【正文】 境因素，如刮風(fēng)打雷、大車經(jīng)過等，都有可能觸發(fā)其響應(yīng)而發(fā)出報(bào)警，這種由于誤報(bào)警帶來的噪音污染常常造成一定程度的擾民。報(bào)警裝置作為電動(dòng)車的一個(gè)重要附屬配件，其防盜守護(hù)的重要作用眾所周知。 因此，本次論文是研究設(shè)計(jì)一個(gè)智能的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)，在現(xiàn) 有的普通防盜器之上，利用語音識(shí)別技術(shù)和 GSM 無線通信技術(shù)再給防盜器添加兩道防線，使其功能更趨于完美。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn) 本防盜系統(tǒng)的要求是能夠?qū)崿F(xiàn)在布防狀態(tài)下能夠檢測異常振動(dòng)等情況，并通過揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)通過 TC35 模塊發(fā)送警報(bào)短信到預(yù)設(shè)的車主手機(jī)號(hào)上。電動(dòng)車需要通過驗(yàn)證正確的語音密碼后才能啟 動(dòng)，即由語音來控制電動(dòng)車的啟動(dòng)。而且通過語音識(shí)別控制電動(dòng)車的啟動(dòng)，能夠在遙控器丟失及被干擾破解等情況下還能起到防盜的功能。此功能讓本系統(tǒng)能夠起到雙向防盜的作用，以便車主及時(shí)了解自己愛車的車況，并作出及時(shí)正確的處理，以減少不必要的損失。遙控器是用來控制電動(dòng)車的布防、撤防和啟動(dòng)語音識(shí)別等功能，當(dāng)語音識(shí)別啟動(dòng)后，如果口令驗(yàn)證正確后，電動(dòng)車則啟動(dòng)。因此本文將對(duì)振動(dòng)檢測元件的選擇作必要的闡述。它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠、振動(dòng)檢測可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)。振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)使磁敏元件產(chǎn)生電阻變化，導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生相應(yīng)的變化。 A T 8 9 S 5 2 振動(dòng)傳感模塊 遙控器模塊 語音識(shí)別模塊 音效報(bào)警模塊 GSM 模塊 車主手機(jī) 啟動(dòng)電動(dòng)車 圖 無振動(dòng)時(shí)的波形圖 圖 有振動(dòng)時(shí)的波形圖 振動(dòng)信號(hào)的輸出與振動(dòng)的幅度和頻率相似，即輸出電壓頻率與振動(dòng)頻率成正比，電壓幅值大小與振動(dòng)位移幅值成正比。在單電源工作下，無振動(dòng)時(shí)，輸出為 DC4V 左右直流信號(hào)，有振動(dòng)時(shí)，輸出 為疊加在 DC4V 上的交變電壓信號(hào)。 SW18010P 振動(dòng)開關(guān)主要有彈簧和導(dǎo)針構(gòu)成，其工作原理無振動(dòng)時(shí)，彈簧與導(dǎo)針分離，有振動(dòng)時(shí)，彈簧與導(dǎo)針接觸。 本 開關(guān)在靜止時(shí)為開路 OFF 狀態(tài)，當(dāng)收到外力碰觸而達(dá)到相應(yīng)的振動(dòng)力或移動(dòng)速度達(dá)到適當(dāng)離心力時(shí)，導(dǎo)電接腳會(huì)瞬間導(dǎo)通呈瞬間 ON 狀態(tài)，當(dāng)外力消失時(shí)，開關(guān)回復(fù)為開路 OFF 狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 遙控發(fā)射接收模塊方案 本系統(tǒng)的遙控器是用來控制系統(tǒng)的布防、撤防等主要功能，而能夠?qū)崿F(xiàn)遙控功能的方案 有很多種，下文將分別做簡要的介紹。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外光，其特點(diǎn)是不會(huì)對(duì)周邊其他電器的工作產(chǎn)生干擾，適合用在短距離且直線的遙控系統(tǒng)中。內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測二極管、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路、比較器等。當(dāng)交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器（帶通濾波器可以通過 30khz～ 60khz 的負(fù)載波）后，通過解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出相應(yīng)的高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。 圖 紅外遙控系統(tǒng)示意圖 基于電磁波的發(fā)射接收系統(tǒng) 電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動(dòng)，有效的傳遞能量和 動(dòng)量 。無線電技術(shù)的發(fā)射接收原理在于，導(dǎo)體中電流強(qiáng)弱的改變會(huì)產(chǎn)生無線電波。當(dāng)電波通過空間傳播到達(dá)收信端，電波引起的 電磁場 變化又會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。