基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)設計

基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)設計摘要：改革開放以來，我國的人民生活水平不斷的提高，汽車已經(jīng)成為人們在日常的生活中的一個不可缺少的交通工具。特別是進入21世紀之后，我國的汽車保有數(shù)量不斷的增加，而與之伴隨的就是車輛失竊的數(shù)量也不斷的增加。偷車已經(jīng)成為當今生活中，最常見的犯罪之一，這不僅僅是關系到個人的財產安全，也關系到整個社會的安定。本文基于此，設計了一個基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)，本設計的核心是STC89C52處理器，系統(tǒng)設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，如果傳感器感應到有人，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。通過以上設計之后，能夠大大的降低車輛失竊的風險，保護車主財產安全，維護社會穩(wěn)定發(fā)展。關鍵詞：單片機；紅外感應；安防模式；聲光報警；短信報警

目錄1緒論 51.1研究背景與意義 51.2國內外研究現(xiàn)狀 61.3本設計研究內容 72系統(tǒng)方案設計 82.1系統(tǒng)功能要求與技術指標 82.1.1系統(tǒng)功能要求 82.1.2技術指標 82.3系統(tǒng)傳感器選型 92.3.1人體熱釋電紅外傳感器 92.3.2震動傳感器 102.3.3霍爾傳感器 113系統(tǒng)硬件設計 133.1系統(tǒng)硬件總體設計 133.2STC89C52單片機最小系統(tǒng) 143.3電源模塊電路設計 163.4人體紅外檢測電路設計 163.5霍爾檢測電路設計 183.4震動檢測電路設計 183.4.1LM393放大電路設計 183.5聲光報警模塊電路設計 213.6短信報警模塊電路設計 213.7液晶顯示模塊電路設計 234系統(tǒng)軟件設計 254.1編程軟件介紹 254.2系統(tǒng)主程序設計 254.4霍爾傳感器程序設計 274.5震動傳感器程序設計 274.6人體紅外傳感器程序設計 284.7短信報警模塊程序設計 294.8本地報警程序設計 294.9LCD液晶顯示程序 305系統(tǒng)實物設計 325.1實物調試與設計 325.2硬件測試 336總結 34參考文獻: 35致謝 36

1緒論1.1研究背景與意義隨著現(xiàn)代社會的不斷進步與發(fā)展，人們的生活水平質量的不斷提高與攀升，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。目前，現(xiàn)代的汽車防盜報警系統(tǒng)主要按照其結構大致上可以分為三類:電子式、機械式和網(wǎng)絡式。其中機械式防盜報警系統(tǒng)是早期的汽車的防盜所采用的防盜模式，而這種防盜系統(tǒng)價格便宜、結構堅固、很難被人為的破壞，因此其在早期的汽車防盜中比較盛行，但由于其是屬于機械式的“啞巴式”的防盜，所以逐漸被電子式及網(wǎng)絡式的防盜系統(tǒng)所替換取代。電子式防盜報警系統(tǒng)在原有的報警系統(tǒng)的基礎上增加了聲光報警等相關功能，防盜時可以很好地起到震懾盜車賊的目的?，F(xiàn)今人們多采用網(wǎng)絡式防盜系統(tǒng):網(wǎng)絡式防盜報警系統(tǒng)的功能大多增加了GSM網(wǎng)絡傳播等相關技術和GPS定位系統(tǒng)的技術。如今，盡管汽車防盜系統(tǒng)在不斷的完善與細化，但仍然存在著許多漏報、錯報和誤報等相關問題。而且，目前為止大多數(shù)汽車防盜報警系統(tǒng)僅僅只停留在聲光報警等表面的一些工作，沒有達到很好的防盜報警的效果。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重的金錢方面的損失，固本設計系統(tǒng)通過對單片機控制的汽車防盜器的研究，在盡可能的降低錯報、漏報的前提下，結合GSM技術，將防盜、聲光報警及遠程信息傳輸?shù)挠袡C的相關結合，在實現(xiàn)聲光報警這項功能的同時，及時通知車主，以此達到有效地及時的防盜報警的效果。隨著人們對機動車防盜技術越來越迫切的需求，世界各國都在投入大量的人力以及物力來研發(fā)機動車防盜技術，隨著投入力度的增大，各式各樣不同類型的的汽車防盜技術應運而生。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、發(fā)動機的啟停、定位及遠程車況的報告等功能的具體實現(xiàn)方式。