車載安全精靈

大連理工大學(xué)城市學(xué)院 李 廣 鄭鵬輝 劉永輝 王 洋 于海霞

本文基于51單片機(jī)語言，利用keil設(shè)計(jì)了一款車載安全精靈。內(nèi)部包含“紅外熱釋電報(bào)警傳感器”“MQ-3酒精氣敏傳感器”“PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片”“藍(lán)牙模塊芯片”“溫度傳感器”“A/D轉(zhuǎn)換”“振動(dòng)傳感器”“LCD顯示電路”“GSM短信”等模塊。駕駛員體驗(yàn)良好，對(duì)于社會(huì)公共交通安全有著十分重要的作用。

目前世界上生產(chǎn)的車輛中自帶電子防盜系統(tǒng)已經(jīng)成為一種普遍現(xiàn)象，有著廣大的市場(chǎng)需求。智能汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，使得我國電子防盜系統(tǒng)市場(chǎng)迅速擴(kuò)大并快速發(fā)展?？v觀當(dāng)代智能汽車服務(wù)行業(yè)的消費(fèi)占比，未來幾年，電子防盜系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭將會(huì)更加激烈，國內(nèi)市場(chǎng)需求量會(huì)不斷提高。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用了市場(chǎng)應(yīng)用廣泛的熱釋電紅外傳感器，該模塊具有結(jié)構(gòu)簡明，實(shí)現(xiàn)方便，成本低廉，反應(yīng)靈敏，便于近距離車輛周邊情況的檢測(cè)，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。車載安全精靈由于體積小巧，電量需求很小，僅由車輛電瓶就可持續(xù)工作，因此安裝在車輛中安全系數(shù)高，不易被盜竊者發(fā)現(xiàn)；車載安全精靈可以將輸入信號(hào)采集、保存然后經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后發(fā)送給與其綁定的手機(jī)端，實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)與車主手機(jī)之間的無線通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和共同操作。為了區(qū)別車輛周圍存在的是人體，車主可以先通過獨(dú)立按鍵設(shè)置熱釋電紅外傳感器所探測(cè)的溫度范圍，并通過防盜模式下的震動(dòng)傳感器觸發(fā)（先行條件），來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器與語音播報(bào)模塊開始工作。

1.2 各功能模塊的設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)的控制框圖如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)框圖

圖1中STC89C52單片機(jī)隨時(shí)監(jiān)控振動(dòng)傳感器是否檢查到有振動(dòng)，DYP-ME003紅外人體傳感器送來的報(bào)警信號(hào)。按鍵設(shè)置為防盜模式，當(dāng)報(bào)警功能打開并且傳感器檢測(cè)到有人入侵時(shí)，單片機(jī)通過蜂鳴器和GSM進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)還可以即時(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值。單片機(jī)每1s從DS18B20溫度傳感器中讀入溫度，在液晶屏上即時(shí)顯示。

1.3 硬件設(shè)計(jì)

DYP-ME003紅外傳感器電路（圖2）。

圖2 DYP-ME003紅外傳感器電路

溫度傳感器及檢測(cè)電路：

DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳如圖3所示。

圖3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

A/D轉(zhuǎn)換電路：

本設(shè)計(jì)電路的A/D轉(zhuǎn)換部分是以PCF8591為核心構(gòu)建的A/D轉(zhuǎn)換電路，其三個(gè)輸入端需要有單片機(jī)提供信號(hào)從而確定模擬信號(hào)的輸入。

聲光報(bào)警電路：

當(dāng)按鍵設(shè)置好溫度上限和開啟防盜模式后人體紅外進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測(cè)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)溫度和是否有人，并和報(bào)警上限進(jìn)行比較。本次報(bào)警電路主要分為三部分，分別是蜂鳴器報(bào)警，振動(dòng)器報(bào)警和短信報(bào)警。

震動(dòng)傳感器：

本次設(shè)計(jì)具有防盜防破壞的功能，其實(shí)現(xiàn)的原理也很簡單，在自行車底部放置一塊震動(dòng)傳感器，當(dāng)有人撬動(dòng)車鎖或者是推拉的時(shí)候，震動(dòng)傳感器檢測(cè)到自行車發(fā)生強(qiáng)烈到震動(dòng)，于是產(chǎn)生高低電平信號(hào)，單片機(jī)檢測(cè)到高低電平后，控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，起到防盜的作用。其電路原理圖如圖4所示。

圖4 震動(dòng)傳感器

GSM短信：

本次設(shè)計(jì)無線通信部分采用SIM800C模塊作為短信發(fā)送模塊。SIM800C模塊是一款4頻的GSM/GPRS模塊，功能非常強(qiáng)大，插上卡后，不僅可以接聽撥打電話，還可以發(fā)送接收短信。此外還具有藍(lán)牙功能，可以使用藍(lán)牙進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。如圖5所示。

圖5 sim800模塊電路

2 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)

2.1 主程序流程圖

本設(shè)計(jì)軟件主程序流程圖如圖6所示。

圖6 軟件流程圖

2.2 數(shù)據(jù)采集程序流程圖

數(shù)據(jù)采集指的就是MQ-3對(duì)酒精氣體的采集，數(shù)據(jù)采集流流程圖如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)采集流程圖

2.3 AD轉(zhuǎn)換程序流程圖

本設(shè)計(jì)中的AD轉(zhuǎn)換采用以PCF8591芯片為核心的AD轉(zhuǎn)換模塊，其程序流程圖如圖8所示。

圖8 AD轉(zhuǎn)換程序流程圖

2.4 聲光報(bào)警程序流程圖

手機(jī)通過藍(lán)牙設(shè)置閾限值并保存在以50H開始的3個(gè)單元，閾值的千位放入50H中，百位和十位放入5lH，個(gè)位放人52H中。當(dāng)輸入端P3.5為低電平時(shí)，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，LED燈發(fā)光；而當(dāng)輸入端為高電平時(shí)不報(bào)警，如圖9所示。

圖9 聲光報(bào)警子程序流程圖