汽車智能防盜防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

Intelligent Car Warning System Design of Guarding against Theft and Bump

ZHANG Qingchun

(Electrical Engineering Department of Huaiyin Institute of Technology ,
Huaian 223001, China)

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

1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1.2遙控器控制框圖

　　(1)測(cè)量障礙物距離：0～5米；
　　(2)顯示方式：靜態(tài)連續(xù)顯示；
　　(3)檢測(cè)人體：采用紅外線傳感器，如有盜竊，能及時(shí)將信號(hào)傳到單片機(jī)；
　　(4)報(bào)警處理：對(duì)所測(cè)的參數(shù)進(jìn)行超限判斷，如超限，給出聲光報(bào)警；
　　(5)發(fā)射和接收功能：通過防盜發(fā)射器和接收器實(shí)現(xiàn)，由單片機(jī)控制；另有遙控器對(duì)防盜信號(hào)進(jìn)行遙控。
1.4工作原理
　　(1)傳感器的選擇
　　汽車防撞系統(tǒng)涉及到距離的檢測(cè)，根據(jù)測(cè)量的環(huán)境和要求，利用超聲波測(cè)距具有測(cè)量靈敏度高，穿透力強(qiáng)，測(cè)量速度快，測(cè)量角度大的特點(diǎn)，可對(duì)較大范圍內(nèi)的物體進(jìn)行檢測(cè)。本系統(tǒng)選用MA40EIS型超聲波發(fā)射傳感器和MA40EIR接收傳感器。
　　防盜系統(tǒng)采用紅外傳感器TX05D，它是一種“一體化”紅外發(fā)射、接收器件，其內(nèi)部包含紅外線發(fā)射、接收、信號(hào)放大與處理電路，能以非接觸方式檢測(cè)出前方一定范圍內(nèi)的人體或物體，并轉(zhuǎn)換成高電平輸出。TX05D內(nèi)部采用了低功耗器件和抗干擾電路，工作穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良。?
　　(2)防撞檢測(cè)
　　本系統(tǒng)選用單片機(jī)AT89C51為信號(hào)控制器。具體工作過程如下：防撞開關(guān)與AT89C51的P2.1引腳相連，開關(guān)合上時(shí)，AT89C51的P1.5端置0發(fā)射超聲波，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。超聲波接收電路接收到信號(hào)將信號(hào)輸入到中斷1(為邊沿觸發(fā))，接收到信號(hào)的同時(shí)計(jì)數(shù)器關(guān)閉，讀出計(jì)數(shù)值，進(jìn)行距離計(jì)算；此距離與報(bào)警距離比較，當(dāng)小于報(bào)警距離時(shí)，顯示距離，并且AT89C51 P1.6置0進(jìn)行聲光報(bào)警，當(dāng)大于報(bào)警距離時(shí)，不報(bào)警。
　　(3)防盜檢測(cè)?
　　由紅外傳感器集成電路輸入有效信號(hào)給單片機(jī)AT89C51。當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到人體時(shí)，輸出高電平經(jīng)反相器后由單片機(jī)接收進(jìn)行防盜控制，控制發(fā)射器發(fā)出防盜信號(hào)(脈沖)，駕駛員通過身邊的遙控器接收信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的處置，同時(shí)切斷啟動(dòng)電路。
　　具體工作過程如下：防盜開關(guān)與單片機(jī)的P2.0引腳相連，開關(guān)合上時(shí)，進(jìn)入防盜狀態(tài)，并延時(shí)一段時(shí)間，以確保主人離開，防止誤報(bào)警。當(dāng)TX05D檢測(cè)到人體時(shí)輸出高電平經(jīng)反相器后將單片機(jī)的P1.6端置0進(jìn)行聲光報(bào)警，P1.7端被置0切斷啟動(dòng)電路，此時(shí)P1.4端發(fā)出連續(xù)的50kHz的脈沖經(jīng)緩沖后，由發(fā)射器CZ?7F發(fā)射，由遙控器接收進(jìn)行聲光報(bào)警。
　　遙控器工作過程如下(圖2)：遙控器內(nèi)置單片機(jī)AT89C51，當(dāng)中斷0接收到邊沿觸發(fā)信號(hào)時(shí)進(jìn)入報(bào)警程序，單片機(jī)的P1.3端置0，進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)檢測(cè)到關(guān)閉開關(guān)合上時(shí)，關(guān)閉聲光報(bào)警；單片機(jī)的P1.1輸出脈沖信號(hào)，發(fā)射器發(fā)射頻率信號(hào)，由汽車?yán)锏膱?bào)警裝置接收(此控制是防止汽車?yán)锏穆暪鈭?bào)警誤報(bào)警)，同時(shí)遙控器自身的中斷0關(guān)閉，以防誤報(bào)警。?