線上模式防盜系統(tǒng)的最大優(yōu)勢主要是突破了對于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)終端設備就會發(fā)出信號，現(xiàn)代指揮中心在通過GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到這些信號后會計算出移動目標的經(jīng)緯度、速度等，操縱汽車發(fā)動機停止運轉以及在多方力量的密切配合下追回被盜車輛。因此，我國汽車防盜產品的升級換代是箭在弦上不得不發(fā)。1.2國內外研究現(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計結構和實現(xiàn)的功能來實行分類的。目前是可以大致上分為三大類:機械形式的防盜設備、電子形式的防盜器系統(tǒng)和網(wǎng)絡形式的防盜系統(tǒng)。機械式防盜報警系統(tǒng)是世界上最早的汽車的防盜形式與預防方式，這種防盜裝置主要是靠機械式防盜裝置來鎖定汽車的離合制動，油門以及方向盤來達到防盜目的，這種的形式是只進行防盜但是不進行報警的防盜裝置，這種方式的防盜目前市場已不多見。第二種電子防盜是靠電子技術來實現(xiàn)的，其主要靠鎖定點火或啟動來達到防止盜竊的目的，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)我們的調研發(fā)現(xiàn)，最先進的則是使用GPS網(wǎng)絡的方式來進行防盜報警系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)可以定時的監(jiān)控車輛的位置，該系統(tǒng)具有車輛自動定位、網(wǎng)絡式防盜、遙控器遙控熄火、車內監(jiān)聽等功能，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，具有控制相對穩(wěn)定，及其對周邊環(huán)境的適應性較高等優(yōu)點，尤其是其防盜的系統(tǒng)利用了目前為止相當先進的集成電路系統(tǒng)和控制技術之后，其系統(tǒng)具有了更加穩(wěn)定和可靠的特性，同時也做到了省時省力的優(yōu)點，非常值得國內的相關廠商學習。從上個世紀的80年代開始，德國美國設計的檢測設備和控制系統(tǒng)已經(jīng)取得了很大的進步，并產生的很高的經(jīng)濟效益。也維護的社會的治安?；趯τ诜辣I系統(tǒng)所使用的不同種類的內部構造，汽車系統(tǒng)防盜設備可主要分為以下三大類：機械式防盜系統(tǒng)、電子化防盜系統(tǒng)以及芯片式防盜系統(tǒng)。人們對于汽車防盜設備的研發(fā)就是使用的機械式防盜設計,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，而這種防盜設計的基礎：對車輪以及排擋等汽車關鍵部位進行物理意義上的措施，使被鎖住的汽車關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業(yè)的關注日益增加，隨之新興起來的現(xiàn)代的汽車防盜領域的新技術，新成果，而隨著國內技術的進步與升級，隨著現(xiàn)代高科技產業(yè)的的蓬勃發(fā)展，國內的汽車防盜技術也逐漸升級到了與國外幾近相同的地步。而其中最為關鍵的是在機動車上連接電子電路設備從而能夠達到控制目的，當汽車處于被控制的狀態(tài)時能夠提供可靠的聲光提醒功能以告訴車主，而處于監(jiān)控下的機動車一旦出現(xiàn)被盜現(xiàn)象，其車載電子電路會立即切斷汽車輸油輸電線路，使汽車無法啟動打火甚至將方向盤固定鎖死。隨著現(xiàn)代科技的提升與日益發(fā)展成熟，設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本設計研究內容本系統(tǒng)是基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)，系統(tǒng)以STC89C52單片機作為系統(tǒng)的處理器，系統(tǒng)設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。系統(tǒng)采用人體紅外感應傳感器、霍爾傳感器以及振動傳感器對闖入車輛的人員進行細致的檢查，利用聲光報警進行本地報警，通過GSM模塊進行遠程短信報警。其具體研究內容：系統(tǒng)整體框架設計，本設計核心由單片機組成，用霍爾傳感器來檢測車門開關量，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。系統(tǒng)主要元器件選型，包括了單片機的選型，振動傳感器模塊，人體紅外傳感器模塊，霍爾傳感器模塊，以及報警模塊。硬件電路設計，主要包括對單片機，振動傳感器，霍爾傳感器，人體紅外傳感器以及報警模塊的硬件設計。軟件設計，主要包括對單片機，振動傳感器，霍爾傳感器，人體紅外傳感器以及報警模塊的軟件設計。調試，使整個系統(tǒng)正常工作，并最終形成一個整機系統(tǒng)。對完成的任務進行總結，并指出不足之處。

