汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計論文-硬件(編輯修改稿)
2025-07-21 05:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。時鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。[7]圖2 80c51單片機 熱釋電紅外傳感器簡單介紹熱釋電紅外線(PIR)傳感器是80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。如圖示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。[8]圖3 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖 PIR的原理特性熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。[9]人體輻射的紅外線中心波長為910um。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為710um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號處理而輸出電壓信號。[10] 電磁式繼電器繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。本次設(shè)計采用的是松樂T73 SRD5VDCSLC繼電器，本繼電器直流電阻為10Ω，吸和電流為12A,釋放電流12A,觸點切換電流10A,觸點切換電壓5V。圖4 繼電器圖4 防盜報警器設(shè)計 防盜報警系統(tǒng)總體設(shè)計思路本設(shè)計的主要功能是：當(dāng)駕駛員離開駕駛室的時候，可將本系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，這時當(dāng)有人非法闖入駕駛室的時候，熱釋電紅外傳感器可以檢測到駕駛室內(nèi)出現(xiàn)異常，可將人體發(fā)出的光譜信號轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)過放大電路，比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機，再由單片機經(jīng)過運算處理后驅(qū)動報警電路發(fā)生報警并斷開啟動電源線。整個系統(tǒng)的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。其中包括數(shù)據(jù)的采集、報警、鍵盤控制等模塊子函數(shù)。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。硬件主要由單片機控制電路、熱釋電紅外傳感器、報警器、繼電器、led控制電路組成。由于紅外線具有較強的隱蔽性，裝置在駕駛室內(nèi)的紅外線傳感器可以有效的檢測駕駛室內(nèi)是否有人闖入，并及時反饋車內(nèi)的信息。報警電路可采用聲光報警電路，實現(xiàn)防盜報警和恐嚇非法入侵者的目的。本設(shè)計主要的控制單元是單片機，是單片機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用的一種，所以單片機是設(shè)計的中心單元，單片機主要也包括硬件和軟件兩部分，硬件主要包括單片機、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等幾個階段。該設(shè)計通過熱釋電紅外傳感器、單片機控制電路、報警器、繼電器、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、報警等功能。所以經(jīng)分析得知該系統(tǒng)需要單片機控制電路、報警執(zhí)行電路、熱釋電紅外傳感檢測電路、放大電路、led發(fā)光報警電路、復(fù)位電路和一些控制軟件組成。這些電路總體的設(shè)計框圖如下圖所示：圖5 總體設(shè)計框圖 本設(shè)計采用的處理器為51系列單片機AT89C51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在汽車駕駛室內(nèi)的的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機。在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報警延遲10s一段時間后自動解除，也可人工手動解除報警信號，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。 電路模塊設(shè)計 熱釋電紅外傳感器基本原理本設(shè)計所用的熱釋感器就采用這種雙探測元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計電路如圖所示, 在VCC電源端利用C1和R2來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。當(dāng)檢測到人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。[11]圖6 熱釋電紅外傳感器原理圖 放大電路的設(shè)計如下圖所示為最基本的放大電路，Vi是輸入電壓信號，Vo是輸出放大的電壓信號。[12]圖7 放大電路圖 時鐘電路的設(shè)計XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機器周期為1us。如圖所示為時鐘電路。[13]CCX12MHZXTAL
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