【基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)設(shè)計11000字（論文）】

第1章緒論1.1研究背景與意義在現(xiàn)代社會不斷進步和發(fā)展中，人民的生活水平也得到了改善和提高，現(xiàn)代汽車已經(jīng)在逐漸的成為人們交通代步與生活的主要方式。然而隨著時間的進一步推進，汽車被盜的概率也從無到有的與日俱增，而這其中不僅給人們的生活帶來了很多的困擾，也同時給社會與人民生活帶來了極大地不安定因素。由此，汽車防盜系統(tǒng)得以廣泛的傳播與迅速的發(fā)展?，F(xiàn)如今，現(xiàn)代汽車防盜報警系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)大體可分為以下幾類：一是電子式；二是機械式；三是網(wǎng)絡(luò)式。而在這之中，機械式防盜報警系統(tǒng)在較早時期用于汽車防盜，并且該防盜系統(tǒng)價格低廉，結(jié)構(gòu)牢固，人為損壞難度較大，所以其應(yīng)用于汽車防盜領(lǐng)域的時間較早，但因其屬機械式的“啞巴式”防盜方式，因此被市場淘汰，并逐步更換為電子式和網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。其實，電子式防盜報警系統(tǒng)是以原報警系統(tǒng)為基礎(chǔ)，加入聲光報警等有關(guān)功能，在防盜方面能夠很好的達到威懾盜車賊的作用。而隨著科技發(fā)展，現(xiàn)在很多汽車都已經(jīng)安裝網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)來防盜：在網(wǎng)絡(luò)式防盜報警系統(tǒng)功能中，加入了GSM網(wǎng)絡(luò)傳播以及GPS定位系統(tǒng)技0術(shù)，以提高汽車防盜性能。當(dāng)前，汽車防盜系統(tǒng)雖然不斷完善和細化，但是仍有不少漏報、錯報、誤報等現(xiàn)象的發(fā)生，這就需要加強對車輛信息數(shù)據(jù)的采集以及對報警信號的處理。而迄今為止，多數(shù)汽車防盜報警系統(tǒng)也僅停留于聲光報警等表面，防盜報警效果不明顯。一輛汽車對于一個普通人來說，是一個可以被用于方便生活的工具。隨著機動車盜竊行為的泛濫與增加，汽車被偷也對個人帶來了很嚴(yán)重的金錢方面的損失，固本設(shè)計系統(tǒng)通過對單片機控制的汽車防盜器展開了研究，旨在最大限度地減少錯報、和漏報，并結(jié)合GSM技術(shù)實現(xiàn)防盜、聲光報警與遠程信息傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)組合，在完成聲光報警這一功能的基礎(chǔ)上，及時告知車主，從而實現(xiàn)高效、及時的防盜報警。隨著機動車防盜技術(shù)缺口的日益增加，許多國家為了研究和開發(fā)機動車防盜技術(shù)，花費了巨大的人力、財力和物力，而隨投入強度的加大，各種汽車防盜技術(shù)相繼問世。大部分家用轎車都配備了有汽車防盜系統(tǒng)，目前根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)抽樣調(diào)查顯示：在被偷盜失竊的車輛中，有大約近半數(shù)都是配備有汽車防盜系統(tǒng)的；在加州，被竊取的機動車中配備有防盜裝置的占加州總汽車數(shù)量的三分之一以上。這些現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)已經(jīng)很能夠說明目前市面上的汽車防盜系統(tǒng)并不完善。而屬于現(xiàn)代技術(shù)的線上模式防盜系統(tǒng)的主要工作原理是以線上模式來對汽車門鎖的開關(guān)、發(fā)動機的啟停、定位和遠程車況上報等功能，并給出了具體的實施方法。線上線下模式防盜系統(tǒng)最主要的優(yōu)點在于打破地理方位之間的限制。家用汽車如果被盜或出現(xiàn)無法辨別的情況，系統(tǒng)終端設(shè)備便發(fā)出訊號，現(xiàn)代指揮中心經(jīng)由GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)取得訊號時，便對移動目標(biāo)的經(jīng)緯度、速度等，操縱汽車發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)以及在多方力量的密切配合下追回被盜車輛。