)鍵盤(pán)輸入密碼，然后再輸入更改后的手機(jī)號(hào)碼，即可完成車(chē)主手機(jī)號(hào)的變更。為便于車(chē)主監(jiān)聽(tīng)車(chē)內(nèi)情況4，GSM還外接了Microph

27、one，車(chē)主能準(zhǔn)確的知道車(chē)內(nèi)情況。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示圖2-1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)這個(gè)部分是論文的核心部分。對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)做出了一定系統(tǒng)的說(shuō)明。該系統(tǒng)主要包括核心控制模塊，防人接近檢測(cè)模塊，車(chē)門(mén)防開(kāi)啟檢測(cè)模塊，防震放拖檢測(cè)模塊，輸出控制模塊，電源模塊，聲音報(bào)警模塊等5。3.1 核心控制模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心芯片完成信號(hào)的輸入、輸出、計(jì)算、處理及控制功能。電氣原理圖如圖3-1所示：圖3-1 核心控制模塊3.1.1核心芯片核心選用AT89S52（8位微控制器，8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器）作為主控制芯片。主要性能指標(biāo)：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字

28、節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；1000次擦寫(xiě)周期；全靜態(tài)操作：0Hz33Hz；三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；32個(gè)可編程I/O口線；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；八個(gè)中斷源；全雙工UART串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門(mén)狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針。功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制中

29、廣泛應(yīng)用。AT89S52為系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89S52有三種封裝結(jié)構(gòu)，本文選用圖3-2所示結(jié)構(gòu)圖3-2 AT89S52引角結(jié)構(gòu)P

30、0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.

31、2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

32、器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表3-1所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存

33、器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效，這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址為8EH的SF

34、R的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。表3-1AT89S52引腳第二功能引腳號(hào) 第二功能

35、P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用）P3.0 RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2 INT0（外部中斷0）P3.3INT0（外部中斷0）P3.4T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）核心芯片在該系統(tǒng)中的作用 INTO腳用于接收人體接近信號(hào)。 P2.1、P2.2、P2.3分別接經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的震動(dòng)及

36、傾角信號(hào)。INT1 用于接收車(chē)門(mén)及后備箱被非法開(kāi)啟的信號(hào)。P2.6和P2.7做為輸出口，輸出控制模塊的輸入信號(hào)。3.1.2抗干擾電路設(shè)計(jì)此電路以MAX813L為核心，其連接電路如上圖3-1所示本報(bào)警系統(tǒng)的核心是單片機(jī)系統(tǒng)，而汽車(chē)會(huì)停放在各種各樣的場(chǎng)合，在這些場(chǎng)合中存在著各種各樣的干擾源，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)很多問(wèn)題，使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，甚至產(chǎn)生誤報(bào)警，給車(chē)主帶來(lái)麻煩6。干擾按其來(lái)源通?？煞譃閮煞N：第一、由電壓電源引起的干擾：本系統(tǒng)以汽車(chē)電瓶供電，電瓶的老化，電量的多少或充放電瞬間等都會(huì)經(jīng)電源竄入瞬變干擾，引起誤動(dòng)作。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在單片機(jī)系統(tǒng)因外部干擾而引起的故障中，80以上是因電源干擾產(chǎn)生的。因

37、此，對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)并采取相應(yīng)的措施對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常必要。第二、由電源以外原因引起的干擾：主要是傳輸信道的干擾，如雜散電磁場(chǎng)通過(guò)感應(yīng)和輻射進(jìn)入信道的干擾，由于地阻抗耦合、漏電流等因素產(chǎn)生的干擾等。此類干擾同樣可以引起系統(tǒng)程序跑飛或死機(jī)等故障。除了從硬件方面加強(qiáng)抗干擾措施以外，使跑飛的程序重新進(jìn)入正常運(yùn)行也是很重要的。除了上述干擾源問(wèn)題，單片機(jī)系統(tǒng)還有正常情況下的上電、手動(dòng)復(fù)位等要求。MAX813L就是專門(mén)用來(lái)實(shí)現(xiàn)電源電壓檢測(cè)的芯片，它不僅能對(duì)+5V電源電壓檢測(cè)，還可以對(duì)其他電源電壓（如12V，-5v）實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，另外他內(nèi)部還具有看門(mén)狗定時(shí)電路，用于單片機(jī)系統(tǒng)十分方便。MAX813L的引腳介

