【正文】 這種防盜報(bào)警鎖，發(fā)生誤報(bào)的頻率較高，而且發(fā)現(xiàn)是誤報(bào)還得不到解除，同時在鎖緊狀態(tài)下無法人為撤防，造成不必要的干擾。 （ 2）普通防盜報(bào)警器，與防盜報(bào)警鎖相比，這類報(bào)警裝置體積較小，可獨(dú)立安裝在電動車上較為隱蔽的地方，不易被發(fā)現(xiàn)而拆卸。其布防、撤防都是通過報(bào)警器外殼上的同一開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)，探測警情信號的也是各種類型的振動傳感器，電源一般使用兩節(jié) 7 號電池，性能比較穩(wěn)定，價格在 60 元左右。但是一旦將其安裝在車身較為隱蔽的地方，如車身底部等，那么車主啟動布防和撤防時要按開關(guān)就很困難，不易操作；如果安裝在方便車主啟動開關(guān)的地方，此報(bào)警器又很容易被盜賊發(fā)現(xiàn)而將其拆卸。 （ 3）無線智能數(shù)字報(bào)警器，如榮高 VA2型、旭飛報(bào)警器。這類防盜報(bào)警器一般采用微電腦技術(shù)，智能化程度較高，除了能遙控設(shè)防撤防、強(qiáng)警尋車外，還具有遙控熄火、自動延時設(shè)防和智能記憶等功能。這類產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)越，但是作為電動車的附屬配件，它們的價格相對較高，一般要超過 150元，普通用戶不能接受，因而在電動車市場也就得不到推廣。 電動車之所以能走進(jìn)千家萬戶，一個很 重要的原因就是其價格相對于摩托車和汽車要低得多。開發(fā)一種高性能、低價位防盜報(bào)警器是適合市場的，也是用戶這個消費(fèi)群體給我們提出的一項(xiàng)任務(wù)。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 電動車無線防盜報(bào)警器的總體方案設(shè)計(jì)是根據(jù)其功能和設(shè)計(jì)要求，從全局的角度，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)而進(jìn)行整體方面的設(shè)計(jì)，主要包括無線收發(fā)模塊設(shè)計(jì)，信號觸發(fā)模塊設(shè)計(jì)和報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要依據(jù)下列框架結(jié)構(gòu) (如圖 21)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 21 總體框架結(jié)構(gòu)體系 其中單片機(jī)作為控制單元模塊，彈簧開關(guān)作 信號觸發(fā)模塊，采用遠(yuǎn)距離無線收發(fā)裝置作無線收發(fā)模塊，揚(yáng)聲器（或蜂鳴器）作報(bào)警電路模塊。當(dāng)單片機(jī)收到無線收發(fā)模塊發(fā)出的預(yù)警信號后，進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，并讓彈簧開關(guān)在收到外界振動影響后，接通電路使報(bào)警器報(bào)警，以此來威懾犯罪分子，達(dá)到保護(hù)電動自行車的目的。 AT89C51 單片機(jī) 無線接收模塊 無線發(fā)送模塊 報(bào)警電路模塊 信號觸發(fā)模塊 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 各功能模塊方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)各功能模塊主要 包括無線收發(fā)模塊，信號觸發(fā)模塊和報(bào)警電路模塊等，下面將分模塊討論各個模塊擬采用方案和最終方案的確定。 LRT15CTM4S 紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊 LRT15CTM4S 系列是紅外遙控接收模塊。該模塊 的最大優(yōu)點(diǎn)就是即使在很弱的光源下也能可靠運(yùn)行、并保護(hù)、防止受到其他輸出脈沖的干擾。 LRT15CTM4S系列所需的供電電壓在 ～ 之間，與本設(shè)計(jì)所構(gòu)想的 5V 供電電壓很吻合；而其低電流消耗是 HF15/HJ15 紅外收發(fā)組件不可比擬的；其輸出信號為 高電壓正好能被本設(shè)計(jì)中采用的 AT89C51 單片機(jī)所識別。 信號觸發(fā)模塊 振動傳感器 振動傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有 時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機(jī)械量作為振動傳感器的輸入量 Mi，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機(jī)械量 Mt，最后由機(jī)電變換部分再將 Mt變換為電量 E，如圖 24 所示。因此一個傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 圖 24 振動傳感器 和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。