無線電技術(shù)適合用于距離較長且非直線的情況。 圖 無線電波發(fā)射示意圖 圖 無線電波接收示意圖 PT2262和 PT2272 是 CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，它們能夠調(diào)制和解調(diào)無線 電波，完成發(fā)送和接收的工作過程。 PT2262的 TE 端是發(fā)射允許端，接受低電平時(shí)， 17 腳 DOUT 端輸出一串編碼。 經(jīng)過比較得知， 紅外遙控距離短，只能直線方向遙控。發(fā) 射接收模塊滿足體積小，通信距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)等要求，因此在本次設(shè)計(jì)中采用由編碼芯片 PT2262 和解碼芯片 PT2272 構(gòu)成的發(fā)射接收系統(tǒng)來完成無線收發(fā)功能。 基于 LD3320 芯片的方案 LD3320 芯片是一款 “語音識(shí)別 ”專用芯片，由 ICRoute 公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。其語音 識(shí)別的工作原理是基于關(guān)鍵詞列表識(shí)別的技術(shù)，即把設(shè)定好的要識(shí)別的關(guān)鍵詞列表通過主控單片機(jī)以字符的形式傳送到 LD3320 內(nèi)部，就可以對(duì)用戶說出的關(guān)鍵詞進(jìn)行識(shí)別，不需要任何的錄音訓(xùn)練。并且，識(shí)別的關(guān)鍵詞語列表是可以任意動(dòng)態(tài)編輯的。 LD3320引腳結(jié)構(gòu)如圖 所示。因此，開發(fā)者需要保證自己使用的主控 MCU 同樣工作在 ，保證主控 MCU 向 LD3320 的管腳輸出的高電壓不超過 ?！痭SP 系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽科技推出的又一個(gè) 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。較高的處理速度使 μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，因此，以 μ’nSP?為核心的 SPCE061A 微控制器是適用于數(shù)字語音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。它耗電少，可以滿足很多手提設(shè)備、掌上設(shè)備低能耗的需求，可方便的用來實(shí)現(xiàn)聲音錄制、播放， Midi 音樂 合成和語音識(shí)別，相比別的單片機(jī)比較有特色。SPCE061A 芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本給節(jié)省下來了。 圖 SPCE061A 引腳圖 SPCE061A 工作電壓 (CPU)VDD 為 ～ ， (I/O)VDDH 為 ～ ； CPU時(shí)鐘： ～ ；內(nèi)置 2K 字 SRAM 和 32KFLASH；可做編程音頻處理。 3 防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理介紹 單片機(jī) AT89S52 系統(tǒng)及其外圍電路 單片機(jī)的介紹 圖 AT89S52 引腳圖 如圖 所示為 AT89S52 引腳圖。 P0、 P2 口，除了具有一般 I/O 口的功能外， P0 口在擴(kuò)展外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)具有數(shù)據(jù)總線和低 8 位地址總線的功能， P2 口在擴(kuò)展外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)具有高 8 位地址總線的功能； P1 口為一般的 I/O 口； P3 口具有一般 I/O 口和如表 所示的特殊功能。其中 （ 1） VCC 為 AT89S52 電源正端輸入，接 +5V； （ 2） VSS 為電源地端； （ 3） XTAL XTAL2 分別為系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端和輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以工作了，此外可以在兩引腳與地之間并入兩個(gè) 30PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)； （ 4） RESET 為 AT89S52 的重置引腳，高電平工作，當(dāng)要對(duì)芯片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間， AT89S52 便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序； （ 5） EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作 ，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序； （ 6） PSEN 為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) AT89S52 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。 AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8 位鎖存器（如 7 4LS373），將端口 0 的地址總線（ A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中。