2系統(tǒng)方案設計2.1系統(tǒng)功能要求與技術指標2.1.1系統(tǒng)功能要求隨著現(xiàn)代社會的日益進步與發(fā)展，汽車這一代步工具以逐漸被越來越多的家庭所使用，而與此同時偷車現(xiàn)象頻發(fā)，汽車安全問題也逐漸被人們所重視與關注，因而本設計注重于汽車安全與防盜這一塊。因此本設計需具備一下幾點技術要求注重實用性，要控制成本的同時設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，本產品通過遠程報警系統(tǒng)對車主進行遠程報警。2.1.2技術指標本設計中，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設值，一旦達到這個預設值后，系統(tǒng)才會觸發(fā)報警，本設計技術指標如下：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)總體設計圖2.1系統(tǒng)總體框架圖如圖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，能夠感應到是否有人闖入設防區(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，進而大大提高檢測的精度.實物圖如圖2.2所示，結構圖如圖2.3所示圖2.2人體熱釋電紅外傳感器實體圖圖2.3熱釋電傳感器結構圖熱釋電紅外傳感器并不發(fā)出能量，由內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，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防下，是否有人闖入車內，超聲波實物圖如圖2.4所示。 圖2.4超聲波傳感器實物圖超聲波能夠實現(xiàn)對特定區(qū)域內的物體檢測，當在有人，或者是物體進入設防區(qū)域之后，超聲波就會感應到，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，G可重復，默認值為K7.感應范圍：小于或等于120度角，作用范圍七米以內8.工作溫度：-十五到七十度。2.3.2震動傳感器本設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準的5v電源電壓，所以可以直接與單片機相連接，其設計結構安裝方便，當外界無震動或震動達不到設定閾值時，振動傳感器sw-18015P處于閉合狀態(tài)，當汽車發(fā)生震動時，震動傳感器sw-18015p又閉合轉為斷開狀態(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2.3.3霍爾傳感器在本設計中，所采用來檢測車門狀態(tài)的傳感器是霍爾傳感器，當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實物圖霍爾傳感器被用來檢測車門的開關狀態(tài)得是霍爾效應，霍爾傳感器其輸入端是電磁場，輸出端為開關量電壓信號0或1，霍爾傳感器主要原理是使用了霍爾效應也稱霍爾磁場效應，A3144E型霍爾傳感器設計非常合理，結構較為緊湊、體積小巧、使用便捷、具有較快的響應發(fā)生速度和精準的檢測能力等優(yōu)點，所以采用其作為本設計中用來檢測車門開關量的傳感器。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

3系統(tǒng)硬件設計3.1系統(tǒng)硬件總體設計第三章我們將開展汽車防盜系統(tǒng)的硬件設計部分，在這一部分設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硬件設計圖在本汽車防盜系統(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的八十年代出現(xiàn)，當時，隨著半導體技術，集成電子技術的飛速發(fā)展，單片機技術也在很多的領域得到了廣泛的應用。本次使用的這種單片機能夠實現(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，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以及內部定時器模塊。