王廬山

摘要：本文介紹了一種以汽車專用單片機(jī)飛思卡爾MC68HC908QT4CPE作為底層主控芯片，人體遠(yuǎn)紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動(dòng)傳感器作為檢測裝置的汽車防盜系統(tǒng)。單片機(jī)將檢測到的防盜傳感器開關(guān)信號(hào)，通過數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)可以設(shè)置布防和解除布防模式，在布防模式下，當(dāng)檢測到有人闖入時(shí)，單片機(jī)控制警笛警燈發(fā)生報(bào)警聲。實(shí)踐證明，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場前景。

關(guān)鍵詞：汽車防盜;單片機(jī);人體遠(yuǎn)紅外熱釋電傳感器;光幕墻;振動(dòng)傳感器

1 ?系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框圖如圖1。基于單片機(jī)的智能汽車防盜系統(tǒng)是配置了人體遠(yuǎn)紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動(dòng)傳感器等防盜采集設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、汽車專用的8位單片機(jī)，飛思卡爾MC68HC908QT4CPE作為主控芯片的單片機(jī)底層控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)防盜系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、驅(qū)動(dòng)控制層等部分組成。

2 ?系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)控制單元

單片機(jī)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(jī)是汽車專用，抗干擾能力強(qiáng)，內(nèi)部資源豐富，單片機(jī)與時(shí)鐘電路、電源電路及復(fù)位電路一起構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。外接人體遠(yuǎn)紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動(dòng)傳感器，用于檢測是否有人闖入。單片機(jī)控制系統(tǒng)接收防盜傳感發(fā)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，從而發(fā)出控制信號(hào)，控制報(bào)警燈及警笛的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的功能。

2.2 人體遠(yuǎn)紅外熱釋傳感器單元

人體遠(yuǎn)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(jìn)入到限定區(qū)域。人體遠(yuǎn)紅外熱釋電傳感器模塊，是基于紅外光電技術(shù)。自動(dòng)感應(yīng)，當(dāng)人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。傳感器有兩種觸發(fā)模式：不可重復(fù)觸發(fā)模式和重復(fù)觸發(fā)模式，當(dāng)工作在不可重復(fù)模式時(shí)，模塊感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)一段時(shí)間，輸出自動(dòng)從高電平跳變?yōu)榈碗娖健．?dāng)工作在重復(fù)觸發(fā)方式時(shí)，感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人在感應(yīng)范圍移動(dòng)，輸出保持高電平，直到人離開，延時(shí)一段時(shí)間后高電平跳變?yōu)榈碗娖健?/p>

感應(yīng)模塊可以設(shè)置封鎖時(shí)間，在封鎖時(shí)間段，不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可有效抑制各種干擾。

模塊靈敏度高，可靠性強(qiáng)。把模塊的輸出信號(hào)連接到單片機(jī)的IO口上，單片機(jī)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(cè)，檢測非法開門。光幕墻模塊的一端安裝有多個(gè)紅外光電發(fā)射管，另一端相應(yīng)的有相同數(shù)量的紅外光電接收管。當(dāng)一對(duì)紅外發(fā)射管、紅外接收管之間沒有障礙物時(shí)，紅外光電發(fā)射管發(fā)出的紅外光信號(hào)能順利到達(dá)紅外光電接收管。紅外光電接收管接收到紅外光信號(hào)后，輸出低電平;當(dāng)有障礙物時(shí)，紅外光電發(fā)射管發(fā)出的紅外光信號(hào)不能到達(dá)紅外接收管，電路輸出為高電平。

當(dāng)有人非法進(jìn)入汽車時(shí)，光幕的光傳播路徑被切斷，光幕輸出端一定會(huì)有高電平。光幕墻模塊輸出端接口P2與單片機(jī)相連，通過單片機(jī)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(dòng)傳感器單元

震動(dòng)模塊用來檢測系統(tǒng)的震動(dòng)，震動(dòng)傳感器安裝到汽車的車門上。震動(dòng)檢測電路如圖3所示，當(dāng)沒有震動(dòng)發(fā)生時(shí)，由于R6和R12的分壓作用，使得Q1基極電壓約等于發(fā)射極的電壓，故三極管Q1處于截止?fàn)顟B(tài);Q1集電極為低電平，CD4013中的D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端為低電平，所以觸發(fā)器輸出端狀態(tài)不變，維持低電平;當(dāng)有震動(dòng)發(fā)生時(shí)，震動(dòng)傳感器Y1產(chǎn)生很高的不規(guī)則脈沖電壓信號(hào)，這個(gè)電壓和R6和R12的分壓進(jìn)行迭加，使得Q1基極電壓小于發(fā)射極的電壓，故三極管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài);Q1集電極為高電平，CD4013中的D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端從低電平跳變?yōu)楦唠娖剑杂|發(fā)器輸出端變?yōu)楦唠娖?延時(shí)一段時(shí)間后，又恢復(fù)成高電平。模塊輸出端與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測高低電平，從而檢測環(huán)境是否有震動(dòng)，起到報(bào)警作用。

2.5 警燈警笛驅(qū)動(dòng)單元

警燈警笛采用購買現(xiàn)成的產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)采用NPN三極管和繼電器驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)相連，當(dāng)單片機(jī)輸出低電時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，繼電器JDQ通電，開關(guān)閉合，警燈警笛模塊得電，發(fā)出報(bào)警聲音和光，報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。

3 ?系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)首先對(duì)程序進(jìn)行初始化，之后開始檢測人體遠(yuǎn)紅外熱釋傳感器、防闖入光幕墻及振動(dòng)傳感器的信號(hào)，關(guān)閉警燈警笛。然后將當(dāng)前防盜傳感器數(shù)據(jù)送到單片機(jī)，單片機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行智能分析，判斷是否有人闖入。單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)工作模式進(jìn)行操作。在布防模式下，當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，單片機(jī)控制警燈警笛工作，發(fā)出報(bào)警聲音和光。在解除布防模式下，單片機(jī)不理會(huì)傳感器發(fā)來的信號(hào)，報(bào)警系統(tǒng)不工作。

4 ?汽車防盜應(yīng)用

把本系統(tǒng)安裝到汽車上測試，單片機(jī)控制系統(tǒng)核心板放在駕駛室里，人體遠(yuǎn)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(cè)，主駕座位一邊安裝發(fā)射端和副駕座位一邊安裝接收端，震動(dòng)檢測模塊四個(gè)車門各安裝一個(gè)。實(shí)際應(yīng)用表明，只要有人進(jìn)入到感應(yīng)范圍內(nèi)，非法打開車門，或者破壞車窗玻璃，都會(huì)觸發(fā)報(bào)警。靈敏度和可靠性都非常高。

5 ?結(jié)語

基于單片機(jī)的智能汽車防盜系統(tǒng)集信息采集、傳輸、應(yīng)用與指揮決策于一體，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車防盜實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)設(shè)計(jì)思想制作實(shí)物，經(jīng)驗(yàn)證功能實(shí)現(xiàn)良好。本系統(tǒng)利用單片機(jī)與防盜傳感器的結(jié)合，低成本檢測、顯示和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了智能汽車防盜報(bào)警。

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