張偉崗　王佳航　付家珂

摘 要：本次設(shè)計采用STC89C52單片機(jī)，該設(shè)計主要由光電傳感器、LED和蜂鳴器電路模塊、無線通信模塊及繼電器四部分組成。本次涉及用光電傳感器檢測兒童，用繼電器模擬車門開關(guān)。該系統(tǒng)從多個角度出發(fā)，充分考慮可能引發(fā)事故的各種因素，保證兒童的安全。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);光電傳感器;無線通訊

1 報警器系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)[1]作為控制裝置的控制器，采用光電傳感器檢測兒童的存在，采用繼電器模擬車門的開關(guān)，當(dāng)車門關(guān)閉時，若光電傳感器檢測到兒童在車內(nèi)，單片機(jī)會控制無線通訊模塊發(fā)送指令給報警器，報警器由單片機(jī)最小系統(tǒng)、LED電路、蜂鳴器電路及無線通訊模塊組成。當(dāng)報警器接受到無線通訊模塊發(fā)送的報警指令時，單片機(jī)控制蜂鳴器報警，并且使LED燈亮起，及時的吸引駕駛員或是周圍的人及時采取措施。

系統(tǒng)設(shè)計流程圖如下：

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要完成采集光電傳感器的信號和繼電器設(shè)置狀態(tài)判決是否觸發(fā)報警。主要包括處理、傳感器掃描、數(shù)據(jù)處理、無線通訊[2]。系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖如圖2所示。

3 硬件電路的設(shè)計

本次設(shè)計中硬件電路需要解決的主要任務(wù)是要檢測車門鎖的狀態(tài)、車內(nèi)是否有兒童、把檢測到兒童的信號轉(zhuǎn)換成電信號、用處理過的電信號觸發(fā)報警信號。即當(dāng)車門關(guān)閉并且光電傳感器檢測兒童在車內(nèi)時觸發(fā)報警。報警器接收報警信號并作出處理。對于車門的控制采用繼電器模擬，用按鍵控制繼電器的開關(guān)。根據(jù)功能需求所需實現(xiàn)的具體的功能將硬件分為五個電路模塊進(jìn)行設(shè)計[3]，硬件框圖如圖3、4所示：

3.1 光電傳感器電路

此次使用的傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。檢測到兒童在車內(nèi)的時候，黑色的數(shù)據(jù)線會向單片機(jī)發(fā)送低電平，正常的狀態(tài)為高電平，光電傳感器傳輸?shù)氖菙?shù)字信號單片機(jī)易于控制和檢測[5]。

3.2 復(fù)位電路模塊

單片機(jī)在時鐘電路工作以后， 在RESET端持續(xù)給出2個機(jī)器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。上電復(fù)位是復(fù)位時在單片機(jī)接通電源后，對單片機(jī)的復(fù)位。本次設(shè)計采用的是外部手動按鍵復(fù)位電路。當(dāng)需要外部復(fù)位時，按下復(fù)位按鈕即可達(dá)到復(fù)位目的。

3.3 晶振電路

XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。一個機(jī)器周期共有12個振蕩周期，外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周為1/12us，故而一個機(jī)器周期為1us。

3.4 繼電器模塊

由于本次設(shè)計條件有限，采用一個四角按鍵控制繼電器來模擬車門開關(guān)。本次設(shè)計采用的是光電耦合傳感器。設(shè)置繼電器為低電平觸發(fā)，通過按鍵按下改變繼電器連接I/O口的電平變化，從而達(dá)到控制繼電器的目的。

3.5 無限通信模塊

本次設(shè)計采用的無線通信模塊為HC-12無線通信模塊，模塊內(nèi)涵MCU用戶無需對模塊另外變成各種傳統(tǒng)模式直觀收發(fā)串口數(shù)據(jù)即可使用，方便模塊，采用多種串口透傳數(shù)據(jù)用戶和，根據(jù)使用要求用at指令進(jìn)行選擇4種模式為FU1、FU2、FU3及FU4。模塊可根據(jù)實際情況改變工作模式。

4 結(jié)論

本設(shè)計詳細(xì)的分析了兒童被鎖車內(nèi)的原因以及可能帶來的后果，同時，該系統(tǒng)從多個角度出發(fā)，充分考慮可能引發(fā)事故的各種因素，并且經(jīng)過一系列的分析和選取設(shè)計出了一套基于單片機(jī)和光電傳感器的報警系統(tǒng)，以解決兒童被誤鎖車內(nèi)可能引起的各類問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]周立功.單片機(jī)實驗與實踐.北京航空航天大學(xué)出版社，2004.3.

[2]陳有卿.《通用集成電路應(yīng)用與實例分析》.中國電力出版社.2007.

[3]周潤景.《基于Proteus的AVR單片機(jī)設(shè)計與仿真》.北京航空航天大學(xué)出版社 2007.

[4]馬中梅.《單片機(jī)的C語言程序設(shè)計（第四版）》.北京航空航天大學(xué)出版社 2007.

[5]張道德.《.單片機(jī)接口技術(shù)（C51版）》.中國水利水電出版社.2007.