因此，我國汽車防盜產(chǎn)品的升級換代是箭在弦上不得不發(fā)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀如今通過我們的研究發(fā)現(xiàn)國外市場上流通的汽車防盜報警器系統(tǒng)都是按照他們的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)的功能來實行分類的。目前是可以大致上分為三大類:一是機械形式的防盜設(shè)備；二是電子形式的防盜器系統(tǒng)；三是網(wǎng)絡(luò)形式的防盜系統(tǒng)。而在這之中，機械式防盜報警系統(tǒng)作為一種最早的防盜形式和預(yù)防方式，在全球范圍內(nèi)尚屬首創(chuàng)，該防盜裝置主要依靠機械式防盜裝置對車輛進行離合制動、油門和方向盤的鎖定，實現(xiàn)防盜，其只能防盜，但無報警功能，所以此種方法防盜方式在現(xiàn)在市場上已經(jīng)很少見了。而隨著科技的進步和人們對安全問題重視程度的提高，現(xiàn)在汽車的防盜系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅只是單純地為了防盜而存在了，對此電子防盜依技術(shù)應(yīng)運而生，它主要是通過鎖定點火或者起動，預(yù)防盜竊，這種形式的防盜裝置安全性較高。若汽車車門或汽車發(fā)動機蓋板被強行打開，防盜報警系統(tǒng)就會進行自動報警。同時這種防盜系統(tǒng)一般都具有遙控器遙控功能，其操作方式簡便。目前大多配備在中檔汽車的汽車，屬于在市場中最為常見的汽車防盜系統(tǒng)。根據(jù)我們的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，最先進的則是使用GPS網(wǎng)絡(luò)的方式來進行防盜報警系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)可以定時的監(jiān)控汽車的具體位置，此外還具有以下幾種功能：汽車自動定位、網(wǎng)絡(luò)式防盜、遙控器遠程控制熄火和車內(nèi)監(jiān)聽等，但由于其經(jīng)濟成本造價成本較高，目前并未廣泛普及市場，多用于高端定制市場。像一部分西方國家的所研究的防盜報警技術(shù)，具有控制相對穩(wěn)定，及其對周邊環(huán)境的適應(yīng)性較高等優(yōu)點，尤其是其防盜的系統(tǒng)利用了目前為止相當(dāng)先進的集成電路系統(tǒng)與控制技術(shù)，使其更穩(wěn)定和可靠，還達到省時省力等效果，十分值得我國有關(guān)廠家借鑒學(xué)習(xí)。1980年以來，德國、美國在檢測設(shè)備及控制系統(tǒng)設(shè)計方面有較大的發(fā)展，并帶來了極高的經(jīng)濟效益。也維護的社會的治安。基于對于防盜系統(tǒng)所使用的不同種類的內(nèi)部構(gòu)造，汽車系統(tǒng)防盜設(shè)備可主要分為以下三大類：一是機械式防盜系統(tǒng)；二是電子化防盜系統(tǒng)；三是芯片式防盜系統(tǒng)。其實，對汽車防盜設(shè)備進行研究和開發(fā)，主要圍繞機械式防盜設(shè)計展開，顧名思義就是通過人為手段對汽車進行物理式的防盜措施，以達到防盜目的，而這種防盜設(shè)計的基礎(chǔ)：對車輪以及排擋等汽車關(guān)鍵部位進行物理意義上的措施，使被鎖住的汽車關(guān)鍵部件無法正常運行，以阻止汽車被盜竊。電子化防盜系統(tǒng)與芯片式防盜系統(tǒng)是近些年隨著科技的進步與人民對于汽車防盜產(chǎn)業(yè)的關(guān)注日益增加，隨之新興起來的現(xiàn)代的汽車防盜領(lǐng)域的新技術(shù)，新成果，而隨著國內(nèi)技術(shù)的進步與升級，隨著現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)的汽車防盜技術(shù)也逐漸升級到了與國外幾近相同的地步。而其中最為關(guān)鍵是，將電子電路設(shè)備接入機動車中，這樣就可以實現(xiàn)控制，在車輛處于被控制狀態(tài)下，可提供靠聲光提醒功能，以便通知車主，且在監(jiān)控范圍內(nèi)的機動車，一旦發(fā)生盜竊，其車載電子電路將瞬間切斷汽車輸油輸電線路，使得汽車不能起動打火，連方向盤也會被鎖定。隨著現(xiàn)代科技的提升與日益發(fā)展成熟，設(shè)備還可以利用車燈以及汽車上的喇叭裝置等來嚇跑心懷惡意的盜車賊，以此來實現(xiàn)對于現(xiàn)代轎車的防盜目的。