STC89C52是從MCS-51的基礎上發(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用較多，所以相關的程序開發(fā)例程非常多，這非常有助于進行程序的開發(fā)。另外，在程序的調試與燒錄方面，本設計中，采用的是串口進行通信，通過使用STC-ISP進行程序的下載，最終完成整機的調試開發(fā)。圖3.2單片機最小系統(tǒng)在整個電路設計中，單片機是系統(tǒng)的主控芯片，在單片機系統(tǒng)中，除了基本的單片機外，還要需要設計一些其他的電路，比如復位電路，晶振電路等。除了單片機本身外，系統(tǒng)需要設計一個晶振，使用的是11.05926MHZ的晶振，同時，為了提高穩(wěn)定性，在晶振的兩端，添加了104的電容，提高晶振的穩(wěn)定性。晶振是為單片機提供時鐘的核心器件，他能夠保證單片機的穩(wěn)定運行，降低通信的誤碼率。另外，在單片機最小系統(tǒng)的設計中，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，添加了一個復位按鍵，當系統(tǒng)異常的時候，按下按鍵，系統(tǒng)就會復位重啟。其最小系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示。本設計系統(tǒng)所采用的時鐘集成電路是單片機內部結構晶振，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構成并聯(lián)諧振的電路，接到放大器的反饋的回路中，由此內部振蕩器將自激振蕩，產生穩(wěn)定的時鐘脈沖。而C1和C2的具體值大小也會對振蕩器的穩(wěn)定、振蕩器頻率的高低、溫度的特性以及振蕩器的起振快速性有一定的影響內部振蕩器將自激振蕩，產生穩(wěn)定的時鐘脈沖。圖3.3晶振電路設計上電復位電路圖如圖3.4所示。復位電路在加電情況下，能夠使單片機復位。按鍵脈沖的復位通過分電路產生的正脈沖來復位的，當單片機運行出現(xiàn)問題或陷入一個死循環(huán)環(huán)節(jié)中，復位電路可使單片機恢復到初始狀態(tài)。單片機的復位可依靠外部電路硬件實現(xiàn)，單片機的RESET引腳是復位信號的輸入端，為了確保單片機能夠穩(wěn)定的復位，在復位電路設計時，按鍵電平的復位和按鍵脈沖的復位兩種簡單的復位電路中，煩擾信號容易竄入復位端，就會引起內部的寄存器導致錯誤的復位，所以應該在復位端引腳上接一個去耦電容E1。圖3.4復位電路設計3.3電源模塊電路設計圖3.5電源模塊本設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準電壓是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）,其中硬件設計電路如圖3.5所示。3.4人體紅外檢測電路設計本設計是單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)，其中的核心功能是在設防狀態(tài)下，感應是否有人闖入車內，而對于人員的感應，采用的是HC-SR501模塊，該模塊的實物圖如圖3.6所示。圖3.6人體紅外檢測實物圖HC-SR501是基于紅外線感應技術和自動控制技術設計的傳感器，其探頭部分采用德國的LHI778人體感應探頭，其測試的靈敏度高，可靠性強，抗干擾能力強。該模塊采用5V進行供電，廣泛的應用在各類人體自動感應電路中，如白熾燈，自動門，防盜系統(tǒng)中，是一種高科技的傳感器。該模塊能夠感應到3-8m的距離，用戶在使用的時候，可以通過調節(jié)背面的電位器，調節(jié)感應靈敏度和輸出延時時間。該模塊具以下特點。1.自動感應，當有人進入范圍內時，輸出高電平，沒有人時，輸出低電平。2.具備很多的感應方式。z、不同樣式的觸發(fā)方式:當傳感器感應到人之后，輸出高電平后，延時一段時間之后，輸出的高電平，自動變?yōu)榈碗娖?，在延時時間內，不再進行感應;x、可重復觸發(fā)方式:即感應到人之后，傳感器輸出高電平后，在延時時間段內，如果傳感器檢測到有人，在輸出一直為高電平，直到感應不到人之后，系統(tǒng)采輸出低電平。3.工作電壓范圍非常的寬:默認傳感器的工作電壓：電源電壓4.5V-20V。適合大部分的嵌入式系統(tǒng)。4.微功耗功能，在靜態(tài)下，傳感器的電流小于50微安，進而可以大大延遲系統(tǒng)的使用時間。電路設計如圖3-7所示。使用的是單片機的P2.4接口。圖3.7人體紅外檢測電路設計當檢測到汽車周圍有人存在時，單片機中的P2.4接口為高電平，當汽車周圍沒有人時，P2.4接口為低電平。