【正文】 壓力傳感器固定安裝在汽車輪轂上，隨車輪一起轉動， 由接口通過銅管與氣門芯連通。當輪胎氣壓低于某一設定值時，磁鋼移向霍爾元件，霍爾元件產(chǎn)生輸出電壓信號。它們的原理為，讓輪胎內氣壓變化作為動力，通過壓力傳感器中的彈簧與波紋管組件壓縮、拉伸，使磁鋼產(chǎn)生位移，以改變磁感應強度，再利用空間磁場實現(xiàn)信號耦合。觸發(fā)器 D可保證三極管可靠地工作在開關狀態(tài)。當輪胎氣壓低于某一設定值時，磁鋼移向霍爾元件 ，從而產(chǎn)生電壓輸出。 R 遠遠大于 霍爾元xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 32 件輸入電阻，這樣溫度變化時，霍爾元件控制電流幾乎不變。霍爾效應開關工作原理圖如圖 212 所示。K b 式中 ； Kt——— 彈簧鋼度 Kb ——— 波紋管的鋼度 ,壓縮時 Kb 0 ,拉 伸 時 Kb 0 在欠壓狀態(tài)下，波紋管和彈簧組件的鋼度為 : K = KtKb 靈敏度 S = 1/ K。彈簧的初始壓力可以通過調節(jié)調整螺釘來調節(jié)，整個工作過程中彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，波紋管在輪胎欠壓時，因彈簧伸長而處于拉伸狀態(tài) ； 在非欠壓狀態(tài)下，其處于壓縮狀態(tài) 。壓力傳感器固定安裝在汽車輪轂上，隨xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 31 車輪 一起轉動，由接口通過銅管與氣門心連通。 本文 設計 的汽車輪胎欠壓報警器 ，采 用輪胎內氣 體壓力 作為動力 ， 巧妙地利用輪胎內氣壓變化 差使 彈性元件 （ 彈簧與波紋管組件 ）產(chǎn)生 壓縮 和 拉伸 變化 ， 并使磁鋼產(chǎn)生位移 ，從而 改變磁感應強度，即由輪胎內空氣作為傳遞信號的介質，從而減少了動力消耗 ； 再利用空間磁場實現(xiàn)信號耦合 。 汽車輪胎欠壓報警器的設計必須解決兩個難題 ： 一是壓力傳感器的能源，通常壓力傳感器工作時將壓力轉換為電信號必須要有電源，電源如果取自汽車交流發(fā)電機或蓄電池，則需安裝電刷和集電環(huán)組件，因為車輪工作時是旋轉的，如果在車輪上加裝交流發(fā)電機或安置電池，則其結構復雜、成本高。且在緊急制動時，若某側輪胎壓力偏低，就會造成車身偏轉，甚至釀成事故?？梢岳密浖⒎制鬟M行信號處理，即如果 ADXL202的輸出變化率大于 87mg/min，就認為有警情；如果小于這個數(shù)值，就可以認為是由于溫度變化引起的溫度漂移，不予報警。輸出約改變 17mg?！?5176。g/ f ） ?? ? 取置信區(qū)間 %，則信號噪聲的峰 峰值為： 4? Noise（ rms） =4? = 這種噪聲水平完全可以滿足系統(tǒng)要求。將 XOUT、 YOUT端口輸出的 200Hz 數(shù)字信號進行 16次采樣，并將采得的信號取平均值，就可以實現(xiàn)數(shù)字低通濾波， xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 30 將信號的帶寬降為 12． 5Hz。就相當于 ADXL202輸出的數(shù) 字信號改變約 87mg，這樣 14． 4mg的噪聲水平就顯得過高了。則其噪聲平均水平為： Noise（ rms） =（ 200181。由于經(jīng) XFILT、 YFILT端口的電容低通濾波，信號帶寬為 200Hz．則根據(jù)ADXl202的噪聲計算公式為： Noise（ rms） =（ 200181。就可判定有盜車情況發(fā)生。將 ADXL202同時作為振動測量和傾角測量傳感器的方案原理圖如圖 210所示。而對于振動的測量，則需要 10～ 200Hz的較寬信號范圍。從 XEILT、YFILT引腳輸出的模擬信號經(jīng)電壓跟隨器提高負載能力后，送入微處理器的 A/D端口，以對車體微小振動進行測量。 T2引腳外接 625kΩ的 RSET電阻，將輸出的數(shù)字信號周期確定為 5ms，即頻率為 200Hz。 ADXL202采用 3V直流電源供電，為降低電源對傳感器的干擾，在引腳 VDD和公共接地端 COM之間需連接 O． 1μ F的去耦電容。輸出信號脈寬占空比為 10 % , 相當于 80mg 的加速度。 VDD 與 COM 引腳 : 其間連接退耦電容 CDC , 推薦使用 0. 1μ F ,形成電源退耦電路。它們應直接相連并接地。這兩個引腳應直接與電源相連。 一種是通過 RC 濾波器對脈沖信號濾波后得到的 dc 值推算。加速度可由一計數(shù) / 計時器或低功耗的微控制器通過測量 T1 , T2 來測得。通過一個電阻 RSET 將 T2 設定在 0. 5ms～ 10ms 范圍內。這種濾波提高了測量的精度 ,并有效地防止頻率混疊。解調器的輸出通過 32kΩ 的固定電阻輸出到脈寬占空比解調器。