1.3本設(shè)計研究內(nèi)容該系統(tǒng)以單片機為核心，采用STC89C52單片機為處理器，對汽車智能防盜報警系統(tǒng)進行設(shè)計，共設(shè)計了兩種防盜報警模塊。一種是安防模式，在此模式下，如果車主按下布防按鍵之后離開車輛，此時，如果傳感器感應(yīng)到有人，或者汽車發(fā)生振動，車門異常開啟，則進行聲光報警和遠程短信報警，以此避免車輛失竊。在主動報警模式下，如果車輛受到不法分子的侵害，此時，車載可以按下求助按鍵，系統(tǒng)會進行遠程發(fā)送短信，進行報警求助。該系統(tǒng)使用了人體紅外感應(yīng)傳感器、霍爾傳感器和振動傳感器，仔細地檢查了闖進汽車的人員，聲光報警用于本地報警，遠程短信報警由GSM模塊實現(xiàn)。研究內(nèi)容如下：1.系統(tǒng)整體框架設(shè)計，本設(shè)計核心由單片機組成，用霍爾傳感器來檢測車門開關(guān)量，用振動傳感器來檢測汽車振動量，用人體紅外傳感器來檢測汽車周圍是否存在可疑人員，并通過GSM模塊和聲光報警模塊來實現(xiàn)報警。2.系統(tǒng)主要元器件選型，主要分為單片機選擇，振動傳感器模塊、人體紅外傳感器模塊、霍爾傳感器模塊和報警模塊。3.硬件電路設(shè)計主要是單片機、振動傳感器、霍爾傳感器、人體紅外傳感器和報警模塊等硬件設(shè)計。4.軟件設(shè)計方面，重點介紹了單片機、振動傳感器、霍爾傳感器、人體紅外傳感器和報警模塊等軟件的設(shè)計情況。5.調(diào)試，使整個系統(tǒng)正常工作，并最終形成一個整機系統(tǒng)。對完成的任務(wù)進行總結(jié)，并指出不足之處。

第2章系統(tǒng)方案設(shè)計2.1系統(tǒng)功能要求與技術(shù)指標(biāo)2.1.1系統(tǒng)功能要求在現(xiàn)代社會越來越發(fā)達的情況下，汽車這個代步工具，已經(jīng)被家庭所普遍使用，但同時，偷車事件也頻繁發(fā)生，汽車安全問題也逐漸被人們所重視與關(guān)注，因而本設(shè)計注重于汽車安全與防盜這一塊。因此本設(shè)計需具備一下幾點技術(shù)要求注重實用性，要控制成本的同時設(shè)計出一款靈敏度較高的汽車防盜裝置。能夠檢測車輛振動與車門開關(guān)量的情況。一旦汽車有異常出現(xiàn)，能夠及時車主發(fā)出報警信息。能夠進行功能配置。本設(shè)計基于STC89C52RC單片機為核心，其是處理信息的核心，通過紅外傳感器檢測汽車周圍是否存在可疑人員，霍爾傳感器用于檢測車門開關(guān)量的參數(shù)，振動傳感器被用于檢測汽車是否存在異常震動的情況，一旦出現(xiàn)異常量，本產(chǎn)品通過遠程報警系統(tǒng)對車主進行遠程報警。2.1.2技術(shù)指標(biāo)本設(shè)計中，主要用到了以下傳感器，包括霍爾傳感器，振動傳感器，以及人體紅外傳感器，由于車主汽車的停放位置周圍環(huán)境情況不明，因此本設(shè)計還得滿足實際需要，盡量減少誤報錯報的可能，制定一定的傳感器預(yù)設(shè)值，一旦達到這個預(yù)設(shè)值后，系統(tǒng)才會觸發(fā)報警，本設(shè)計技術(shù)指標(biāo)如下：霍爾傳感器：輸出高電平信號5.0V，輸出信號為1振動傳感器：常態(tài)輸出電壓為3.0V，異常輸出電壓為0人體紅外傳感器：檢測攜帶有熱源的物體等的紅外線2.2系統(tǒng)總體設(shè)計圖2-1系統(tǒng)總體框架圖Figure2-1Overallframeworkdiagram如圖2-1，該系統(tǒng)由單片機、人體紅外傳感器、震動傳感器、霍爾傳感器、摁鍵以及聲光報警，短信報警和定位模塊組成，本設(shè)計通過振動傳感器檢測車輛振動情況，通過霍爾傳感器來檢測車門是否被撬開，人體紅外傳感器被用于檢測汽車周圍是否有人長時間停留的情況，一旦有數(shù)值超過預(yù)定閥值，則通過聲光報警，短信報警用于警醒車主。2.3系統(tǒng)傳感器選型2.3.1人體熱釋電紅外傳感器方案一：通過人體熱釋電紅外傳感器，能夠感應(yīng)到是否有人闖入設(shè)防區(qū)域，該傳感器的獨特特性是能夠只檢測人體，而對其他物體不會感應(yīng)，進而大大提高檢測的精度.實物圖如圖2-2所示，結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示圖2-2人體熱釋電紅外傳感器實體圖Figure2-2Soliddiagramofhumanpyroelectricinfraredsensor圖2-3熱釋電傳感器結(jié)構(gòu)圖Figure2-3Structuraldiagramofthepyroelectricsensor熱釋電紅外傳感器并不發(fā)出能量，由內(nèi)部探測器直接作用于探測正在移動的物體的紅外輻射，其主要工作的原理便是熱釋電效應(yīng)，而由于其只是被動的接受能量，所以其又有被動式之稱。