38、紹MAX813L是MAXIM公司推出的低成本微處理器監(jiān)控芯片，其DIP引腳如核心模塊電路中所示。/MR：人工復(fù)位輸入端Vcc：+5V電源GND：電源地PFI：電源故障監(jiān)測(cè)輸入端PFO：電源故障輸出端WDI：看門(mén)狗檢測(cè)輸入端RESET：復(fù)位信號(hào)輸出端/WDO：看門(mén)狗輸出3.2防人接近模塊設(shè)計(jì)該部分包括防人接近駕駛座和防人接近車(chē)體兩部分。其電氣原理圖如圖3-33.2.1防人接近駕駛座當(dāng)竊賊非法進(jìn)入車(chē)內(nèi)試圖駕駛汽車(chē)時(shí)，必須能將此信號(hào)傳遞給單片機(jī)產(chǎn)生報(bào)警。這里選用熱釋紅外傳感器KDS9。熱釋電紅外傳感器只對(duì)中心波長(zhǎng)為910m的紅外線輻射敏感，能夠檢測(cè)到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車(chē)內(nèi)的監(jiān)測(cè)器件

39、7。當(dāng)有人非法進(jìn)入車(chē)內(nèi)時(shí)，傳感器檢測(cè)到人體紅外信息經(jīng)轉(zhuǎn)換電路將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)觸發(fā)報(bào)警電路產(chǎn)生報(bào)警。其電氣原理圖如圖3-3所示。 3.2.2防人接近車(chē)體由于竊賊和正常行人的移動(dòng)頻率不在同一范圍，就可選用傳感器對(duì)人體頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。首先設(shè)定報(bào)警頻率范圍，當(dāng)檢測(cè)到設(shè)定報(bào)警范圍的頻率時(shí)就產(chǎn)生報(bào)警。這里選用微波多普勒傳感器RD9481。利用多普勒效應(yīng)制成的傳感器可以用來(lái)探測(cè)人體或物體的移動(dòng)，該傳感器在人或物體靠近時(shí)接收器接收的頻率發(fā)生變化。將此信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后傳遞給單片機(jī)的輸入口，單片機(jī)經(jīng)過(guò)計(jì)算， 判斷其是否在設(shè)定的報(bào)警范圍內(nèi)。當(dāng)頻率變化至設(shè)定值時(shí)，可以判斷為有人或物體進(jìn)入防盜系

40、統(tǒng)的預(yù)警范圍，觸發(fā)報(bào)警，否則繼續(xù)監(jiān)測(cè)。電氣連接圖如圖3-3所示。圖3-3 防人接近原理圖3.3車(chē)門(mén)防開(kāi)啟模塊設(shè)計(jì)很多竊賊盜車(chē)首先是開(kāi)啟車(chē)門(mén)后將車(chē)開(kāi)走，也有的是打開(kāi)后備箱盜竊物品，所以需要對(duì)非法開(kāi)啟車(chē)門(mén)和后備箱監(jiān)控.從價(jià)格及系統(tǒng)要求考慮選用普通對(duì)射式紅外光電管。這種開(kāi)關(guān)價(jià)格便宜方便使用，能滿足系統(tǒng)要求。這種紅外光電管由紅外發(fā)射管和紅外接收管兩部分構(gòu)成。將光電管分別安裝在車(chē)門(mén)及后備箱兩側(cè)，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后送給單片機(jī)輸入口，車(chē)門(mén)正常關(guān)閉時(shí)接收管能夠接收到發(fā)射管發(fā)射的紅外信息，一旦有車(chē)門(mén)未關(guān)嚴(yán)或被非法打開(kāi)情況發(fā)生時(shí)8，接收管接收不到發(fā)射管發(fā)出的紅外信息，單片機(jī)就會(huì)觸發(fā)報(bào)警電路產(chǎn)生報(bào)警。電氣連接圖如