2.1超聲發(fā)射與接收電路
　　(1)超聲發(fā)射電路(圖3)：由555時(shí)基電路和超聲波發(fā)射探頭組成，單片機(jī)AT89C51的P1.5端反相后接4腳，控制555時(shí)基電路產(chǎn)生40kHz的頻率信號(hào)(此時(shí)超聲波振幅最大)給超聲波發(fā)生器，由超聲波探頭發(fā)射的超聲波射向障礙物。

?

2.2防盜報(bào)警電路和切斷點(diǎn)火開關(guān)電路

　　(2)切斷電路(圖6)：正常工作時(shí)AT89C51的P1.7端輸出高電平，經(jīng)反相器后為低電平，光耦不導(dǎo)通，兩個(gè)三極管都不導(dǎo)通，繼電器常閉觸頭不動(dòng)作，點(diǎn)火開關(guān)能正常接通；當(dāng)有報(bào)警信息時(shí)AT89C51的P1.7端輸出為低電平，經(jīng)反相器后為高電平，光耦導(dǎo)通，繼電器接通，它的常閉觸頭斷開，則點(diǎn)火開關(guān)不能正常接通，防止有人將汽車開走。
2.3防盜發(fā)射電路和接收電路
　　(1)發(fā)射組件CZ-7F：內(nèi)部由高頻管MPSH10作載波振蕩和發(fā)射，另外加一級(jí)輸入信號(hào)晶體管8050放大器等組成。調(diào)制方式為調(diào)頻，載波頻率為280MHz，工作電壓為6～12V，調(diào)制電壓為6V。該組件有三個(gè)引腳，1腳UDD為正電源端，2腳為調(diào)制信號(hào)輸入端，3腳USS為負(fù)電源端。
　　(2)接收組件CZ-7J：由檢波解調(diào)電路和功率電路LM358等組成，與CZ-7F配對(duì)使用 。工作電壓典型值為6V。其外部也有三個(gè)引腳：1腳UDD為正電源端，2腳為解調(diào)信號(hào) 輸出端，3腳USS為負(fù)電源端。這對(duì)遙控組件電路成熟，工作穩(wěn)定，可靠性高，可用來 傳送數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)，有效工作距離不少于600米。包括天線在內(nèi)的全部元件均已調(diào)好 。
　　(3)防盜發(fā)射電路：正常工作時(shí)AT89C51的P1.4端為高電平，不發(fā)射脈沖 ，發(fā)射器 不工作。當(dāng)檢測(cè)到防盜信號(hào)時(shí)(即人體時(shí))，內(nèi)部程序用定時(shí)器控制發(fā)射一50kHz的脈沖，經(jīng) 反相器緩沖后，發(fā)射器工作，發(fā)射所需的信號(hào)。
　　(4)防盜接收電路：當(dāng)遙控器上的發(fā)射器發(fā)射脈沖時(shí)，此接收器接收到信號(hào)，經(jīng)放 大整形后輸出的信號(hào)由單片機(jī)中斷口接收，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷程序進(jìn)行處理。

3.1設(shè)計(jì)思想
　　防撞程序由計(jì)數(shù)、中斷接收、計(jì)算距離、二進(jìn)制數(shù)到BCD碼的轉(zhuǎn)換、比較報(bào)警和顯示模塊組 成。防盜程序由檢測(cè)信號(hào)、發(fā)射防盜信號(hào)、報(bào)警、中斷接收遙控器信號(hào)等模塊組成。對(duì)于遙 控器其程序較為簡(jiǎn)單，由中斷接收、報(bào)警模塊組成。
3.2軟件功能
　　(1)監(jiān)測(cè)功能：當(dāng)監(jiān)測(cè)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)作出相應(yīng)處理；
　　(2)顯示功能：顯示距離、報(bào)警信息；
　　(3)中斷功能；
　　(4)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。限于篇幅，主程序流程圖略。