方案2：采用超聲波檢測的方式來進行在設(shè)防下，是否有人闖入車內(nèi)，超聲波實物圖如圖2-4所示。圖2-4超聲波傳感器實物圖Figure2-4Physicaldiagramoftheultrasonicsensor超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)對特定區(qū)域內(nèi)的物體檢測，當(dāng)在有人，或者是物體進入設(shè)防區(qū)域之后，超聲波就會感應(yīng)到，但是它不能區(qū)分是人還是物體。由于人體熱釋電傳感器功耗較低，隱蔽性非常好。價格較為低廉，所以選擇方案一。人體紅外傳感器具體參數(shù)如下1.工作電壓：電源電壓五v到二十v2.靜態(tài)功耗：六十五vA3.電平輸出：高電平三點零V，低4.延時時間：可以調(diào)節(jié)(從零點三秒到十八秒)5.封鎖時間：零點二秒6.觸發(fā)方式：M不可重復(fù)，G可重復(fù)，默認值為K7.感應(yīng)范圍：小于或等于120度角，作用范圍七米以內(nèi)8.工作溫度：-十五到七十度。2.3.2震動傳感器本設(shè)計通過高精度的振動傳感器來檢測汽車的震動情況，所以本設(shè)計采用了sw-18015p高精度振動傳感器，其實物圖如圖2-5所示圖2-5SW-18015p實物圖Figure2-5SW-18015pPhysicalFigure因為現(xiàn)如今汽車被暴力盜竊的發(fā)生頻率較高，具體情況有汽車被暴力破拆、被吊走等，且汽車被盜時不可避免地會發(fā)生一定程度的震動，這種傳感器具有靈敏度高，對其所在環(huán)境的震動非常敏感等優(yōu)良特點，所以采用其作為本設(shè)計的震動傳感器，同時與一個信號放大器lm393相連接，被用于處理振動傳感器傳輸?shù)男盘?。其工作電壓可以低?v，高可以達到32v的電源，同時在實際運用中使用的是標(biāo)準(zhǔn)的5v電源電壓，所以可以直接與單片機相連接，其設(shè)計結(jié)構(gòu)安裝方便，當(dāng)外界無震動或震動達不到設(shè)定閾值時，振動傳感器sw-18015P處于閉合狀態(tài)，當(dāng)汽車發(fā)生震動時，震動傳感器sw-18015p又閉合轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)，同時DO口發(fā)出一個高電平，通過lm393信號放大器處理后，在通過D0口與單片機通信，由單片機來檢測高低電平，從而檢測所在環(huán)境的震動。lm393實物圖如圖2-6所示圖2-6LM393實物圖Figure2-6LM393Physicaldrawing2.3.3霍爾傳感器在本設(shè)計中，所采用來檢測車門狀態(tài)的傳感器是霍爾傳感器，當(dāng)車門被異常打開后磁場發(fā)生變化，其實物圖如圖2-7所示圖2-7霍爾傳感器A3144E實物圖Figure2-7HallSensorA3144EPhysicalFigure是電磁場，輸出端為開關(guān)量電壓信號0或1，霍爾傳感器主要原理是使用了霍爾效應(yīng)也稱霍爾磁場效應(yīng)，A3144E型霍爾傳感器設(shè)計非常合理，結(jié)構(gòu)較為緊湊、體積小巧、使用便捷、具有較快的響應(yīng)發(fā)生速度和精準(zhǔn)的檢測能力等優(yōu)點，所以采用其作為本設(shè)計中用來檢測車門開關(guān)量的傳感器。A3144E型霍爾傳感器工作參數(shù)如下電源電壓最大幅值為24V，最小值為4.5V輸出電流最大幅值為25mA工作環(huán)境溫度最高溫度為150攝氏度，最低溫度為-55攝氏度

第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計第三章我們將開展汽車防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分，在這一部分設(shè)計中我們詳細介紹本系統(tǒng)中所用到的一些主要元器件，其中包括了：霍爾傳感器模塊、熱釋電傳感器模塊、震動傳感器模塊、繼電器模塊、GSM模塊以及本地報警模塊。圖3-1硬件設(shè)計圖Figure3-1Hardwaredesigndrawing在本汽車防盜系統(tǒng)中，通過霍爾檢測電路來監(jiān)測車門的異常開關(guān)量，熱釋電傳感器被用來查看是否有可疑人員接近，而震動傳感器被用來檢測汽車的異常震動情況，通過上述傳感器對于汽車的檢測作用，從而確保汽車處于一個較為安全的狀態(tài)。