汽车防盗系统的设计

     近些年，由于人民生活水平的提高，越来越多的人拥有了自己的汽车，为了汽车的安全，有相当多的人在购车的同时就已为爱车安装了汽车防盗报警器。然而，众多的用户对手中的小小遥探器还不能正确使用。甚至，有一些人一直错用防盗器，自己还不知道，致使花几百或上千元安装的防盗器不能正常防盗或“防群子不防小人”的事屡次发生，丢失车辆也就在所难免了。因此正确使用尢为重要。而防盗器的研究设计也热了起来。

    据了解，2009年国内汽车防盗系统产量达到了三千万套，在市场销售方面，国内市场销量以每年20%~30%的增长幅度上升，而2011年的国内需求量已达到1120万套，出口量达到两千多万套，而随着未来汽车的大规模增长发展，汽车防盗系统将会有成倍增长的空间。常用的汽车防盗系统按其结构可以分为四类：机械式防盗系统、电子式防盗系统、芯片式防盗系统、网络式防盗系统。每一种系统都有自己的优点以及缺点，容易产生误报。

本文介绍了一种汽车防盗报警系统，以AtmelC51单片机为主要控制模块，采用震动传感器来采集外部震动信号，同时采用了红外检测模块来检测人体靠近车辆，通过红外传感器来采集信号，最终以声光报警系统发出报警信号。

概述

1.汽车防盗原理

本文中的汽车防盗系统主要由单片机控制模块、红外检测控制模块、震动传感器控制模块组成。当系统被启动时，信号采集系统的传感器模块便开始工作，共有红外和震动两种传感器，安装在车辆的前后左右上下等位置，以达到全方位覆盖的效果，一旦检测到有外界干扰信号入侵，传感器便将信号传送到单片机控制模块中，做出相应的反应，即声光报警，以达到防盗作用。

本设计主控制模块采用C51单片机，传感器采集到的信号通过一些电路将其转换成数字形式被单片机识别，一旦检测到低电平信号便启动声光报警。系统的结构图如图1。

震动检测模块

声光报警器模块

 C51 控制器

红外检测模块

图1

2.各个模块的原理

2.1震动检测电路

震动传感器模块的原理图如图2所示，当传感器检测到有外界干扰时其内的震片将会颤抖，从而接通电路，使得电压比较器端输出低电平，从而使单片机的P00口置0，单片机得到相应的信号后做出处理。

图2

2.2红外检测电路

本设计由红外传感器集成电路输入有效信号给80C51单片机，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数据，进而启动声光报警模块，按照本模块中电路的各个元器件的参数，检测距离大约为80cm，水平探测角度为120度，将两个相同的探测器装在车顶部，分别检测前左、前右、后左、后右四个方向，探测器体积小不影响美观，所以可以任意安装。具体工作过程为：当传感器检测到人体时，输出高电平经反相器送入单片机的P01口。其电路原理图如图3所示。

图3

      由于protus软件中没有震动传感器中需要的震片，也没有红外传感器，但是为了达到与实际相近的效果，并且根据传感器的实际电路以及其自身特性设计了一种电路可代替，即本设计中的电路图，采用开关代替，开关闭合即是人体靠近或者是车体震动引发的震片闭合。

2.3声光报警电路

     声光报警电路时由单片机的P10、P11、P12口输出的电平控制的，当车体受到外界干扰时，首选红外检测器进行工作，根据车体的实际情况设置了四秒的缓冲期，红外检测期间四秒内均不报警，如果红外检测到了人体，四秒后又检测到了车体被触碰则开始报警，这样做的目的是达到双重保险，以免造成报警器误报，影响人们的正常生活。一次报警的时间长达六十秒，使得主人有足够时间发现车辆异常情况，同时声音断断续续红灯蓝灯交替闪烁，效果很好。其工作原理图如图4所示。

图4

2.4MCU电路

主要由80C51单片机以及其外围电路即晶体振荡电路、复位电路，负责处理传感器送来的信号并且控制声光报警器，是整个电路的核心，如图5所示。

图5

2.5总原理图

图6

3.程序代码

#include

#define uint unsigned int

sbit ld=P1^1;

sbit hd=P1^2;

sbit fm=P1^0;

sbit zd=P0^0;

sbit hw=P0^1;

uint t0,sum,flag;

void init();

void init1();

delay(uint ms)

{

    uint i,j;

for(i=ms;i>0;i--)

     for(j=110;j>0;j--);

}

void main()

{

    void init();

    while(1)

    {    

        if(hw==0)

        {

            delay(4000);

            if(zd==0)

            {

                while(1)

                {

                    if(flag==0)

                    {    

                        TR0=1;

                        delay(50);

                        fm=0;

                        delay(50);

                        fm=1;

                        delay(50);

                        ld=0;

                        delay(50);

                        ld=1;

                        delay(50);

                        hd=0;

                        delay(50);

                        hd=1;

                        delay(50);

                        if(sum==60)

                        {

                            sum=0;

                            TR0=0;

                            flag=1;

                            fm=1;

                            ld=1;

                            hd=1;

                        }

                    }

                }

            }

        }

    }

}

void init()

{

    TMOD = 0x01;

    TH0 = 0x3C;

    TL0 = 0x0B0;

    EA = 1;

    ET0 = 1;

    TR0 = 0;

}

void timer0() interrupt 1

{

    TH0 = 0x3C;

    TL0 = 0x0B0;

    t0++;

    if(t0==20)

    {

        t0=0;

        sum++;

    }

}

4.仿真结果

图7

实际效果应为扬声器断续大声响动，红灯绿灯交替闪烁，但是protus仿真由于条件有限只能看到扬声器以及红绿灯闪烁，达到了汽车防盗系统预期的效果。

5.结论与讨论

     本文设计的汽车防盗系统采用80C51单片机为核心，外加红外检测电路和震动电路以及声光报警电路可以实时报警，通过仿真表明效果良好。由于时间以及protus仿真软件的，只能做到这个程度，假如能加上GSM以及超声波检测电路模块就可以对车体全方位实时地进行控制以及报警效果更为可靠安全。防盗系统是一个前景很好的领域，也是一个难题，要想做得绝对安全还得依靠科技工作者们的不懈努力。

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