振動傳感器具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動檢測可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，器件的內(nèi)部均含有專用的控制芯片 ,應(yīng)用非常方便 ,可直接帶動小功率負(fù)載 ,用一只三極管進(jìn)行電流放大后 ,即可驅(qū)動繼電器或報(bào)警被 大量應(yīng)用到汽車、摩托車、電動車的防盜系統(tǒng)上，目前 80％的車輛報(bào)警器都用這類傳感器。 Mi Mt E 振動傳感器的性能特點(diǎn)符合本設(shè)計(jì)的需要，但在元件采購的過程中發(fā)現(xiàn)徐州電子市場找不到振動傳感器的銷售，給本設(shè)計(jì)的實(shí)物制作造成了困難。因此將在第 4章音樂集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)中對信號觸發(fā)模塊的設(shè)計(jì)做詳細(xì)介紹。 報(bào)警電路模塊 揚(yáng)聲器 揚(yáng)聲器是一種把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘柕膿Q能器件，揚(yáng)聲器的性能 機(jī)電變換 部分 機(jī)械接受部分 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 優(yōu)劣對音質(zhì)的高低影響很大。揚(yáng)聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動式（即動圈式）、靜電式（即電容式）、電磁式（即舌簧式）、壓電式（即晶體式）等幾種；按其頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器。 電動式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理 電動式揚(yáng)聲器應(yīng)用最廣泛，它又分為紙盆式、號筒式 [3]和球頂形三種。而前兩種應(yīng)用比較廣泛，因此這里只介紹前兩種。 （ 1）紙盆式揚(yáng)聲器 紙盆式揚(yáng)聲器其結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。它由三部分組成：① 振動系統(tǒng)，包括錐形紙盆、音圈和定位支片等；②磁路系統(tǒng)，包括永久磁鐵、導(dǎo)磁板和場心柱等；③輔助系統(tǒng)，包括盆架、接線板、壓邊和防塵罩等。當(dāng)處于磁場中的音圈有音頻電流通過時，就產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場，這一磁場和永久磁鐵的磁場發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動，由于揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡單、低音豐滿、音質(zhì)柔和、頻帶寬，但效率較低。 （ 2）號筒式揚(yáng)聲器 號筒式揚(yáng)聲器其結(jié)構(gòu)如圖 27 所示，它由振動系統(tǒng)（高音頭）和號筒兩部分構(gòu)成。振動系統(tǒng)與紙盆揚(yáng)聲器相似，不同的是它的振膜不是紙盆，而是一球頂形膜片。振膜的振動通過號筒（經(jīng)過兩次反射 ）向空氣中輻射聲波。它的頻率高、音量大，常用于室外及廣場擴(kuò)聲。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 音樂集成電路 通過比較揚(yáng)聲器和音樂集成電路的外接元件數(shù)量、價格、功能全面性及使用方便等特點(diǎn)決定采用音樂集成電路作為本設(shè)計(jì)的報(bào)警電路模塊，該模塊將在第 4 章音樂集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)中做詳細(xì)介紹。 本章小結(jié) 本章對該設(shè)計(jì)的總體框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，并對該設(shè)計(jì)的 各功能模塊擬采用和最終采用的方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；通過比較揚(yáng)聲器和音樂集成電路確定了本論文的報(bào)警電路模塊，而被選定的模塊元件將在下面幾章做詳細(xì)的介紹。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 3 無線收發(fā)模塊 設(shè)計(jì) LRT15CTM4S 系列是紅外遙控接收模塊。它已轉(zhuǎn)移成型、體積小、重量輕和低電流消耗。該模塊的最大優(yōu)點(diǎn)就是即使在很弱的光源下也能可靠運(yùn)行、并保護(hù)、防止不受控制的輸出脈沖的干擾。 LRT15CTM4S 紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊介紹 本小節(jié)將詳細(xì)介紹 LRT15CTM4S 紅外遙控接收模塊（見圖 31）的主要特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性。 主要特性 （ 1）供電電壓 V～ 之間 ； （ 2）光電檢測器及前置放大器封裝 在一起； （ 3） PCM 頻率的內(nèi)部過濾器； （ 4）對不同種干擾光源的免疫力較強(qiáng)； （ 5）低效輸出 （ 6）低功率消耗； 圖31 LRT15CTM4S 因 LRT15CTM4S 紅外遙控接收模塊具有上述的主要特性，所以其應(yīng)用范圍也是比較廣泛的。