智能電動車防盜報警系統研究

孔維賓 李龍輝 徐東超 楊曉芳 王如剛, 周 鋒,

（作者單位：1.鹽城工學院 信息工程學院；2.東南大學 水聲信號處理教育部重點實驗室；3.鹽城市光纖傳感及應用工程技術研究中心）

隨著社會的不斷發展，綠色出行已經成為人們的首選出行方式。電動車不僅綠色環保而且能夠有效緩解城市交通壓力。但是，電動車的失竊問題也給人們帶來困擾。為了解決這個問題，本文研究了智能電動車防盜報警系統。系統以單片機為主控芯片，振動傳感器和人體模塊作信號作為觸發，利用無線電收發模塊實現遠距離操控。在感應到威脅時通過蜂鳴器發出警報，同時切斷電動車電源。測試結果表明，智能電動車防盜報警系統能夠實現防盜功能，系統報警準確，誤報率低，具有很強的實用價值。

引言：隨著世界環境和能源問題的不斷嚴重，人們已經意識到了節能環保的重要性，并注重新能源的使用。電動車以電能為動力，清潔環保，在使用過程無廢氣排放，噪音小。同時，電動車使用方便，價格低廉，安全可靠。目前，據工信部統計，2016年電動車累計完成產量3千多萬輛，其中12月份當月完成產量318.4萬輛。在電動車走進千家萬戶的同時，電動車被盜的事件經常發生，給人們帶來了不小的經濟損失和造成極大的麻煩，電動車防盜成了人們關注的問題。因此，設計出一種經濟實用且安全可靠的防盜報警系統來實現電動車防盜具有十分重要的意義。

1.系統硬件設計

1.1 總體設計

整個系統主要包括七個模塊：主控制器、電源模塊、報警電路模塊、信號觸發模塊、繼電器模塊、無線發射模塊、無線接收模塊，系統總體結構如圖1所示。

圖1 系統總體結構圖

以STC89C52單片機為主控制器，振動傳感器和人體感應模塊作信號觸發，使用無線電收發模塊實現遠距離操控。在感應到威脅時通過蜂鳴器發出警報，同時切斷電動車電源。

1.2 主要模塊設計

1.2.1 遙控模塊

本模塊由兩個部分組成，分別是發射模塊和接收模塊，用于實現對電動車防盜報警系統的布防、撤防和報警功能的控制。采用無線電收發模塊進行數據的傳送，使用SC2262芯片進行編碼，用SC2272芯片對收到的信號進行解碼。

1.2.2 信號觸發模塊

本模塊由三部分組成，分別是信號顯示模塊、振動傳感器模塊和人體感應模塊。用于檢測外界環境振動情況和有無人體熱釋電信號，將檢測到的信號送單片機進行處理，從而驅動其他相應的模塊工作，完成防盜報警功能。

（1）振動傳感器模塊電路設計

振動傳感器模塊主要元器件為LM393電壓比較器和振動傳感器，當振動傳感器檢測到外界振動，其電阻就會發生改變，通過電壓比較器，將檢測信號輸出，再傳送到單片機進行信號處理。LM393芯片內含有兩個電壓比較器，這兩個電壓比較器相互獨立，可以同時工作也可以單獨工作，誤差在2.0mV以內。

（2）人體感應電路設計

人體感應電路設計主要采用三極管9013將集成的人體感應模塊接收到的人體信號進行放大，然后再將放大后的信號送至單片機進行相關處理。

人體感應模塊的主要器件為熱釋電紅外線傳感器，它能將檢測到人體紅外信號轉換成的電信號，但轉換的電信號比較弱，需要經過電路放大后才能輸出。此模塊采取連續觸發的方式，當人進入人體感應模塊的檢測范圍時，人體模塊就會連續輸出高電平，直到人離開后才恢復為低電平。人體感應模塊在剛剛開機時可能會有0～3次的高電平輸出，此時出現振動可能產生誤報，這屬于正?，F象，系統開機要經過一段時間的初始化才能進入正常待機狀態，初始化的時間大概是一分鐘左右。

（3）信號顯示電路設計

信號顯示電路用于顯示信號檢測電路的工作情況。當振動模塊檢測到信號時，綠色信號燈就會點亮，延時一段時間后熄滅；當人體模塊檢測到信號時，黃色信號燈會點亮，延時一段時間后熄滅，當兩路都檢測到信號，系統就會觸發警報，兩路信號燈會一直顯示直到報警停止。

圖2 總體程序流程圖

2.系統軟件設計

2.1 總體程序設計

電動車防盜報警系統的工作流程為打開電源，系統進入初始化，此時系統為布防等待狀態。當接收到布防信號，系統進入布防狀態，此時檢測模塊開始工作，若檢測到報警信號，單片機驅動報警電路發出警報和控制繼電器斷開電源，按下撤防鍵，系統撤防。當在布防狀態下按下報警按鍵，報警電路和繼電器也會工作。報警電路和繼電器每次工作的時間為30s，30s后系統重新進入布防狀態?？傮w程序流程圖如圖2所示。

2.2 主程序設計

主程序調用其它子程序來完成電動車防盜報警系統工作的整個流程，先是調用初始化子程序對系統進行初始化，然后是循環調用控制程序來實現系統控制。

圖3 定時中斷子程序流程圖

2.3 控制子程序設計

電動車防盜報警系統首先是通過遙控器對主控部分進行遙控，主控部分接收到信號后傳送至單片機，單片機再對各個模塊進行相關控制。控制子程序主要是對輸入輸出信號進行相應的判斷和處理，通過調用定時中斷子程序對報警電路和繼電器電路進行定時中斷。

在初始化完成后，系統便會進入布防等待狀態，此時系統檢測是否接收到布防信號，一旦接收到布防信號，系統就進入布防狀態。在布防狀態下，有兩種方式可觸發聲光報警模塊和繼電器工作，一種是在檢測到人體信號的同時檢測到振動信號，另一種是按下遙控器的報警按鍵。聲光報警電路及繼電器的工作時間為30s，通過調用定時中斷子程序實現，30s后系統重新進入布防狀態。在布防狀態下收到撤防信號，系統便取消布防，進入布防等待狀態。

2.4 定時中斷子程序設計

本系統中繼電器、聲光報警電路、信號燈等的工作時間都要有定時中斷處理，定時中斷子程序的作用是實現防盜報警系統各模塊工作時間的計時和中斷，使用T0定時器，選工作方式1，初始值為50ms。定時中斷子程序設計如圖3所示。

定時中斷子程序在調用時，首先對定時器0重新賦值，然后使用t和t1標志實現兩種不同時長的定時，一種為2s，用于信號顯示燈的顯示時間及系統收到布防信號系統到進入布防狀態時間的定時；另一種是30s，用于聲光報警電路和繼電器工作時間的定時。

3.結論

本系統以STC89C52單片機為控制核心，振動傳感器和人體感應模塊作信號觸發，使用無線電收發模塊實現遠距離操控，以蜂鳴器和紅色LED燈作報警提示，并控制電動車開關，完成智能電動車防盜報警系統。智能電動車防盜報警系統不僅小巧精致、設計合理。而且靈敏度較高，穩定性強，誤報率低，能準確有效的實現防盜，同時其價格低廉具有很大是市場前景。