41、圖3-4所示。 圖3-4 車(chē)門(mén)防開(kāi)啟檢測(cè)電路3.4防震防拖檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)有些盜賊會(huì)破壞車(chē)體或是將整車(chē)拖走，破壞車(chē)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，整車(chē)托運(yùn)會(huì)有傾角產(chǎn)生。所以對(duì)震動(dòng)和傾角的檢測(cè)是必要的。本模塊中核心芯片選用加速度傳感器ADXL202。 ADXL202是AD公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)采用MEMS工藝制作的低價(jià)格、低功耗、單芯片集成雙軸加速度傳感器，3-5.25V單電源供電，工作電流小于6mA，可以測(cè)量0-5kHz，t2g范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度，60Hz時(shí)分辨率為2mg，可以數(shù)字、模擬信號(hào)形式輸出，體積僅為5mm x 5mm x 2mm；可以對(duì)車(chē)體微小振動(dòng)和整車(chē)的傾斜角度同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。將其應(yīng)用于汽車(chē)防盜系統(tǒng)不但擴(kuò)大了

42、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍，而且簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，提高了防盜系統(tǒng)報(bào)警的可靠性。因此，選定其作為汽車(chē)防盜系統(tǒng)的傳感器件。電氣連接圖設(shè)計(jì)如圖3-5。 圖3-5 防震防拖電氣連接圖3.4.1ADXL202引腳功能介紹ADXL202的封裝形式為L(zhǎng)CC-8，其封裝和引腳的示意圖如圖3-6所示。引腳ST用于芯片自測(cè)，VDD上電后，ST在靜電力的作用下，輸出的工作循環(huán)脈寬改變10%左右，相當(dāng)于作用800mg加速度的輸出信號(hào)9，測(cè)試這個(gè)引腳就可以用于判斷芯片是否正常工作；引腳T2需外接RST電阻，在0.5ms-IOms范圍內(nèi)設(shè)置工作循環(huán)周期T2；引腳COM作為公共接地端；引腳XOUT，YOUT二用于輸出數(shù)字信號(hào)；引腳XFILT

43、， YFILT外加濾波電容，用以設(shè)置檢測(cè)信號(hào)的帶寬范圍，VDD引腳作為芯片供電電源輸入端。圖3-6 ADXL202引腳結(jié)構(gòu)3.4.2加速度值的確定加速度傳感器可以分別利用XOUT，YOUT引腳和XFILT， YFILT引腳進(jìn)行數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)輸出。在采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，只要利用微處理器的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器端口分別采集信號(hào)的工作周期脈寬T，和工作周期的時(shí)間長(zhǎng)度T2，利用公式（3-1）就可以得出被測(cè)加速度的值。A （g）=（T1/T2-0.5）/12.5% （3-1） 信號(hào)示意圖如圖3-7所示圖3-7 ADXL202信號(hào)示意圖在采用模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以直接采用從XFILT、YFILT引腳輸出

44、的模擬信號(hào)，也可以將XOUT，YOUT引腳輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行RC濾波，重新恢復(fù)成模擬信號(hào)。第一種方法輸出的信號(hào)帶寬比較寬，但需外加電壓跟隨器才能帶負(fù)載；第二種方法可以對(duì)輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，但頻率響應(yīng)特性較低。采用何種輸出方式應(yīng)根據(jù)具體的使用條件來(lái)確定。3.4.3 ADXL202系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)方案由于竊賊盜竊汽車(chē)時(shí)會(huì)引起車(chē)體的振動(dòng)或傾斜現(xiàn)象，而ADXL202能夠測(cè)量0-5kHz、士2g范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度。動(dòng)態(tài)加速度的測(cè)量可以用于振動(dòng)檢測(cè)；而利用靜態(tài)的重力加速度作為輸人矢量，就可以確定物體的空間方向。整體方案設(shè)計(jì)方案ADXL202采用5V直流電源供電，為降低電源對(duì)傳感器的干擾，在引腳VDD和

45、公共接地端COM之間需連接0.1uF的去耦電容。由于芯片與微處理器共用一個(gè)供電電源，在電源與VDD之間需增加一個(gè)l00歐姆的電阻，以減小數(shù)字信號(hào)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的干擾。T2引腳外接625千歐姆的RSET電阻，將輸出的數(shù)字信號(hào)周期確定為5ms，即頻率為200Hz。從XOUT、YOUT引腳輸出的數(shù)字信號(hào)直接送到微處理器的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器端口，以便進(jìn)行重力加速度的測(cè)量，以得出車(chē)體傾角的變化。從XFILT、YFILT引腳輸出的模擬信號(hào)經(jīng)電壓跟隨器提高負(fù)載能力后，送人微處理器的A/D端口，以對(duì)車(chē)體微小振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。汽車(chē)防盜中，車(chē)體傾斜角度的測(cè)量要求其信號(hào)的噪聲必須很小，這就要限制信號(hào)帶寬。而對(duì)于振動(dòng)的測(cè)量

