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)計了一款車載安全精靈。內(nèi)部包含“紅外熱釋電報警傳感器”“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”“振動傳感器”“LCD顯示電路”“GSM短信”等模塊。駕駛員體驗良好，對于社會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)的消費占比，未來幾年，電子防盜系統(tǒng)市場競爭將會更加激烈，國內(nèi)市場需求量會不斷提高。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)方案設(shè)計

本系統(tǒng)采用了市場應(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，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點。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，車主可以先通過獨立按鍵設(shè)置熱釋電紅外傳感器所探測的溫度范圍，并通過防盜模式下的震動傳感器觸發(fā)（先行條件），來驅(qū)動蜂鳴器與語音播報模塊開始工作。

1.2 各功能模塊的設(shè)計

本研究設(shè)計的控制框圖如圖1所示。

圖1 設(shè)計框圖

圖1中STC89C52單片機(jī)隨時監(jiān)控振動傳感器是否檢查到有振動，DYP-ME003紅外人體傳感器送來的報警信號。按鍵設(shè)置為防盜模式，當(dāng)報警功能打開并且傳感器檢測到有人入侵時，單片機(jī)通過蜂鳴器和GSM進(jìn)行報警。系統(tǒng)還可以即時顯示當(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，在液晶屏上即時顯示。

1.3 硬件設(shè)計

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，其三個輸入端需要有單片機(jī)提供信號從而確定模擬信號的輸入。

聲光報警電路：

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，時刻監(jiān)測溫度和是否有人，并和報警上限進(jìn)行比較。本次報警電路主要分為三部分，分別是蜂鳴器報警，振動器報警和短信報警。

震動傳感器：

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

圖4 震動傳感器

GSM短信：

本次設(shè)計無線通信部分采用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個單元，閾值的千位放入50H中，百位和十位放入5lH，個位放人52H中。當(dāng)輸入端P3.5為低電平時，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報警，LED燈發(fā)光；而當(dāng)輸入端為高電平時不報警，如圖9所示。

圖9 聲光報警子程序流程圖