而如果一旦汽車防盜報警系統(tǒng)接收到了來自上述各個傳感器的報警信息，則會進行本地聲光報警，用以威嚇有偷盜想法的法律意識淡薄的竊車賊，同時通過GSM模塊對汽車車主進行一個遠程報警，從而減少家用的汽車的被盜的一個風(fēng)險。3.2STC89C52單片機最小系統(tǒng)本系統(tǒng)為最常見的嵌入式操作系統(tǒng)，所以采用的主控芯片是單片機。單片機是從上個世紀(jì)的八十年代出現(xiàn)，當(dāng)時，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、集成電子技術(shù)發(fā)展速度的加快，單片機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。這次采用的這種單片機能夠?qū)崿F(xiàn)對外部接線的傳感器的數(shù)據(jù)讀取，控制外圍模塊的開關(guān)，通信。目前常用的單片機有8位單片機，其中以STC89C52和AT89C51為代表，16位的單片機，其中以MSP430單片機為核心，32位單片機，以STM32為代表。本設(shè)計中，采用的是STC89C52單片機為處理器。STC89C52單片機是一款基于51內(nèi)核的單片機處理器，它具有16K的Flash存儲器，能夠供編程者進行使用，同時，該系統(tǒng)還具有32個普通IO和多個的中斷IO以及內(nèi)部定時器模塊。STC89C52是從MCS-51的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，但是其功能相對于傳統(tǒng)的MCS-51單片機而言，功能更加的強大。該單片機被人們的應(yīng)用較多，所以相關(guān)的程序開發(fā)例程非常多，這非常有助于進行程序的開發(fā)。另外，在程序的調(diào)試與燒錄方面，本設(shè)計中，采用的是串口進行通信，通過使用STC-ISP進行程序的下載，最終完成整機的調(diào)試開發(fā)。圖3-2單片機最小系統(tǒng)Figure3-2SCMminimumsystem在整個電路設(shè)計中，以單片機為主控芯片對系統(tǒng)進行控制，除基本單片機之外，還要需要設(shè)計一些其他的電路，比如復(fù)位電路，晶振電路等。除了單片機本身外，系統(tǒng)需要設(shè)計一個晶振，使用的是11.05926MHZ的晶振，同時，為了提高穩(wěn)定性，位于晶振兩端，增加104的電容，改善晶振的穩(wěn)定性。而晶振作為給單片機供鐘的核心器件，可以保證單片機的穩(wěn)定運行，降低通信的誤碼率。另外，單片機最小系統(tǒng)設(shè)計時，為確保系統(tǒng)穩(wěn)定，添加了一個復(fù)位按鍵，當(dāng)系統(tǒng)異常的時候，按下按鍵，系統(tǒng)就會復(fù)位重啟。其最小系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示。本設(shè)計系統(tǒng)所采用的時鐘集成電路是單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶振，如圖3-3所示，STC系列單片機需要采用一個具備反饋程度較高的一個信號放大器，該信號放大器外接單片機的兩個引腳分別是輸入引腳xtal1與輸出引腳xTal2，且該晶振電路需要具備穩(wěn)定的信號源，顧又在兩個引腳處接上了電容，而這就能夠形成一個比較穩(wěn)定的反饋電路，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的反饋集成電路。并且由于外部晶體和電容c1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振的電路，接到放大器的反饋的回路中，由此內(nèi)部振蕩器將自激振蕩，產(chǎn)生穩(wěn)定的時鐘脈沖。而C1和C2的具體值的高低還對振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩器頻率、溫度特性等產(chǎn)生影響，內(nèi)部振蕩器會自激振蕩，產(chǎn)生穩(wěn)定的時鐘脈沖。圖3-3晶振電路設(shè)計Fig.3-3Crystalcircuitdesign上電復(fù)位電路圖見圖3-4。復(fù)位電路加電時可實現(xiàn)單片機的復(fù)位。