46、，則需要10-200Hz的較寬信號(hào)范圍。首先，將XFILT、YFIL引腳的濾波電容CX，CY設(shè)定為0.027uF，這樣輸出的數(shù)字、模擬信號(hào)的帶寬全都限制在200Hz以下，再將ADXL202輸出的帶寬為200Hz的數(shù)字和模擬信號(hào)分別經(jīng)過(guò)低通濾波和高通濾波，就可以獲得傾斜、振動(dòng)監(jiān)測(cè)所需帶寬的信號(hào)。將ADXL202同時(shí)作為振動(dòng)測(cè)量和傾斜角測(cè)量傳感器的方案原理圖如圖3-7中防震防拖檢測(cè)模塊所示。 傾斜角度的測(cè)量方法對(duì)于拖車(chē)或整車(chē)搬運(yùn)的盜竊方式，如果車(chē)體的角度相對(duì)于初始狀態(tài)改變5，就可判定有盜車(chē)情況發(fā)生。傾斜角度測(cè)量值通過(guò)XOUT、YOUT端口輸出的數(shù)字信號(hào)得到10。由于經(jīng)XFILT、YFILT端口的電

47、容低通濾波，信號(hào)帶寬為200Hz，則根據(jù)ADXL202的噪聲計(jì)算公式為：Noise（rms）=（200g/）x （3-2）其中，Noise為噪聲的幾何平均值，BW為信號(hào)帶寬，f（Hz）為頻率。則其噪聲平均水平為：Noise（rms）=（200g/）x （3-3）代入BW=200得Noise（rms ） 3.6mg （3-4）取置信區(qū)間95.4%，則信號(hào)噪聲的峰一峰值為：4x N ise （r ms）=4x 3 .6mg=14.4mg （3-5）如果ADXL202的敏感軸從水平位置變化了5，就相當(dāng)于ADXL202輸出的數(shù)字信號(hào)改變約87mg，這樣14.4mg的噪聲水平就顯得過(guò)高了。因?yàn)槠谕脑肼?/p>

48、水平最多不能超過(guò)5mg。將XOUT、YOUT端口輸出的200Hz數(shù)字信號(hào)進(jìn)行16次采樣，并將采得的信號(hào)取平均值，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字低通濾波，將信號(hào)的帶寬降為12.5Hz。此時(shí)的噪聲水平為：Noise（rms）=（200g/）x 0.9mg （3-6）取置信區(qū)間95.4%，則信號(hào)噪聲的峰一峰值為：4x Noise（rms）=4x0.9mg=3.6 m g （3-7）這種噪聲水平完全可以滿足系統(tǒng)要求（5mg）。ADXL202的溫度變化系數(shù)為2mg/，在監(jiān)測(cè)的0-5傾角范圍內(nèi)，每改變1，輸出約改變17mg。由于室外晝夜溫差很可能達(dá)到8.590，溫度漂移很可能造成虛假報(bào)警，必須對(duì)其限制?？梢岳密浖⒎制?/p>

49、進(jìn)行信號(hào)處理，即如果ADXL202的輸出變化率大于87mg/min，就認(rèn)為有警情；如果小于這個(gè)數(shù)值，就可以認(rèn)為是由于溫度變化引起的溫度漂移，不予報(bào)警。汽車(chē)微小振動(dòng)的測(cè)量方法通過(guò)對(duì)車(chē)體微小振動(dòng)的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)破壞車(chē)體行為的監(jiān)測(cè)。若在一較短時(shí)間段內(nèi)，振動(dòng)的能量超過(guò)設(shè)定的閾值，就可以判定有破壞汽車(chē)的況發(fā)生。監(jiān)測(cè)汽車(chē)微小振動(dòng)所需信號(hào)由XFILT、YFILT端口獲得。雖然在XFILT、YFIL端口輸出的模擬信號(hào)已經(jīng)過(guò)200Hz低通濾波，但仍需將信號(hào)再經(jīng)1OHz高通濾波，才能達(dá)到振動(dòng)監(jiān)測(cè)所需的10-200Hz帶寬要求。另外，從XFILT、YFIL端口輸出的模擬信號(hào)負(fù)載能力很弱，可以將帶通濾波后的信號(hào)送人

