宮喚春

（燕京理工學院）

隨著汽車的日益普及，為有效確保汽車安全，汽車防盜系統(tǒng)被人們廣泛重視。目前汽車防盜系統(tǒng)主要有4種[1]：機械式防盜系統(tǒng)、電子式防盜系統(tǒng)、芯片式防盜系統(tǒng)和網(wǎng)聯(lián)式防盜系統(tǒng)。芯片式和網(wǎng)聯(lián)式防盜系統(tǒng)是未來主要的發(fā)展趨勢，而現(xiàn)在廣泛用于汽車上的是電子式防盜系統(tǒng)。文章基于單片機設計了一套汽車防盜報警系統(tǒng)，使用紅外人體傳感器將體熱信號轉變?yōu)殡娦盘?，控制防盜系統(tǒng)發(fā)出報警信息，從而確保汽車安全。

1　基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)總體設計

文章設計的汽車防盜系統(tǒng)主要包括硬件監(jiān)測和軟件控制2個部分。系統(tǒng)主要分為信息采集、控制系統(tǒng)、報警與顯示系統(tǒng)，具體結構，如圖1所示。系統(tǒng)采用的STC89C52單片機[2]是一種高性能、低功耗、CMOS 8位微控制器，具有8 KB字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器，可以實時監(jiān)測紅外人體傳感器（DYP-ME003）傳送的報警信息。當傳感器識別到有人侵入時報警系統(tǒng)開啟，利用蜂鳴器（聲）和LED指示燈（光）進行報警，并且把入侵信息記錄于AT24C04外存儲芯片之中。該系統(tǒng)同時顯示環(huán)境溫度和濕度值，每2 s由溫濕度傳感器（DHT11）讀取溫度和濕度值，并在液晶屏幕上實時顯示；利用時鐘電路（DS1302）顯示并獲取當前的時間信息。初始時間值通過設置按鈕、上調按鈕和下調按鈕確定。由于系統(tǒng)裝有備用電池，當中央控制系統(tǒng)斷電后時鐘依舊可以保持運轉。該系統(tǒng)利用四鍵鍵盤完成開/關報警狀態(tài)切換、時鐘初始值設定及報警時間查詢功能等。

圖1　汽車防盜報警系統(tǒng)結構圖

2　系統(tǒng)主要模塊設計

2.1　單片機設計

系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為主控制芯片[3]，該芯片是52內核8位單片機，與Intel系列52內核單片機可以兼容使用，可以進行ISP下載，廣泛用于常規(guī)控制檢測電路。圖2示出STC89C52單片機系統(tǒng)結構原理圖。圖2中引腳ALERT輸入的是紅外人體傳感器信號（DYP-ME003），當信號是高電平時表示有人入侵，當信號是低電平時表示沒有監(jiān)控到人。DATA是溫度和濕度傳感器單總線引腳。2402_SCL和2402_SDA是AT24C04外存芯片的通信引腳，該芯片是IIC接口芯片，通過數(shù)據(jù)線和時鐘線雙線接口通信。K1，K2，K3，K4依次是設置按鈕、上調按鈕、下調按鈕和查詢按鈕。L2是LED報警發(fā)光指示燈。P0.0～P0.7是LCD數(shù)據(jù)線，P2.5～P2.7是LCD控制線。系統(tǒng)采用12.017 2 MHz外部晶振電路。

圖2　STC89C52單片機結構原理圖

2.2　溫濕度傳感器設計

系統(tǒng)采用的是數(shù)字溫濕度傳感器（DHT11），該傳感器由電阻式感濕元件和負溫度系數(shù)測溫元件[4]組成，而且和高性能8位單片機相連，具有體積小、功耗低、感應快且抗干擾強等優(yōu)點，信號傳輸距離在20 m以上，特別適用于汽車防彈監(jiān)控這類要求較為嚴苛的系統(tǒng)，而且DHT11能夠在特別精確的濕度校驗室中進行校準。該傳感器采用4針單排引腳封裝，易于連接。傳感器具體結構和管腳，如圖3所示，電源引腳的供電電壓為 3.5～5.5 V。

圖3　汽車防盜報警系統(tǒng)溫濕度傳感器結構和管腳圖

2.3　紅外人體傳感器設計

系統(tǒng)采用的紅外人體傳感器（DYP-ME003）是利用紅外線技術的自動控制傳感器[5]，具有感應靈敏度高、可靠性強、可以在超低電壓下工作，以及應用廣泛等特點。其可以進行全自動感應，當人入侵時輸出高電平，當人離開感應區(qū)域時輸出低電平。工作電壓（DC）位于4.5～20 V，靜態(tài)電流小于50 μA，易于與各種電路對接。圖4示出紅外人體傳感器電路圖，由圖4可以看出：ALERT是引腳輸出信號，有人入侵時信號呈現(xiàn)高電平，無人入侵時信號呈現(xiàn)低電平；R16是高阻抗電阻，用于防止管腳誤報。

圖4　汽車防盜報警系統(tǒng)紅外人體傳感器電路圖

2.4　外部存儲器設計

外部存儲器（EEPROM）電路，如圖5所示。圖5中A0，A1，A2為地址輸入引腳，用于硬件尋址，并且可以同時接入8片芯片[6]。Vcc和GND為電源和接地引腳，電壓為1.6～5.5 V。WP是寫保護，當WP接地時可以確保元件正常進行讀寫操作，當WP接入高電平時，進行寫保護只可以完成讀操作。SDA為串行地址輸入/輸出端口，雙向傳輸，漏極開路，需外接上拉電阻到Vcc，其阻值為10 kΩ。SCL為串行時鐘輸入，在高低電平不同狀態(tài)與SDA配合，執(zhí)行不同的命令。紅外報警監(jiān)控系統(tǒng)的報警時間存儲在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通過查詢按鈕進行查看。

圖5　汽車防盜報警系統(tǒng)外部存儲器電路圖

3　試驗測試分析

對設計的汽車防盜報警系統(tǒng)進行試驗測試，系統(tǒng)實物，如圖6所示。為了能夠進行實時報警、記錄和查詢，在系統(tǒng)設計中利用蜂鳴器、儲存器、按鈕組及顯示屏等組件實現(xiàn)上述功能。試驗操作和系統(tǒng)顯示過程如下：系統(tǒng)通電，LCD屏幕顯示“Alert”，位于LCD屏幕下方的紅色LED指示燈點亮，利用按鈕組的設置按鈕讓系統(tǒng)處于報警狀態(tài)，則屏幕顯示為“A”，若紅外人體傳感器感應到人入侵信號時，蜂鳴器開始報警。

圖6　汽車防盜報警系統(tǒng)實物圖

圖6中顯示右側的紅色LED指示燈點亮，而且蜂鳴器報警。如果此時需要停止報警，則通過再次按設置按鈕關閉，報警停止。因為上一次系統(tǒng)報警時儲存器已將相應的報警時間儲存，所以需要通過按查詢按鈕查找上一次系統(tǒng)報警的具體時間。由此設計的汽車防盜報警系統(tǒng)實現(xiàn)了“初始化—監(jiān)測—報警—查詢”的完整監(jiān)控過程。

4　結論

文章利用單片機設計了一套汽車防盜報警系統(tǒng)，電路結構簡單、報警響應靈敏且便于裝車使用。與目前車輛廣泛應用的機械式報警系統(tǒng)相比，單片機式防盜系統(tǒng)穩(wěn)定性更強、智能化水平更高，適用于車輛安全技術領域，具有推廣價值。