(论文)汽车智能防盗防撞报警系统设计

　汽车智能防盗防撞报警系统的设计

　 摘

　要：介绍一种将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、红外线传感器控测技术相结合，实现的汽车防撞、防盗报警系统。

　 关键词：单片机；防盗防撞；报警器

　Intelligent Car Warning System Design of Guarding against Theft and Bump

　Abstract: Combining microcontroller data handles function in tim e, with ultrasonic distance measuring technique, infra red senser probing techn ique together, system of guarding against theft and bump was introduced.

　 Key words: microcontroller; guarding against theft and bump; ala rm

　 1 1 系统方案设计

　 1 1.1 系统原理框图

　2 1.2 遥控器控制框图

　3 1.3 系统功能

　 (1)测量障碍物距离：0～5 米；

　 (2)显示方式：静态连续显示；

　 (3)检测人体：采用红外线传感器，如有盗窃，能及时将信号传到单片机；

　 (4)报警处理：对所测的参数进行超限判断，如超限，给出声光报警；

　(5)发射和接收功能：通过防盗发射器和接收器实现，由单片机控制；另有遥控器对防盗信号进行遥控。

　4 1.4 工作原理

　 (1)传感器的选择

　 汽车防撞系统涉及到距离的检测，根据测量的环境和要求，利用超声波测距具有测量灵敏度高，穿透力强，测量速度快，测量角度大的特点，可对较大范围内的物体进行检测。本系统选用 MA40EIS 型超声波发射传感器和 MA40EIR 接收传感器。

　 防盗系统采用红外传感器 TX05D，它是一种“一体化”红外发射、接收器件，其内部包含红外线发射、接收、信号放大与处理电路，能以非接触方式检测出前方一定范围内的人体或物体，并转换成高电平输出。TX05D 内部采用了低功耗器件和抗干扰电路，工作稳定可靠、性能优良。

　(2)防撞检测

　 本系统选用单片机 AT89C51 为信号控制器。具体工作过程如下：防撞开关与AT89C51 的 P2.1 引脚相连，开关合上时，AT89C51 的 P1.5 端置 0 发射超声波，计数器开始计数。超声波接收电路接收到信号将信号输入到中断 1(为边沿触发)，接收到信号的同时计数器关闭，读出计数值，进行距离计算；此距离与报警距离比较，当小于报警距离时，显示距离，并且 AT89C51 P1.6 置 0 进行声光报警，当大于报警距离时，不报警。

　 (3)防盗检测

　由红外传感器集成电路输入有效信号给单片机 AT89C51。当红外传感器检测到人体时，输出高电平经反相器后由单片机接收进行防盗控制，控制发射器发出防盗信号(脉冲)，驾驶员通过身边的遥控器接收信号，进行相应的处置，同时切断启动电路。

　 具体工作过程如下：防盗开关与单片机的 P2.0 引脚相连，开关合上时，进入防盗状态，并延时一段时间，以确保主人离开，防止误报警。当 TX05D 检测到人体时输出高电平经反相器后将单片机的 P1.6 端置 0 进行声光报警，P1.7 端被置 0 切断启动电路，此时 P1.4 端发出连续的 50kHz 的脉冲经缓冲后，由发射器CZ 7F 发射，由遥控器接收进行声光报警。

　 遥控器工作过程如下(图 2)：遥控器内置单片机 AT89C51，当中断 0 接收到边沿触发信号时进入报警程序，单片机的 P1.3 端置 0，进行声光报警。当检测到关闭开关合上时，关闭声光报警；单片机的 P1.1 输出脉冲信号，发射器发射频率信号，由汽车里的报警装置接收(此控制是防止汽车里的声光报警误报警)，同时遥控器自身的中断 0 关闭，以防误报警。

　 2 2 测控电路 1 2.1 超声发射与接收电路

　 (1)超声发射电路(图 3)：由 555 时基电路和超声波发射探头组成，单片机AT89C51 的 P1.5 端反相后接 4 脚，控制 555 时基电路产生 40kHz 的频率信号(此时超声波振幅最大)给超声波发生器，由超声波探头发射的超声波射向障碍物。

　 (2)超声波接收电路(图 4)：本电路由超声波接收探头 MA40EIR、放大器和整形器组成。由障碍物反射回来的超声波经接收探头，变换为电脉冲信号，再由放大器、整形器放大和整形后送入到单片机 AT89C51 的引脚。

　2 2.2 防盗报警电路和切断点火开关电路

　 (1)报警电路(图 5)：由 555 电路和扬声器组成。系统正常工作时，AT89C51的 P1.6 端输出高电平经反相器后为低电平，555 不工作，扬声器不发声。当接收到报警信号时，AT89C51 的 P1.6 输出低电平，经反相器后为高电平，此时 555振荡，经过电容耦合滤除直流分量使扬声器发出报警声音，同时发光二极管经过三极管驱动后发光。

　 (2)切断电路(图 6)：正常工作时 AT89C51 的 P1.7 端输出高电平，经反相器后为低电平，光耦不导通，两个三极管都不导通，继电器常闭触头不动作，点火开关能正常接通；当有报警信息时 AT89C51 的 P1.7 端输出为低电平，经反相器后为高电平，光耦导通，继电器接通，它的常闭触头断开，则点火开关不能正常接通，防止有人将汽车开走。

　3 2.3 防盗发射电路和接收电路

　 (1)发射组件 CZ-7F：内部由高频管 MPSH10 作载波振荡和发射，另外加一级输入信号晶体管 8050 放大器等组成。调制方式为调频，载波频率为 280MHz，工作电压为 6～12V，调制电压为 6V。该组件有三个引脚，1 脚 U DD 为正电源端，2脚为调制信号输入端，3 脚 U SS 为负电源端。

　 (2)接收组件 CZ-7J：由检波解调电路和功率电路 LM358 等组成，与 CZ-7F 配对使用 。工作电压典型值为 6V。其外部也有三个引脚：1 脚 U DD 为正电源端，2脚为解调信号 输出端，3 脚 U SS 为负电源端。这对遥控组件电路成熟，工作稳定，

　可靠性高，可用来 传送数字信号或模拟信号，有效工作距离不少于 600 米。包括天线在内的全部元件均已调好 。

　 (3)防盗发射电路：正常工作时 AT89C51 的 P1.4 端为高电平，不发射脉冲 ，发射器 不工作。当检测到防盗信号时(即人体时)，内部程序用定时器控制发射一 50kHz 的脉冲，经 反相器缓冲后，发射器工作，发射所需的信号。

　 (4)防盗接收电路：当遥控器上的发射器发射脉冲时，此接收器接收到信号，经放 大整形后输出的信号由单片机中断口接收，并转入相应的中断程序进行处理。

　3 3 防撞、防盗系统的软件设计

　1 3.1 设计思想

　 防撞程序由计数、中断接收、计算距离、二进制数到 BCD 码的转换、比较报警和显示模块组 成。防盗程序由检测信号、发射防盗信号、报警、中断接收遥控器信号等模块组成。对于遥 控器其程序较为简单，由中断接收、报警模块组成。

　2 3.2 软件功能

　 (1)监测功能：当监测按键按下时，单片机作出相应处理；

　(2)显示功能：显示距离、报警信息；

　(3)中断功能；

　(4)数据转换功能。限于篇幅，主程序流程图略。

　参考文献 ［1］ 房小翠.单片微型计算机与接口技术［M］.北京：国防工业出版社，2003. ［2］张国雄.测控电路［M］.北京：机械工业出版社，2003. ［3］丁镇生.传感及遥控遥测技术应用［M］.北京：国防工业出版社，2003.

　［2］ 2011