【正文】 子市場(chǎng)找不到振動(dòng)傳感器的銷(xiāo)售，給本設(shè)計(jì)的實(shí)物制作造成了困難。當(dāng)檢測(cè)到振動(dòng)大于一定幅度時(shí)，動(dòng)作指示燈點(diǎn)亮，并發(fā)出報(bào)警，振動(dòng)檢測(cè)的靈敏度可以通過(guò)靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)，順時(shí)針靈敏度增加，逆時(shí)針靈敏度降低。振動(dòng)傳感器在測(cè)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(lái)，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。水銀開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖23），又稱(chēng)傾側(cè)開(kāi)關(guān)，是電路開(kāi)關(guān)的一種，用一個(gè)接著電極的小巧容器儲(chǔ)存著一小滴水銀，容器中多數(shù)注入惰性氣體或?yàn)檎婵?。LRT15CTM4S系列與無(wú)線發(fā)送裝置的有效作用距離為28米，相對(duì)HF15/HJ15紅外收發(fā)組件有了相當(dāng)大的改觀，其最大優(yōu)點(diǎn)就是即使在很弱的光源下也能可靠運(yùn)行、并能有效防止受到其他輸出脈沖的干擾。HF15/HJ15紅外收發(fā)裝置的傳輸距離和安全性的確可以滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的需要，但是其體積比較大，價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了市場(chǎng)上現(xiàn)在所出售的整套電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的價(jià)格，從產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比考慮，不予采納。如果需要加大遙控距離，可在紅外發(fā)射或接收管的前面加只帶凸鏡聚光片的聚光筒，但此時(shí)應(yīng)注意調(diào)整好焦距，否則無(wú)效果。而由HF15/HJ15構(gòu)成的紅外遙控發(fā)射/接收電路（見(jiàn)圖22）作用距離可達(dá)25m，其對(duì)射夾角大于15176。AT89C51單片機(jī)信號(hào)觸發(fā)模塊無(wú)線發(fā)送模塊無(wú)線接收模塊報(bào)警電路模塊圖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(kāi)關(guān)作信號(hào)觸發(fā)模塊，采用遠(yuǎn)距離無(wú)線收發(fā)裝置作無(wú)線收發(fā)模塊，揚(yáng)聲器（或蜂鳴器）作報(bào)警電路模塊。由此，一種低價(jià)位、高品質(zhì)，適合于普通用戶(hù)的防盜報(bào)警器將是電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)翹首以盼的。 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究要求電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的的研究要求就是體積小，能安裝在比較隱蔽的地方，不易被盜車(chē)賊發(fā)現(xiàn)拆卸，而車(chē)主又能操作方便；靈敏度較高，性能穩(wěn)定，漏報(bào)率、誤報(bào)率和故障率都應(yīng)比較低，報(bào)警聲應(yīng)適中，能在有效范圍內(nèi)提醒車(chē)主或路人，達(dá)到震懾盜車(chē)賊的目的即可，以免報(bào)警聲音太大，噪音擾民；價(jià)格適中能讓普通消費(fèi)者所接受。這類(lèi)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(chē)外，還具有遙控熄火、自動(dòng)延時(shí)設(shè)防和智能記憶等功能。（3）遙控防盜報(bào)警器，由車(chē)載主機(jī)和手持遙控發(fā)射器組成，報(bào)警喇叭多是只安裝在車(chē)載主機(jī)上，遙控器的作用主要是設(shè)防、撤防和啟動(dòng)報(bào)警功能，相當(dāng)于主機(jī)的一個(gè)無(wú)線遙控電源開(kāi)關(guān)，如新奇特E12，龍銳lr007。但是用戶(hù)反映使用這種防盜報(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(shí)在鎖緊狀態(tài)下無(wú)法人為撤防，造成不必要的干擾。然而就在電動(dòng)自行車(chē)進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)的同時(shí)，其失盜率也連連攀升，給使用者帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)損失，為解決廣大電動(dòng)自行車(chē)使用者的后顧之憂，現(xiàn)設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)的關(guān)于電動(dòng)自行車(chē)用無(wú)線防盜報(bào)警器的方案，給廣大使用者裝上一把“安心鎖”。 