50、電壓跟隨器，以提高其負(fù)載能力。然后，將信號(hào)送入微處理器內(nèi)部的A/D端口進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)采樣定理，微處理器采樣頻率定為400Hz，即每2.5ms采樣一次。利用軟件積分器測(cè)量振動(dòng)的能量，是將微處理器記錄的16次振幅采樣值的絕對(duì)值求和，即可得到40ms內(nèi)振動(dòng)的能量。如果這個(gè)絕對(duì)值之和超過(guò)設(shè)定的數(shù)字閾值，微處理器就可以進(jìn)行報(bào)警。利用加速度傳感器ADXL202組成的防盜監(jiān)測(cè)裝置，不但擁有傳統(tǒng)汽車(chē)防盜傳感器件的靈敏性，而且擴(kuò)大了汽車(chē)防盜的監(jiān)測(cè)范圍（可以對(duì)拖車(chē)和整車(chē)搬運(yùn)的盜竊方式進(jìn)行預(yù)警），而且還簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。ADXL202完全可以取代磁效應(yīng)傳感器等傳統(tǒng)敏感元件，成為汽車(chē)防盜監(jiān)

51、測(cè)信號(hào)的可靠敏感器件。另外，ADXL202在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、信息產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面也有著廣泛的應(yīng)用。 3.4.4模擬轉(zhuǎn)換ADXL202檢測(cè)的是模擬信號(hào)不能直接作為單片機(jī)的輸入信號(hào)，必須對(duì)其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這里核心芯片選用ADC083211。ADC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832 具有以下特點(diǎn)：8位分辨率；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時(shí)輸入電壓在05V之間；工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32S；一般功耗僅為15m

52、W；8P、14PDIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；商用級(jí)芯片溫寬為0C to +70C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為40C to +85C。 ADC0832芯片的各個(gè)引腳結(jié)構(gòu)圖如圖3-8：圖3-8ADC0832芯片頂視圖ADC0832芯片接口說(shuō)明：CS_ 片選使能，低電平芯片使能；CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用；CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用；GND 芯片參考0 電位（地）；DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；CLK 芯片時(shí)鐘輸入；Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256

53、級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。單片機(jī)對(duì)ADC0832的控制原理：正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片

54、禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第2、3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能項(xiàng)見(jiàn)表3-2和表3-3。表3-2 ADC0382獨(dú)立工作模式MUX AddressChannel#SGL/DIFODD/SIGN0110+11+表3-3 ADC0382微分工作模式MUX AddressChannel#SGL/DIF

55、ODD/SIGN0100+-01-+如表3-2和表3-3所示，當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)脈沖下沉開(kāi)始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低

56、位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開(kāi)始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出DATD0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。 3.5輸出控制模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)輸出控制包括封鎖車(chē)門(mén)和切斷油路兩個(gè)控制部分，單片機(jī)根據(jù)車(chē)主的命令執(zhí)行分封鎖車(chē)門(mén)和切斷油路。電氣原理圖如圖3-9所示：圖3-9輸出控制原理圖車(chē)門(mén)和油路中接入繼電器12，由單片機(jī)輸出信號(hào)控制。當(dāng)車(chē)體遭受盜竊，車(chē)主接到短信報(bào)警后可以發(fā)送“切斷油路”，“封鎖車(chē)門(mén)”等短信，單片機(jī)接到命令后由P2.6，P2.7的輸出

57、控制信號(hào)，完成切斷油路或封鎖車(chē)門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控功能。由于單片機(jī)輸出的信號(hào)功率較小，無(wú)法驅(qū)動(dòng)繼電器，所以必須對(duì)其進(jìn)行放大處理，使其足以完成對(duì)繼電器開(kāi)和關(guān)的控制。本電路選用高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列ULN2003。 ULN2003A電路是美國(guó)Texas Instruments公司和Sprague公司開(kāi)發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路。由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。其引腳結(jié)構(gòu)及控制電路如3-9圖所示。3.6聲音報(bào)警模塊當(dāng)有盜賊對(duì)車(chē)體構(gòu)成威脅時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)不僅要發(fā)信息通知車(chē)主還應(yīng)有聲音報(bào)警信號(hào)向路人示意。所以