3.5霍爾檢測電路設計本設計的霍爾檢測電路使用了單片機的p2.7接口，當車門被異常開啟后，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計圖如圖3.8所示 圖3.8霍爾檢測電路設計在本設計中及其關鍵的一環(huán)，就是霍爾接近開關的設計，霍爾傳感器顧名思義其主要原理是通過霍爾效應制作的一種傳感器，其在本設計中的主要作用就是對車門的開關狀態(tài)的一種判斷，其中霍爾傳感器大致上分為兩種類型，分別是線性傳感器和開關傳感器，線性傳感器輸出模擬量信號，開關傳感器輸出的是開關量信號由于本設計中需要檢測車門的開關量，故采用開關型霍爾傳感器。在本設計中將磁鐵固定在車門上，處于設防狀態(tài)中，當車門異常開啟時，霍爾傳感器會產生一個電壓差，從而判斷出車門當前狀況的開關量，并且由于霍爾傳感器本身已經(jīng)內置了比較器，且輸出的信號較為規(guī)范，所以并不需要進行二次處理，本設計中采用的霍爾傳感器的型號為A3144E傳感器。3.4震動檢測電路設計3.4.1LM393放大電路設計LM393是由兩個獨立的，高敏感度的電壓比較器所組成的集成電路，這個集成電路的失調電壓極低，約為2.0毫伏，這個集成電路能夠減少由于外界溫度產生溫漂后的電路中常見的失調電壓，并且本設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3.9所示。

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電源表3.1管腳封裝模塊功能圖圖3.9管腳排列封裝圖鑒于LM393型號放大器的諸多優(yōu)良的性能，在本汽車防盜系統(tǒng)設計中我采用了LM393的基本放大電路，來對本設計中的震動檢測電路用以進行設計，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3.10所示。圖3.10LM393基本電路3.4.2振動檢測電路在本設計中還采用了震動傳感器用于檢測汽車當前的震動情況，當汽車處于未定狀態(tài)時，SW-18015P微震開關處于斷開狀態(tài)，此時處于正常狀態(tài)，當汽車震動時，開關由斷開狀態(tài)轉為閉合，當經(jīng)過LM393信號放大器判斷后輸出電壓超過預定閾值時，通過單片機接口p2.5與單片機進行通信并以此來判斷當前汽車的當前的震動狀態(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，當汽車發(fā)生震動時，且輸出電壓超過預定閾值時，系統(tǒng)會發(fā)生報警，同時通過對預定閾值的設置也避免了誤報充分考慮了對于當前環(huán)境的考慮。圖3.11震動檢測電路設計在本設計中，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使用的是標準的電源電壓故可以直接與單片機串口連接。3.5聲光報警模塊電路設計本設計中，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無法直接驅動，所以，本設計中，采用了三極管驅動的方式來進行報警處理，采用的是PNPN的三極管，型號為SS8550。該三極管的基極與單片機的P0.4IO進行連接，當單片機輸出低電平的時候，控制三極管導通，進行報警，當輸出高平的時候，三極管閉合，蜂鳴器停止發(fā)聲。同時，本設計中，還添加了一個LED燈來進行指示，當發(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3.12本地報警電路設計本設計中對于本地報警模塊的電路設計如圖3.12所示.3.6短信報警模塊電路設計本設計基于單片機的汽車智能防盜報警系統(tǒng)，當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，如果感應到有人靠近，也可以進行短信報警，本設計中，采用的是GSM模塊。GSM短信模塊，是基于電信通信的GSM服務的，是一種數(shù)字蜂窩移動通信服務。GSM短消息模塊通過網(wǎng)絡中，一個特有的模塊進行控制通信，完成短消息的服務，這個短消息限定于140個字節(jié)的大小。傳動短消息業(yè)務是一個專用的通道，其不需要進行撥號連接，可以直接由設備將信息發(fā)送至監(jiān)測中心，然后由監(jiān)測中心將數(shù)據(jù)發(fā)送到另外的設備即可。GSM短消息是一種基本的GSM電信的服務方式，它的優(yōu)點是傳輸距離遠，穩(wěn)定可靠。本設計中，對于使用的GSM模塊是SIM800。其實物圖如圖3.13所示。圖3.13短信報警模塊實物圖SIM800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)送對應的指令集即可。