products Appearance was designed by using the Pro | E software .The design is used as a control unit SCM, spring switch to trigger signal, wireless transceiver modules for longdistance signal transmission, speakers (or buzzer) for the alarm device. When the wireless transceiver module SCM received a warning signal, go into the early warning status , and when the spring switch vibration impact of the receipt of the outside world, connected to circuit , to enable the alarm warning, in order to deter crime Elements, to realize the purpose of protecting electric bicycles.Keywords SCM Wireless Transceiver Module Spring switch Antitheft Alarm System Loudspeakers 目 錄1 緒論 3 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器研究背景 3 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究現(xiàn)狀 3 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究要求 4 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究意義 42 總體方案設(shè)計(jì) 5 框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì) 5 各功能模塊方案設(shè)計(jì) 5 無(wú)線收發(fā)模塊 5 信號(hào)觸發(fā)模塊 7 報(bào)警電路模塊 8 本章小結(jié) 103 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì) 11 LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊介紹 11 主要特性 11 工作原理方框圖 12 外部應(yīng)用電路 13 光電特性 14 外部特征 16 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì) 17 本章小結(jié) 174 音樂(lè)集成電路模塊設(shè)計(jì) 18 音樂(lè)集成電路 18 音樂(lè)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理 18 音樂(lè)集成電路使用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題 19 音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 20 整流二極管的選用 20 晶體三極管的選用 21 電磁繼電器的選用 22 音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊的設(shè)計(jì) 23 本章小結(jié) 235 安裝與調(diào)試 24 硬件安裝 24 AT89C51單片機(jī)相關(guān)特性及參數(shù)介紹 24 硬件安裝 27 硬件調(diào)試 28 無(wú)線收發(fā)模塊調(diào)試 28 音樂(lè)集成電路模塊調(diào)試 28 復(fù)位電路及晶振電路調(diào)試 29 C語(yǔ)言編程 32 AT89C51單片機(jī)軟件編程的注意事項(xiàng) 32 C語(yǔ)言編程 34 軟件調(diào)試 38 本章小結(jié) 39結(jié)論 40致謝 41參考文獻(xiàn) 421 緒論 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，電動(dòng)自行車(chē)已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，并進(jìn)一步改善了人們的出行方便。當(dāng)單片機(jī)收到無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)出的預(yù)警信號(hào)后，進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，并當(dāng)彈簧開(kāi)關(guān)在收到外界振動(dòng)影響后，接通電路,以使報(bào)警器報(bào)警，以此來(lái)威懾犯罪分子，達(dá)到保護(hù)電動(dòng)自行車(chē)的目的。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和查閱相關(guān)資料，論證了本設(shè)計(jì)的必要性和可行性。文中主要論述了該無(wú)線防盜報(bào)警器各個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。本課題開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、技術(shù)先進(jìn)、成本低、生產(chǎn)率高、實(shí)用性強(qiáng)，適用于千千萬(wàn)萬(wàn)電動(dòng)車(chē)使用者。電動(dòng)自行車(chē)以電為能源，無(wú)廢氣排放，噪音小，不污染環(huán)境，且騎行省力，經(jīng)濟(jì)適用，通用性廣，上牌手續(xù)方便，政府也大力支持。 