按鍵脈沖的復(fù)位通過分電路產(chǎn)生的正脈沖來復(fù)位的，當(dāng)單片機運行出現(xiàn)問題或陷入一個死循環(huán)環(huán)節(jié)中，復(fù)位電路可使單片機恢復(fù)到初始狀態(tài)。單片機的復(fù)位可依靠外部電路硬件實現(xiàn)，單片機的RESET引腳是復(fù)位信號的輸入端，為了確保單片機能夠穩(wěn)定的復(fù)位，在復(fù)位電路設(shè)計中，按鍵電平的復(fù)位和按鍵脈沖的復(fù)位，煩擾信號易竄至復(fù)位端，從而在里面造成寄存器的不正確復(fù)位，因此，復(fù)位端的引腳應(yīng)連接去耦電容E1。圖3-4復(fù)位電路設(shè)計Figure3-4ResetCircuitdesign3.3電源模塊電路設(shè)計圖3-5電源模塊Figure3-5Powersupplymodule本設(shè)計中采取的是直流供電模式，鑒于能夠直接與單片機相連的電源的標(biāo)準(zhǔn)電壓是5v，其中直接與單片機相連的USB插口接正引腳（VCC），另外一個引腳接負引腳（GND）,其中硬件設(shè)計電路如圖3-5所示。3.4霍爾檢測電路設(shè)計本設(shè)計的霍爾檢測電路使用了單片機的p2.7接口，當(dāng)車門被異常開啟后，單片機p2.7接口為高電平，此時即異常狀態(tài)會觸發(fā)報警系統(tǒng)，霍爾檢測電路硬件設(shè)計圖如圖3-6所示圖3-6霍爾檢測電路設(shè)計Figure3-6-HallDetectionCircuitDesign在本設(shè)計中及其關(guān)鍵的一環(huán)，就是霍爾接近開關(guān)的設(shè)計，霍爾傳感器顧名思義其主要原理是通過霍爾效應(yīng)制作的一種傳感器，其在本設(shè)計中的主要作用就是對車門的開關(guān)狀態(tài)的一種判斷，在這些霍爾傳感器中，大體上有兩類傳感器：一是線性傳感器；二是開關(guān)傳感器，其中，線性傳感器的輸出為模擬量信號，開關(guān)傳感器的輸出為開關(guān)量信號，這主要是因為該設(shè)計要求對車門進行開關(guān)量檢測，所以需要采用開關(guān)型霍爾傳感器。在本設(shè)計中將磁鐵固定在車門上，處于設(shè)防狀態(tài)中，當(dāng)車門異常開啟時，霍爾傳感器會產(chǎn)生一個電壓差，從而判斷出車門當(dāng)前狀況的開關(guān)量，并且由于霍爾傳感器本身已經(jīng)內(nèi)置了比較器，且輸出的信號較為規(guī)范，所以并不需要進行二次處理，本設(shè)計中采用的霍爾傳感器的型號為A3144E傳感器。3.5震動檢測電路設(shè)計3.5.1LM393放大電路設(shè)計LM393由2個獨立、高敏感度的電壓比較器構(gòu)成集成電路，這個集成電路的失調(diào)電壓極低，約為2.0毫伏，這個集成電路能夠減少由于外界溫度產(chǎn)生溫漂后的電路中常見的失調(diào)電壓，并且本設(shè)計中的所選用的這個LM393電壓比較器可以采用單電源供電，而這也是選擇這個元器件的一個重要原因。LM393能夠直接與TTL電路以及CMOS電路，同時LM393還能夠直接與邏輯電路MOS相連接，其具體的管腳封裝模塊功能如表1所示，其管腳排列封裝圖如圖3-7所示。表3-1管腳封裝模塊功能圖Table3-1Functionaldiagramoffootpackagingmodule引出端序號符號功能1OUTA輸入A2INA-反相輸入A3INA+同相輸入A4GND接地端5INB+同相輸入B6INB-反相輸入B7OUTB輸出B8VCC電源圖3-7管腳排列封裝圖Figure3-7Packagediagramofpipepinarrangement鑒于LM393型號放大器的諸多優(yōu)良的性能，在本汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計中我采用了LM393的基本放大電路，來對本設(shè)計中的震動檢測電路用以進行設(shè)計，此電路功耗低，并且可以實現(xiàn)單電源對其進行供電，LM393基本電路如圖3-8所示。圖3-8LM393基本電路Figure3-8LM393Basiccircuit3.5.2振動檢測電路在本設(shè)計中還采用了震動傳感器用于檢測汽車當(dāng)前的震動情況，在車輛未定狀態(tài)下，SW-18015P微震開關(guān)處于斷開狀態(tài)，這時在正常情況下，當(dāng)車輛振動時，開關(guān)從斷開的狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉，當(dāng)經(jīng)過LM393信號放大器判斷后輸出電壓超過預(yù)定閾值時，通過單片機接口p2.5與單片機進行通信并以此來判斷當(dāng)前汽車的當(dāng)前的震動狀態(tài)，震動傳感器具有優(yōu)良性能，高敏捷度，功耗低等優(yōu)良性能。