基于單片機的智能汽車防盜系統設計

王廬山

摘要：本文介紹了一種以汽車專用單片機飛思卡爾MC68HC908QT4CPE作為底層主控芯片，人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器作為檢測裝置的汽車防盜系統。單片機將檢測到的防盜傳感器開關信號，通過數據分析，系統可以設置布防和解除布防模式，在布防模式下，當檢測到有人闖入時，單片機控制警笛警燈發生報警聲。實踐證明，本系統結構簡單、可靠性高、成本低，具有很強的實用價值和廣闊的市場前景。

關鍵詞：汽車防盜;單片機;人體遠紅外熱釋電傳感器;光幕墻;振動傳感器

1 ?系統總體設計

系統框圖如圖1。基于單片機的智能汽車防盜系統是配置了人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器等防盜采集設備和數據傳輸設備、汽車專用的8位單片機，飛思卡爾MC68HC908QT4CPE作為主控芯片的單片機底層控制設備，實現了對防盜系統的遠程監控。系統主要由數據采集層、數據處理層、驅動控制層等部分組成。

2 ?系統硬件設計

2.1 單片機控制單元

單片機控制單元選用飛思卡爾MC68HC908QT4CPE作為主控芯片為控制核心，該單片機是汽車專用，抗干擾能力強，內部資源豐富，單片機與時鐘電路、電源電路及復位電路一起構成單片機最小系統。外接人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器，用于檢測是否有人闖入。單片機控制系統接收防盜傳感發來的數據，進行分析，從而發出控制信號，控制報警燈及警笛的動作，實現自動報警的功能。

2.2 人體遠紅外熱釋傳感器單元

人體遠紅外熱釋電傳感器放在汽車的前擋玻璃下面，用于檢測是否有人進入到限定區域。人體遠紅外熱釋電傳感器模塊，是基于紅外光電技術。自動感應，當人進入其感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平。傳感器有兩種觸發模式：不可重復觸發模式和重復觸發模式，當工作在不可重復模式時，模塊感應輸出高電平后，延時一段時間，輸出自動從高電平跳變為低電平。當工作在重復觸發方式時，感應輸出高電平后，延時時間段內，如果有人在感應范圍移動，輸出保持高電平，直到人離開，延時一段時間后高電平跳變為低電平。

感應模塊可以設置封鎖時間，在封鎖時間段，不接受任何感應信號。此功能可有效抑制各種干擾。

模塊靈敏度高，可靠性強。把模塊的輸出信號連接到單片機的IO口上，單片機通過檢測高低電平，就可以判斷是否有人闖入。

2.3 防闖入光幕墻單元

光幕墻模塊用于檢測是否有人破門而入，電路如圖2所示。模塊放在汽車前排座位的兩側，檢測非法開門。光幕墻模塊的一端安裝有多個紅外光電發射管，另一端相應的有相同數量的紅外光電接收管。當一對紅外發射管、紅外接收管之間沒有障礙物時，紅外光電發射管發出的紅外光信號能順利到達紅外光電接收管。紅外光電接收管接收到紅外光信號后，輸出低電平;當有障礙物時，紅外光電發射管發出的紅外光信號不能到達紅外接收管，電路輸出為高電平。

當有人非法進入汽車時，光幕的光傳播路徑被切斷，光幕輸出端一定會有高電平。光幕墻模塊輸出端接口P2與單片機相連，通過單片機檢測P2接口的高低電平，就可以檢測到是否有人闖入。

2.4 振動傳感器單元

震動模塊用來檢測系統的震動，震動傳感器安裝到汽車的車門上。震動檢測電路如圖3所示，當沒有震動發生時，由于R6和R12的分壓作用，使得Q1基極電壓約等于發射極的電壓，故三極管Q1處于截止狀態;Q1集電極為低電平，CD4013中的D觸發器的時鐘輸入端為低電平，所以觸發器輸出端狀態不變，維持低電平;當有震動發生時，震動傳感器Y1產生很高的不規則脈沖電壓信號，這個電壓和R6和R12的分壓進行迭加，使得Q1基極電壓小于發射極的電壓，故三極管Q1處于導通狀態;Q1集電極為高電平，CD4013中的D觸發器的時鐘輸入端從低電平跳變為高電平，所以觸發器輸出端變為高電平;延時一段時間后，又恢復成高電平。模塊輸出端與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，從而檢測環境是否有震動，起到報警作用。

2.5 警燈警笛驅動單元

警燈警笛采用購買現成的產品，驅動采用NPN三極管和繼電器驅動，驅動電路與單片機相連，當單片機輸出低電時，三極管Q1導通，繼電器JDQ通電，開關閉合，警燈警笛模塊得電，發出報警聲音和光，報警驅動電路如圖4所示。

3 ?系統軟件設計

系統首先對程序進行初始化，之后開始檢測人體遠紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動傳感器的信號，關閉警燈警笛。然后將當前防盜傳感器數據送到單片機，單片機應用程序進行智能分析，判斷是否有人闖入。單片機系統根據工作模式進行操作。在布防模式下，當有警情發生時，單片機控制警燈警笛工作，發出報警聲音和光。在解除布防模式下，單片機不理會傳感器發來的信號，報警系統不工作。

4 ?汽車防盜應用

把本系統安裝到汽車上測試，單片機控制系統核心板放在駕駛室里，人體遠紅外熱釋電傳感器放在汽車的前擋玻璃下面，光幕墻模塊放在汽車前排座位的兩側，主駕座位一邊安裝發射端和副駕座位一邊安裝接收端，震動檢測模塊四個車門各安裝一個。實際應用表明，只要有人進入到感應范圍內，非法打開車門，或者破壞車窗玻璃，都會觸發報警。靈敏度和可靠性都非常高。

5 ?結語

基于單片機的智能汽車防盜系統集信息采集、傳輸、應用與指揮決策于一體，實現了對汽車防盜實時監控。根據設計思想制作實物，經驗證功能實現良好。本系統利用單片機與防盜傳感器的結合，低成本檢測、顯示和報警，實現了智能汽車防盜報警。

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