該模組同時集成了DC-DC電壓轉化模塊，將單片機的5V轉換為3.3V給SIM800進行供電。SIM800是基于ARM9216進行設計的，所以其功能強大，處理速度快，非常穩(wěn)定。在本設計中，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實現(xiàn)對其的操作。如圖3.14所示。圖3.14短信報警模塊設計3.7液晶顯示模塊電路設計具體汽車防盜參數(shù)的顯示由字符型液晶模塊FYD12864完成。FYD12864是一種點陣式的圖形樣式的液晶屏顯示模塊，具有4/8位并行、2行左右的串行接口，包含了目前國標第一級和第二級中的簡體中文字符。這種液晶顯示屏的主要技術指標是：能夠在液晶顯示屏幕上顯示出大量的圖形數(shù)據(jù)以及圖形圖像顯示的速度，簡潔，快速的編程思想是該模塊的另一個重要特點。該模塊具有128×64的顯示分辨率，內置八千一百九十二個十六位點漢字和一百二十八個十六點ASCII字符集，界面靈活操作指令操作簡單方便，可用于創(chuàng)建接口方式。可顯示八×四行二的四次方×二的四次方點陣式樣的漢字，也可完成圖形顯示。而且低功耗是這種液晶顯示屏另一明顯較為顯著特點。圖3.15液晶顯示電路3.8繼電器輸出電路設計繼電器是一種具備廣泛用途的自動開關元件，其用途使用廣泛，例如被廣泛用于遙感、測繪、地質勘探、自動控制，電氣領域等。圖3.14繼電器輸出電路經(jīng)P35給與繼電器導電，使其內部pnp基級得電導通，PnP結連接一個電路中的線圈，當繼電器通電后，繼電器線圈得電，常開觸點K11吸和，從而使J2得電，從而起到一個控制汽車啟停的過程4系統(tǒng)軟件設計4.1編程軟件介紹本系統(tǒng)在設計完硬件之后，需要對系統(tǒng)的軟件進行開發(fā)，采用的是Keil來實現(xiàn)的。Keil是一種常見的單片機編程軟件，能夠實現(xiàn)C語言程序的編寫，并具有工程管理功能，能夠實現(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)界面通過利用Keil開發(fā)平臺，由于本設計采用的是c語言編寫的程序，因此采用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就能夠實現(xiàn)程序的下載。4.2系統(tǒng)主程序設計本設計采用keil開發(fā)程序編寫，對STC89C52單片機進行程序編寫，本設計系統(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)，對汽車當前所處于的一個當前狀態(tài)進行判斷，如果收集到的數(shù)據(jù)超過預定閾值，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前環(huán)境的基本考慮，要考慮到當前環(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4.3按鍵模塊程序設計4.3.1按鍵程序設計本系統(tǒng)中，用戶的輸入是通過按鍵來完成的，按鍵流程圖如圖4-3所示。圖4.3按鍵模塊圖本設計中，共設計了三個按鍵，分別為K1、K2、K3,其中K1是設防鍵，K2為主動報警鍵，K3為撤防鍵，當設置完畢后摁下K1設防鍵，系統(tǒng)傳感器進入數(shù)據(jù)收集狀態(tài)，而在實物中，使用的是機械按鍵，機械按鍵在進行程序設計時，需要進行消抖處理。4.3.2按鍵消抖程序設計4.4霍爾傳感器程序設計霍爾傳感器在本設計中的程序流程如下，首先當系統(tǒng)進入設防模式后，霍爾傳感器通電準備工作，通過本身的霍爾效應磁場，對于車門開關情況進行檢測，當車門被異常打開時，其內部的銜鐵被觸發(fā)產生電磁效應，從而檢測電路會接收到一個一個電壓差，然后會調動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4.4所示。圖4.4霍爾檢測設計4.5震動傳感器程序設計在本設計中震動傳感器由微震開關SW-18015P組成，其電路結構簡單，對于內部震動體進行了一定程度上的密封處理，使微震開關的工作性能與指標更加的結實可靠，輸出的開關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。微震開關與一個信號放大器組成了一個檢測電路，當汽車發(fā)生振動時，微震開關斷開，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，單片機由原先接收到的高電平信號轉為低電平信號，從而以此來達到振動監(jiān)測的目的。微震開關的工作電壓在3.3v-5v，具有精準度高等特點，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4.5所示。