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究現(xiàn)狀為了充分掌握電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)防盜報(bào)警類(lèi)產(chǎn)品的現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)，我深入開(kāi)展了市場(chǎng)調(diào)研和文獻(xiàn)搜索，從商家提供的電動(dòng)車(chē)年銷(xiāo)量和報(bào)警器（包括報(bào)警鎖）年銷(xiāo)量數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)的用戶(hù)同時(shí)配備防盜報(bào)警裝置的約占98％。（2）普通防盜報(bào)警器，與防盜報(bào)警鎖相比，這類(lèi)報(bào)警裝置體積較小，可獨(dú)立安裝在電動(dòng)車(chē)上較為隱蔽的地方，不易被發(fā)現(xiàn)而拆卸。這類(lèi)報(bào)警器是現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)上的主流防盜產(chǎn)品，一般靈敏度較高，性能穩(wěn)定，報(bào)警聲響可達(dá)100分貝以上，基本可以滿(mǎn)足一般電動(dòng)車(chē)用戶(hù)的需要，市場(chǎng)價(jià)格在80元左右。這類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)越，但是作為電動(dòng)車(chē)的附屬配件，它們的價(jià)格相對(duì)較高，一般要超過(guò)150元，普通用戶(hù)不能接受，因而在電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)也就得不到推廣。 電動(dòng)車(chē)無(wú)線防盜報(bào)警器的研究意義現(xiàn)在市場(chǎng)上有各式各樣的電動(dòng)車(chē)防盜報(bào)警裝置出售，一些高檔的智能報(bào)警器由于價(jià)格過(guò)高，用戶(hù)不愿意為售價(jià)僅兩三千的電動(dòng)車(chē)去配置，而得不到推廣；另外，也有價(jià)格適中、質(zhì)量可靠的防盜報(bào)警器出售，但是此類(lèi)報(bào)警器的報(bào)警喇叭一般都只是安裝在電動(dòng)車(chē)身上，而完成警情傳遞任務(wù)的主要部件都是振動(dòng)傳感器，其靈敏度較高，致使一些外界環(huán)境因素，如刮風(fēng)打雷，兒童嬉鬧等，都有可能使其動(dòng)作，并觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警，這種由于誤報(bào)警帶來(lái)的噪音污染常常造成不必要的擾民。 著眼于解決上述問(wèn)題，我們展開(kāi)了一系列調(diào)查研究、開(kāi)發(fā)創(chuàng)新工作，希望我們的努力可以在報(bào)警器成本與性能之間找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)，為電動(dòng)車(chē)增加一道理想的安全防線，解除用戶(hù)的后顧之憂。當(dāng)單片機(jī)收到無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)出的預(yù)警信號(hào)后，進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，并讓彈簧開(kāi)關(guān)在收到外界振動(dòng)影響后，接通電路使報(bào)警器報(bào)警，以此來(lái)威懾犯罪分子，達(dá)到保護(hù)電動(dòng)自行車(chē)的目的。且外接電路簡(jiǎn)單，安裝方便。圖22 HF15/HJ15紅外收發(fā)應(yīng)用電路圖當(dāng)紅外遙控發(fā)射電路的SK開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)HF15裝置的6腳將HF15裝置啟動(dòng)，再經(jīng)HF15裝置的2腳之間所接的電位器調(diào)節(jié)發(fā)射電路的載波頻率，載波頻率的大小直接影響傳輸距離。 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。本設(shè)計(jì)就是想找到這樣的紅外無(wú)線收發(fā)模塊：體積小、重量輕，5V供電電壓，低電流消耗；作用距離長(zhǎng)，能適用惡劣環(huán)境，而不至于受到其他輸出脈沖的干擾。因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系，水銀水珠會(huì)隨容器中較低的地方流去，如果同時(shí)接觸到兩個(gè)電極的話，開(kāi)關(guān)便會(huì)將電路閉合，開(kāi)啟開(kāi)關(guān)。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測(cè)的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測(cè)的機(jī)械量作為振動(dòng)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(gè)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。因此將在第4章音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)觸發(fā)模塊的設(shè)計(jì)做詳細(xì)介紹。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。（3）自制簡(jiǎn)易蜂鳴器電路目前蜂鳴器被廣泛應(yīng)用與多種控制裝置和家用電器的特定功能指示。 f= 式（）改變其元件的參數(shù)，就可以得到自己滿(mǎn)意的聲調(diào)。