如圖3-9所示，當(dāng)汽車發(fā)生震動時，且輸出電壓超過預(yù)定閾值時，系統(tǒng)會發(fā)生報警，同時通過對預(yù)定閾值的設(shè)置也避免了誤報充分考慮了對于當(dāng)前環(huán)境的考慮。圖3-9震動檢測電路設(shè)計Fig.3-9Designofvibrationdetectioncircuit在本設(shè)計中，震動傳感器主要又兩部分組成，其一是SW-18015P微震傳感器，其二是lm324信號放大器，與單片機串口P2.5相連接，其中又因為lm393使用的是標(biāo)準(zhǔn)的電源電壓故可以直接與單片機串口連接。3.6聲光報警模塊電路設(shè)計本設(shè)計中，使用的蜂鳴器是駐極體的蜂鳴器，其正極連接5V，負極連接到GND之后，就會發(fā)出滴滴滴的聲響，進而進行報警。但是，蜂鳴器在工作的時候，需要的電流較大，單片機的IO無法直接驅(qū)動，所以，本設(shè)計中，采用了三極管驅(qū)動的方式來進行報警處理，采用的是PNPN的三極管，型號為SS8550。三極管基極接單片機的P0.4IO，單片機低電平輸出時，控制所述三極管導(dǎo)通并發(fā)出警報，在輸出高平時，三極管關(guān)斷時蜂鳴器不再發(fā)出聲音。與此同時，在本次設(shè)計時，增加一個LED燈進行說明，當(dāng)發(fā)聲的時候，LED燈亮起，這樣，可以有效的對侵入人員形成震懾。圖3-10本地報警電路設(shè)計Figure3-10Designofthelocalalarmcircuit本設(shè)計中對于本地報警模塊的電路設(shè)計如圖3-10所示.3.7短信報警模塊電路設(shè)計本設(shè)計基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)，當(dāng)車主在異常的情況下，可以按下SOS按鍵進行短信求助，在巡查模式下，如果感應(yīng)到有人靠近，也可以進行短信報警，本設(shè)計中，采用的是GSM模塊。GSM短信模塊，是基于電信通信的GSM服務(wù)的，是一種數(shù)字蜂窩移動通信服務(wù)。GSM短消息模塊通過網(wǎng)絡(luò)中，一個特有的模塊進行控制通信，完成短消息的服務(wù)，這個短消息限定于140個字節(jié)的大小。傳動短消息業(yè)務(wù)是一個專用的通道，其不需要進行撥號連接，可以直接由設(shè)備將信息發(fā)送至監(jiān)測中心，然后由監(jiān)測中心將數(shù)據(jù)發(fā)送到另外的設(shè)備即可。GSM短消息是一種基本的GSM電信的服務(wù)方式，它的優(yōu)點是傳輸距離遠，穩(wěn)定可靠。本設(shè)計中，對于使用的GSM模塊是SIM800。其實物圖如圖3-11所示。圖3-11短信報警模塊實物圖Figure3-11PhysicalpictureoftheSMSalarmmoduleSIM800模塊是集成了GSM和GPRS功能的模塊，該模塊支持,GPRS流量數(shù)據(jù)傳輸和GSM短消息數(shù)據(jù)通信。其采用的是68引腳的貼片封裝組成的，將該芯片焊接到PCB上，然后加上位置模塊，就組成了GSM通信模組。SIM800開發(fā)了串口接口，這樣，操作者，只需要通過串口與其進行通信即可。其內(nèi)置集成了TCP/IP協(xié)議，以及擴展的AT指令集，這樣，用戶在操作的時候，只需要通過串口發(fā)送對應(yīng)的指令集即可。該模組同時集成了DC-DC電壓轉(zhuǎn)化模塊，將單片機的5V轉(zhuǎn)換為3.3V給SIM800進行供電。SIM800是基于ARM9216進行設(shè)計的，所以其功能強大，處理速度快，非常穩(wěn)定。在本設(shè)計中，SIM800的TX接口與STC89C52單片機的RX進行連接，SIM800的RX接口與STC89C52單片機的TX進行連接，然后單片機通過串口就能夠?qū)崿F(xiàn)對其的操作。如圖3-12所示。圖3-12短信報警模塊設(shè)計Figure3-12DesignofSMSalarmmodule