圖4.5震動檢測模塊4.6人體紅外傳感器程序設計人體紅外傳感器又稱熱釋電傳感器，，其內部結構主要有帶通濾光片，熱釋電探測元以及前置放大器組成，為防止外界溫度對于傳感器得影響，一般還會增加一個溫度補償原件。圖4.6人體紅外檢測電路設計其主要工作原理是當其受到非恒定強度的紅外光照射時，其產生的溫度變化會導致原件表面的電荷密度發(fā)生改變，從而產生熱釋電電流，其被用于汽車防盜領域的具體工作表現(xiàn)主要體現(xiàn)在，當有人靠近汽車是，兩極原件表面的電荷密度發(fā)生改變，從而使電流值發(fā)生改變，通過前置放大器的將電流值轉換為有效的電壓值，通過串口與單片機通信，從而引發(fā)報警程序的工作，當無人靠近汽車時，兩極原件的電荷密度不會發(fā)生改變，即凈輸出電壓為零，從而人體紅外傳感器持續(xù)檢測，其具體工作流程圖如圖4.6所示。4.7短信報警模塊程序設計另外，系統(tǒng)不僅僅能夠實現(xiàn)本地的蜂鳴器報警，還能夠通過GSM模塊來實現(xiàn)遠程的短信報警，本設計中，采用的GSM模塊是SIM900A，對于該模塊與單片機之間進行操作，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4-7所示。圖4.7短信模塊設計4.8本地報警程序設計在本設計中，對于現(xiàn)場的報警，采用的是蜂鳴器進行報警，在設防模式下，如果檢測到有人闖入車內，則系統(tǒng)會控制三極管導通，讓蜂鳴器發(fā)聲。其軟件的流程圖如圖4-6所示。圖4.8本地報警模塊設計4.9LCD液晶顯示程序LCD液晶顯示屏本設計系統(tǒng)中的一個重要組成部分，具體流程圖如圖4-8所示。圖4.8初始化流程圖在執(zhí)行顯示操作前必須進行初始化操作，其中包括以下幾個過程：設置顯示模式、清屏、顯示和光標設置以及開顯示。這些都是命令操作，寫入過程必須遵守LCD12864寫入命令操作的時序要求（其中數(shù)據(jù)端為高電平、使能端為高電平）。

5系統(tǒng)實物設計5.1實物調試與設計在前面的章節(jié)中，分別是對系統(tǒng)的整體框架進行了設計，電路進行了設計，程序進行了設計，最后，進行實物設計。實物焊接：在進行實物焊機的時候，首先對根據(jù)圖紙進行元器件的購買，在購買的時候，一定注意具體型號，數(shù)量和封裝。然后按電路圖中的電氣連接進行實物的焊接。在焊接的時候，一定注意不要用錯了元器件，也不要將元器件焊接反了。同時注意焊接的順序，通常是先焊接核心單片機，然后焊接外圍模塊。另外，在焊接的過程中，一定不要出現(xiàn)虛焊和短路的情況。在焊接完成后要仔細觀察一下線路的點與點之間的焊接點是否牢固，避免出現(xiàn)虛焊漏焊等情況，要看看各個傳感器之間是否牢固，確定各個元器件之間是否牢固結實，要弄清楚原理圖與實物圖之間的對照關系，要細細檢查，看有些地方的焊接是否焊接符合規(guī)定，要利用萬用表檢查電路的通斷情況。實物檢查：在焊接完成實物之后，可以用肉眼進行實物的觀察，看是否有虛焊和短路的地方，然后用萬用表對實物的個別地方進行檢查，準確的測試電壓，電流以及導通測試。實物下載程序：在檢查完沒有問題之后，首先要利用STC-ISP進行程序的下載，然后上電，在上電后先不要進行操作，觀察是否有異常情況出現(xiàn)如冒煙，異常氣味，元器件發(fā)燙等如無這些現(xiàn)象，在進行測試。圖5.1系統(tǒng)實物圖5.2硬件測試硬件是整個系統(tǒng)的核心體現(xiàn)，是檢驗整個系統(tǒng)能否正常工作的一個重要組成部分，其中包括檢查接線是否焊接牢固、焊接是否正確，系統(tǒng)電源能否正常供電，整塊電路板是否存在短路等等的問題，都是需要特別注意的，因為其決定了整個系統(tǒng)能否正常工作，所以在正常情況下，當系統(tǒng)實物通電后，GSM模塊預熱后開始工作，圖中紅燈閃亮，顯示可以正常工作，因此各個系統(tǒng)元器件的焊接一定要慎之又慎，包括各個引腳的接法等。經(jīng)仔細檢查，系統(tǒng)正常運作，如圖5-1、5-2所示。圖5-2焊接圖

6總結在選定課題后，本人通過查閱多種多樣的文獻綜述等，對于汽車防盜系統(tǒng)有了一些了解，在具體實施階段包括對元器件的選型等，設計出了硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，并最終通過方案設計，硬件設計，軟件設計和聯(lián)合調試之后，以及確定了具體的系統(tǒng)的元器件包括了：霍爾傳感器、振動傳感器、人體紅外傳感器以及相應的報警系統(tǒng)，在此之后系統(tǒng)真正實現(xiàn)了汽車防盜的功能。具體實現(xiàn)的功能如下：1、系統(tǒng)具有兩種模式，司機可以根據(jù)需要進行使用，主動報警模式是在異