58、系統(tǒng)中應(yīng)包含聲音報(bào)警模塊。本系統(tǒng)選用普通聲音報(bào)警模塊，由單片機(jī)RING口的輸出信號(hào)觸發(fā)其鳴叫報(bào)警，單片機(jī)直接輸出的信號(hào)功率太小不能驅(qū)動(dòng)聲音報(bào)警模塊報(bào)警。需將單片機(jī)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大處理，驅(qū)動(dòng)電路示意圖如圖3-10所示：圖3-10 音報(bào)警電路示意圖3.7電源模塊設(shè)計(jì)報(bào)警系統(tǒng)采用車(chē)體電瓶供電，由于車(chē)體電瓶為24V直流電壓，而報(bào)警系統(tǒng)中各模塊的供電電壓又不盡相同，這就需要電平轉(zhuǎn)換電路將24V車(chē)體直流電壓轉(zhuǎn)換成個(gè)模塊需要的電壓。選用芯片A1212S和AMS117CD-5.0首先通過(guò)A1212S將24V車(chē)體直流電壓轉(zhuǎn)換成正負(fù)12伏直流電壓，給12V電壓驅(qū)動(dòng)芯片供電13。另外通過(guò)AMS117CD-5.0將

59、12V直流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電壓給5V電壓驅(qū)動(dòng)芯片供電。電氣原理圖如圖3-11所示：圖3-11 電源轉(zhuǎn)換原理圖第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1軟件流程圖軟件流程圖圖4-1 系統(tǒng)軟件流程圖系統(tǒng)啟動(dòng)后單片機(jī)首先是掃描改號(hào)鍵盤(pán)是否有輸入，對(duì)其做響應(yīng)處理。然后掃描輸入端口是否有前端檢測(cè)信號(hào)，有檢測(cè)信號(hào)則驅(qū)動(dòng)聲音報(bào)警并向車(chē)主發(fā)送手機(jī)短信14，檢測(cè)短信是否發(fā)送成功否則繼續(xù)發(fā)送直到確定發(fā)送成功，然后撥通車(chē)主手機(jī)讓車(chē)主監(jiān)聽(tīng)車(chē)內(nèi)情況以便作出正確的判斷和及時(shí)處理。若無(wú)檢測(cè)信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)則監(jiān)測(cè)是否有車(chē)主短信，根據(jù)短信內(nèi)容做出相應(yīng)控制。4.2 A/D轉(zhuǎn)換程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程：為了

60、高速有效的實(shí)現(xiàn)通信，我們采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)接口程序。由于ADC0832 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32S，所以A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)采樣頻率可以很快，從而也保證的某些場(chǎng)合對(duì)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。數(shù)據(jù)讀取程序以子程序調(diào)用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植15。程序占用資源有累加器A，工作寄存器R7，通用寄存器B 和特殊寄存器CY。通道功能寄存器和轉(zhuǎn)換值共用寄存器B。在使用轉(zhuǎn)換子程序之前必須確定通道功能寄存器B的值，其賦值語(yǔ)句為“MOV B，#data”（00H03H）。運(yùn)行轉(zhuǎn)換子程序后的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值被放入B 中。子程序退出后即可以對(duì)B 中數(shù)據(jù)處理。流程圖見(jiàn)圖4-2。圖4.4A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖4.3程序開(kāi)發(fā)*文件

61、名稱：main.c說(shuō) 明：控制發(fā)送SMS信息的S52程序GSM模塊（TC35i）通過(guò)串口與單片機(jī)相連*/#include#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit RELAY1 = P26； /sbit RELAY2 = P27； /sbit ring = P17； /sbit ADC0832_CLK = P22； /sbit ADC0832_CS = P21； /sbit ADCO832_DI = P23； /*函數(shù)定義*/void main（void）； /主函數(shù)void Ini_UART（void）； /串口初始化void Ini_system（void）； /串口初始化void Delay（void）； /延時(shí)void CMGF（void）； /設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)為T(mén)XET格式void CMGS（void）； /設(shè)置目的手機(jī)號(hào)碼void SEND（void）； /發(fā)送字符串void ADc0832（void）；/防振檢測(cè)void