第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1編程軟件介紹該系統(tǒng)硬件設(shè)計完成后，需進行系統(tǒng)軟件開發(fā)，并使用Keil完成。Keil是一種常見的單片機編程軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)C語言程序的編寫，并具有工程管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn).c文件.h文件的引入，并進行整合使用。Keil的人機界面如圖4-1所示。圖4-1keil開發(fā)界面Figure4-1Thekeildevelopmentinterface通過使用Keil開發(fā)平臺進行開發(fā)，因本次設(shè)計使用了c語言進行程序開發(fā)，所以使用keil開發(fā)平臺能夠使編寫的效率大大提高，編寫完成后檢測沒有錯誤和警告之后，生成一個hex文件，利用STC-ISP就能夠?qū)崿F(xiàn)程序的下載。4.2系統(tǒng)主程序設(shè)計本次設(shè)計使用keil開發(fā)程序，完成了STC89C52單片機的程序開發(fā)，本設(shè)計系統(tǒng)中包含了HC-SR501熱釋電紅外傳感器、A3144E霍爾傳感器、震動傳感器，GSM模塊，聲光報警模塊等。其具體工作流程如下，首先進行系統(tǒng)初始化，各個傳感器開始收集數(shù)據(jù)，對汽車當(dāng)前所處于的一個當(dāng)前狀態(tài)進行判斷，如果收集到的數(shù)據(jù)超過預(yù)定閾值，則通過GSM模塊對車主手機發(fā)送報警短信，且本地報警模塊進行聲光報警用于恫嚇竊車賊，雙報警電路確保了家用汽車能夠處于一個較為安全的狀態(tài)，如果收集的數(shù)據(jù)未超過報警值，則系統(tǒng)持續(xù)進行數(shù)據(jù)收集，基于對于家用汽車所處的一個當(dāng)前環(huán)境的基本考慮，要考慮到當(dāng)前環(huán)境對于汽車防盜報警系統(tǒng)中的各個傳感器的一個影響，其汽車防盜報警系統(tǒng)主流程圖如圖4-2所示。圖4-2系統(tǒng)主流程圖Figure4-2Mainflowdiagramofthesystem4.3霍爾傳感器程序設(shè)計霍爾傳感器在本設(shè)計中的程序流程如下，首先當(dāng)系統(tǒng)進入設(shè)防模式后，霍爾傳感器通電準(zhǔn)備工作，通過本身的霍爾效應(yīng)磁場，對于車門開關(guān)情況進行檢測，當(dāng)車門被異常打開時，其內(nèi)部的銜鐵被觸發(fā)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，從而檢測電路會接收到一個一個電壓差，然后會調(diào)動GSM模塊從而對車主的手機發(fā)送一個報警短信用于提醒車主車門被異常開啟，其具體工作流程圖如圖4-3所示。圖4-3霍爾檢測設(shè)計Figure4-3TheHallDetectionDesign4.4震動傳感器程序設(shè)計在本設(shè)計中震動傳感器由微震開關(guān)SW-18015P組成，其電路結(jié)構(gòu)簡單，對于內(nèi)部震動體進行了一定程度上的密封處理，使微震開關(guān)的工作性能與指標(biāo)更加的結(jié)實可靠，輸出的開關(guān)信號即高低電平信號，直接與單片機相連接，確保了傳輸信號的穩(wěn)定性，具備輸出電阻小，壽命長等優(yōu)點。微震開關(guān)與一個信號放大器組成了一個檢測電路，當(dāng)汽車發(fā)生振動時，微震開關(guān)斷開，此時電路中的輸出電壓發(fā)生改變，經(jīng)信號放大電路處理后，單片機由原先收到的高電平信號變?yōu)榈碗娖叫盘?，以實現(xiàn)振動監(jiān)測。微震開關(guān)的工作電壓在3.3v-5v，具有精準(zhǔn)度高等特點，且可以直接與單片機相連，從而避免了信號的損耗，其具體工作流程圖如圖4-4所示。圖4-4震動檢測模塊Figure4-4Thevibrationdetectionmodule4.5短信報警模塊程序設(shè)計另外，系統(tǒng)不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)本地的蜂鳴器報警，也可以通過GSM模塊進行遠程短信報警，在此設(shè)計下，采用的GSM模塊是SIM900A，而模塊和單片機的運行，使用的是串口通信方式，即使用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，從而通過單片機發(fā)送指令，初始化，再發(fā)送數(shù)據(jù)即可完成短信的發(fā)送。其程序流程圖如圖4-5所示。圖4-5短信模塊設(shè)計Figure4-5DesignoftheSMSmodule

結(jié)論在選定課題后，本人通過查閱多種多樣的文