它可以給單片機(jī)提供工作所需電源，并有指示燈提示，其中限流電阻選取 220Ω 時(shí)指示燈最亮。 （ 2）時(shí)鐘電路 圖 時(shí)鐘電路 如圖 所示為單片機(jī)的時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路為單片機(jī)提供系統(tǒng)時(shí)鐘。復(fù)位電路使單片機(jī)能上電復(fù)位，當(dāng)程序進(jìn)入混亂等狀態(tài)時(shí)可以通過按鍵手動(dòng)復(fù)位，使 AT89S52 能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作， 使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼然后執(zhí)行程序。其原理電路如圖 所示。在此電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3 可以改變整個(gè)振動(dòng)傳感器模塊的靈敏度。 圖 遙控發(fā)射器原理電路 如圖 所示，遙控器的控制是通過 PT2262 來完成的。由上圖可知，當(dāng) 遙控器沒有按鍵按下時(shí)， PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)， PT2262 上電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng) 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制 度為 100%的調(diào)幅。此模塊采用 SMT工藝，聲表穩(wěn)頻，性能穩(wěn)定，特別適合低電壓電池供電，無數(shù)據(jù)時(shí)處于休眠狀態(tài)并符合FCC 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在使用 F05V 時(shí)，要給其加上天線， 天線對(duì)模塊的發(fā)射效果影響很大，最好接 1/4 波長的天線，一般采 用 50 歐姆單芯導(dǎo)線 .天線的長度 315M 的約為 25cm。 無線接收模塊 遙控發(fā)射器是由解碼芯片 PT227接收模塊 J05V 和它們的外圍電路組成，其原理電路如圖 所示。 PT2272 是一款用以解碼的芯片，編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)傳送到解碼芯片 PT2272 后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)， VT 腳才 輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。 圖 中， J05V 是一種低電壓型超外差接收模塊，其工作原理是通過天線接收特定 頻率的無線電波，并通過解調(diào)器把信號(hào)從載波中還原出來，傳送給 PT2272 進(jìn)行處理。它 可以配合 PT2272 來完成無線信號(hào)的接收工作，適用于車庫門遙控器系統(tǒng)、工業(yè)遙控器、遙感、遙測、安防報(bào)警器、伸縮門等。 音效報(bào)警模塊 當(dāng)防盜系統(tǒng)檢測到振動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，這種警報(bào)聲是通過音樂芯片 KD9561 來完成的。KD9561 的引腳結(jié)構(gòu)如圖 所示。其聲響表如表 所示。 圖 音效報(bào)警電路 本次設(shè)計(jì)的防盜系統(tǒng)所發(fā)出的報(bào)警音效是作為警示和防盜之用，因此要令 KD9561發(fā)出警車聲，其 SEL1 和 SEL2 管腳設(shè)置為懸空。因?yàn)閱纹瑱C(jī) I/O 口的驅(qū)動(dòng)力較弱，不能直接作為 KD9561 觸發(fā)啟動(dòng)電壓，因此通過繼電器來隔離高低電壓，且以三極管為開關(guān)，通過 I/O 口來控制繼電器工作，并給KD9561 進(jìn)行供電。 上圖中 ASM1117 為穩(wěn)壓芯片 。 LS1Speaker1 23 45 6P6KD9561Q1NPN240KR3Res2GNDIN12OUT3GNDU2AMS1117VCCGNDVICK1RelaySPDTQ2NPNGND1KR1Res2DS8LED1VCCD2Diode 1N400112P2Header 2VIC1KR5Res2報(bào)警音效 電源繼電器接單片機(jī) 口 語音識(shí)別模塊 本電動(dòng)車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語音識(shí)別功能。有了次功能，即使盜賊把車盜走，也沒法正常啟動(dòng)車輛，起到了很好的防盜效果。 基 本電路 圖 SPCE061A 基本電路 如上圖所示為 SPCE061A 的基本工作電路，其包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、倍頻電路、功能鍵電路、下載端口電路以及各電壓輸入管腳的濾波電路等。 IOB41IOB32IOB23IOB14IOB05RESTB6VDDP7(VCOIN)VCP8VSS9NC10NC11OSC32O12OSC32I13TEST14VDD15ICE16ICECLK17ICESDA18VSS19PVIN20DAC121DAC222VREF2(V2VREF)23VSS24AGC25OPI26MICOUT27MICN28PFUSE29NC30NC31NC32MICP33VCM(VREFAD)3