加速度計受到加速度力后改變了可變電容的平衡 , 使輸出方波的振幅與加速度成正比。結構偏轉是通過由獨立的固定極板和附在移動物體上的中央極板組成的可變電容來測量的。ADXL 202 也可測量靜態(tài)加速度 ,亦可用作斜度測量。 ADXL 202 可測量正負加速度 ,其最大測量范圍為177。對每根軸而言 , 輸出環(huán)路將模擬信號轉換為脈寬占空比的數(shù)字信號。 ADXL202 進行加速度測量的基本原理 ADXL 202 是基于單塊集成電路的完善的雙軸加速度測量系統(tǒng)。將其應用于汽車防盜系統(tǒng)不但擴大了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍，而且簡化了系統(tǒng)，提高了防盜系統(tǒng)報管的可靠性。 ADXL202 是 AD 公司設計生產(chǎn)采用 MEMS工藝制作的低價格、低功耗、單芯片集成雙軸加速度傳感器， 3～ ，工作電流小于 6mA， 可以測量 O～ 5kHz、177。雖然磁效應加速度傳感器的敏 感性能很好，但由于磁傳感器存在裝配、安裝誤差，其頻率響應不穩(wěn)定，會造成后續(xù)信號處理電路和微控制器接口電路比較復雜，致使系統(tǒng)報警的可靠性降低，誤報率較高。 以上幾種傳感器監(jiān)測波頻率的改變、車體振動、車體位態(tài)改變和人體生物信息等不同方面，再通過合理的布局去除監(jiān)測死角，就能夠獲取汽車防盜所需的足夠信息，最大程度地消除信息的不確定性，提高報警的可靠性。熱釋電紅外傳感器只對中心波長為 9~10μm 的紅外線輻射敏感，能夠檢測到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車內的監(jiān)測器件； 。傾角傳感器監(jiān)測車體相對于初始位置是否出現(xiàn)傾角變化，如果這種角度的變化是以特定頻率出現(xiàn)或達到設定的閾值，就可以判斷為汽車整體被搬運。 利用多普勒效應制成的傳感 器可以用來探測人體或物體的移動，該傳感器在人或物體靠近時接收器接收的頻率發(fā)生變化，當頻率變化至設定值時，可以判斷為有人或物體進入防盜系統(tǒng)的預警范圍； 。 為了能夠提取足夠的信息，實現(xiàn)對監(jiān)測目標的準確判斷，選擇傳感器應遵循一些基本原則：合理選擇傳感器并加以優(yōu)化組合，以實現(xiàn)系統(tǒng)高精度、低成本的需求；選用不同種類、不同功能的傳感器，發(fā)揮各個傳感器的優(yōu)勢，信息共享，降低虛報、漏報的可能性；選用多個同種類的傳感器，合理布局，去除監(jiān)測死角，提高系統(tǒng)的可靠性。 竊賊的這些行為會引起車體振動、傾斜等現(xiàn)象，同時還伴有中心波長為9~10μm 的紅外輻射等人體生物信息。 ：將鑰匙復制或用開鎖工具打開車門，直接將車開走。此種竊盜方式所需時間相當短，竊賊能迅速離開現(xiàn)場。 圖 27 接收電路 傳感器系統(tǒng) 為實現(xiàn)合理選擇傳感器件的目的，現(xiàn)對汽車失竊方式加以分析。本設計采用 S1 作為汽車報警器的防盜設置按鍵，任意按下 S S3 和 S4 中的一個鍵是汽車報警器的撤防操作，單片機定時檢測 口線，當檢測到有信號輸入時，就停止主程序的循檢工作，再次檢測到信號時恢復主程序工作。它是紅外放大、解調一體化組件成品，當 SBX1610 的感光窗接收到由發(fā)射器發(fā)來的紅外線調制信號時，經(jīng)內部電路處理后，從 AI 的 OUT端輸出，經(jīng)三極管 VT2放大倒相后，送到解碼芯片 PT2272 的 DIN端，本設計的解碼芯片 PT2272 采用具有鎖存輸出的有PT2272L4 芯片，解碼正確時， VT 端輸出。 遙控控制電路設計 圖 26 發(fā)射電路 發(fā)射電路如圖 26 所示，編碼芯片 PT2262 的發(fā)射位使能端 TE 始終接地，使數(shù)據(jù)在任何時刻輸入均有效、當按下 S S S3 和 S4 鍵時， DOUT 端正常輸出，不受任何限制。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的 D1～ D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制號信，同時 VT 端也輸出解碼有效高電平信號。后綴的 6 和 4 表示有幾路并行的控制通道，當采用 4 路并行數(shù)據(jù)時（ PT2272M4)，對應的地址編碼應該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時 (PT2272M6)，對應的地址編碼應該是 6 位。 （ 1）編碼芯片 PT2262 圖 24 PT2262引腳圖 表 24 （ 2）解碼芯片 PT2272 圖 25 Pt2272引腳圖 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為“ 0”,“1”,“f ” (懸空 )； D0D5 7 1013 數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“ 1”即有編碼發(fā)出，內部下拉 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） TE 14 編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射， 低電平有效； OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； Dout 17 編碼輸出端（正常時為低電平） xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 22 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為“ 0”,“1”,“f ” (懸空 ),必須與 2262 一致 ,否則不解碼 D0D5 7 1013 地址或數(shù)據(jù)管腳 ,當作為數(shù)據(jù)管腳時 ,只有在地址碼與 2262 一致 ,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262數(shù)據(jù)端對應的高電平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負端（－） DIN 14 數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； VT 17 解碼有效確認 ,輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)） 表 25 PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸 出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。 PT2262/PT2272 特點 ： CMOS工藝制造，低功耗；外部元器件少； RC 振蕩電阻 ；工作電壓范圍寬： ；數(shù)據(jù)最多可達 6位；地址碼最多可達 531441種。編碼芯片 PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過 兩次比較核對后，VT 腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。本文采用 PT2262 /PT2272 紅外編碼 /解碼芯片組實C2 Vin 1 GND 2 Vout 3 7805 GND +5V +12V C1 C3 D1 LED1 R1 C4 xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 20 現(xiàn)對系統(tǒng)的遙控功。 遙控模塊設計 遙控模塊主要完成報警狀態(tài)的切換功能。該電壓一方面作為PWM輸出電路的工作電壓，單片機輸出的矩形波進行足夠的放大。該電源電路的輸出電流應該不低于 100mA，當電流低于 100mA時 ，外圍電路不能正常工作，甚至導致單片機中程序的誤動作。電源電路原理圖如圖 23所示。同樣電容 C3為濾波電容， C4為高頻旁路電容。 R14 10K VCC GND 32 33 34 35 36 37 38 39 VCC 40 21 22 23 24 25 26 27 28 ALE/PROG 30 PSEN 29 EA/VPP 31 1 2 3 4 5 REST 9 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 U1 AT89S51 GND +5V WD0 8 RET 7 WD1 6 HF1 5 MR 1 VCC 2 GND 3 PH1 4 MAX813 xx 工業(yè)大學 xx 學院本科畢業(yè)設計論文 19 電源電路設計 汽車報警器的電源采用汽車蓄電池供電，汽車蓄電池提供 12V的直流電壓，12V蓄電池電壓經(jīng)過 7805穩(wěn)壓后產(chǎn)生 5V電壓，作為汽車報警器器的主電源。 MAX813L 與單片機的連接電路如下： 圖 22 MAX813L與單片機的連接電路 MAX813L 有一個看門狗輸入和復位輸出端，單片機必須每隔 之內向輸入端（ WDI）送入一信號（稱為喂狗信號）；若超過要求時間， MAX813L 收不到喂狗信號，其復位輸出端（ RESET）將產(chǎn)生一復位信號。此外，工業(yè)現(xiàn)場由于諸多大型用電設備的投入或撤出電網(wǎng)運行，往往造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)，當電源電壓降低或掉電時，會造成重要的數(shù)據(jù)丟失，系統(tǒng)不能正常運行。為使