大致有① AV設(shè)備（如：電視， DVD 播放鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 機(jī)，音響， CD 播放機(jī)，機(jī)頂盒等）；②家電（如：電腦，空調(diào)，照相機(jī)等）；③紅外遙控器控制玩具。 LR系列紅外遙控接收模塊的引腳配置和載波頻率如表 31所示。 表 31 LR 系列引腳配置和載波頻率 在本設(shè)計(jì)中該元件要與單片機(jī)連接使用，完成報(bào)警系統(tǒng)的上鎖和解鎖過程，因此要選擇合適的工作電壓和輸入頻率，焊接電路板時應(yīng)考慮該電子元件的焊錫溫度，以免過高燒壞元件。 LRT15CTM4S 紅外遙控接收模塊的建議操作條件和極限參數(shù)見表 32和表 33。 表 32 建議操作條件 參數(shù) 符號 數(shù)值 單位 運(yùn)行電壓 Vcc ～ V 輸入頻率 fin 30～ 60 kHz 表 33 極 限 參 數(shù) (溫度 =25℃ ) 參數(shù) 符號 數(shù)值 單 位 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 供電電壓 Vcc 7 V 輸出電流 Iout mA 運(yùn)行溫度 Topr 20～ +80 ℃ 存儲溫度 Tstg 30～ +85 ℃ 焊錫溫度 Tsd 270 ℃ 工作原理方框圖 圖 32 方框圖 發(fā)射裝置輸出波形 紅外模塊輸出波形 圖 33 輸出波形 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊工作原理方框圖如圖 31所示。當(dāng)無線發(fā)射裝置有信號輸入后，通過自動增益控制器保證通道內(nèi)的信號同步放大穩(wěn)定動態(tài)工作點(diǎn) ,以達(dá)到更高的傳輸效率。通過限制器將突發(fā)的信號、過強(qiáng)的 信號、誤操作所產(chǎn)生的大信號和聲反饋，按一定的比例進(jìn)行壓縮或限幅，解決了功率放大器過載問題，從而保護(hù)了昂貴的功率放大器和揚(yáng)聲器。通過濾波器過濾掉不理想的信號，得到單一頻段的理想信號，保證了信號傳輸?shù)恼_。通過高峰活塞和比較器比較電壓，然后根據(jù)比較結(jié)果，把輸出電壓設(shè)定在數(shù)字高態(tài)。 通過積分器將前后信號疊加。最后通過施密特觸發(fā)器對 脈沖邊緣進(jìn)行整形和產(chǎn)生輸出方波脈沖，如圖 33所示。 外部應(yīng)用電路 （ 1）該元件的外部應(yīng)用電路如圖 34 所示。 ①防止電壓包括任何噪音因素的影響，請將 RC 濾波器放在頂端 . RC濾波器應(yīng)和 Vcc引腳和 GND 引腳緊密聯(lián)接 ② ON/OFF 脈沖寬度最好是小于 米 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 *光照強(qiáng)度檢查檢測表面的紅外模塊是 0 Lux（照度單位） 圖 35 抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件 LRT15CTM4S 紅外遙控接收頭與紅外發(fā)射裝置的夾角θ直接影響傳輸?shù)木嚯x，夾角越小傳輸距離越遠(yuǎn)，當(dāng)夾角θ =0176。時傳輸距離最遠(yuǎn)為 28 m ；當(dāng)夾角θ =45176。時傳輸距離為 15m。抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件見圖 35。 （ 2）當(dāng) LRT15CTM4S 系列受到一些干擾信號抑制時，它仍然可以接收數(shù)據(jù)信號。不過靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖 的水平。 一些抑制 LRT15CTM4S 系列干擾信號的例子： ①熒光燈信號電子鎮(zhèn)流器（參照圖 36，圖 37 ） ②頻率為 38KHz的連續(xù)信號或在其他任何頻率 ③直流燈（鎢燈泡或節(jié)能燈） 圖 36 和圖 37顯示的信號來自一個用 60Hz電子鎮(zhèn)流器作用的熒光鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 燈。 一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器造成的不同類型的干擾信號。如果燈的頻率在 50kHz100kHz之間，那么通常的振蕩頻率是光學(xué)干擾信號，這個頻率是電氣振蕩驅(qū)動電路鎮(zhèn)流器頻率的兩倍。所有 LRT15CTM4S系列的紅外接收機(jī)模塊都可以制止這種干擾信號如圖 36和圖 37所示。 所以這些燈將不會產(chǎn)生不理想的輸出脈沖。不過敏感性會根據(jù)干擾信號的強(qiáng)弱而有所降低，更重要的是電子鎮(zhèn)流器的高調(diào)制的振蕩幅度。 光電特性 LRT15CTM4S 紅外接收模塊的光電特性見表 34。 表 34 光電特性 參數(shù) 符號 條件 最小 典型 最大 單位 供電電壓 Vcc 5 V 供電電流 Icc 無信號輸入 1 mA 包過濾器中心頻率 fo 3 fo 3 % 峰值波長 λ p 940 nm 高層次的輸出電 Voh 圖 V 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 壓 低層次的輸出電壓 Vol 圖 V 高