按圖中所示數(shù)值，本電路可在3V～15V直流電壓范圍內(nèi)正常工作，其最大工作電流為45ma。電動(dòng)式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)式揚(yáng)聲器應(yīng)用最廣泛，它又分為紙盆式、號(hào)筒式[3]和球頂形三種。當(dāng)處于磁場(chǎng)中的音圈有音頻電流通過(guò)時(shí)，就產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)和永久磁鐵的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動(dòng)，由于揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低音豐滿(mǎn)、音質(zhì)柔和、頻帶寬，但效率較低。它的頻率高、音量大，常用于室外及廣場(chǎng)擴(kuò)聲。 本章小結(jié)本章對(duì)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(duì)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(guò)比較HF15/HJ15紅外收發(fā)組件和LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊確定了本設(shè)計(jì)的無(wú)線收發(fā)模塊；通過(guò)比較水銀開(kāi)關(guān)和振動(dòng)傳感器確定了本論文的信號(hào)觸發(fā)模塊；通過(guò)比較蜂鳴器、揚(yáng)聲器和音樂(lè)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。 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(jiàn)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。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(guò)程，因此要選擇合適的工作電壓和輸入頻率，焊接電路板時(shí)應(yīng)考慮該電子元件的焊錫溫度，以免過(guò)高燒壞元件。通過(guò)限制器將突發(fā)的信號(hào)、過(guò)強(qiáng)的信號(hào)、誤操作所產(chǎn)生的大信號(hào)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(guò)載問(wèn)題，從而保護(hù)了昂貴的功率放大器和揚(yáng)聲器。最后通過(guò)施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖邊緣進(jìn)行整形和產(chǎn)生輸出方波脈沖，如圖33所示。時(shí)傳輸距離為15m。一些抑制LRT15CTM4S系列干擾信號(hào)的例子：①熒光燈信號(hào)電子鎮(zhèn)流器（參照?qǐng)D36，圖37 ） ②頻率為38KHz的連續(xù)信號(hào)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(hào)來(lái)自一個(gè)用60Hz電子鎮(zhèn)流器作用的熒光燈。所以這些燈將不會(huì)產(chǎn)生不理想的輸出脈沖。0176。45176。 （2）在非很濕的地方儲(chǔ)存和使用。因此，這里強(qiáng)烈推薦該接收模塊與周邊元件如電阻器，冷凝器，繼電器等共同使用。4 音樂(lè)集成電路模塊設(shè)計(jì)音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊是該設(shè)計(jì)的信號(hào)觸發(fā)模塊和報(bào)警電路模塊的組合模塊，將彈簧開(kāi)關(guān)作為信號(hào)觸發(fā)模塊，音樂(lè)集成電路作為報(bào)警電路模塊。 音樂(lè)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理音樂(lè)集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖41所示，它由振蕩電路、音調(diào)發(fā)生器、包絡(luò)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)電路、速度控制、節(jié)奏發(fā)生器、存儲(chǔ)器（ROM）和前置放大器等組成。音調(diào)頻率范圍一般包括兩個(gè)八度音音階。（5）速度控制速度控制可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內(nèi)，不能由外部選擇。因此選購(gòu)時(shí)最好臨時(shí)搭接外圍元件視聽(tīng)一下曲調(diào)是否滿(mǎn)意。（4）有的系列電路雖能驅(qū)動(dòng)壓電蜂鳴器，但輸出的電流極小，對(duì)于這類(lèi)集成電路在外接功放時(shí)要注意。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于pn 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。二極管最重要的特性就是單向?qū)щ娦?。?dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，整流二極管仍然不能導(dǎo)通，流過(guò)二極管的正向電流十分微弱。整流二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管，稱(chēng)為漏電流。 晶體三極管的選用晶體三極管[8]是一種電流放大器件，有集電極C，基極B，發(fā)射極E三個(gè)極。圖42 NPN型硅三極管引腳圖如上圖