代码收藏家技术教程 2024-06-11

基于单片机的汽车防盗报警系统设计及实施

摘要：
为了有效保护车辆，防止车辆被盗，汽车防盗报警系统的设计成为研究的热点问题
。
基于
STC89C52
单片机设计了一套汽车防盗报警系统，该系统由硬件和软件两部分组成，通过高效集成电路形成完整的控制系统，电路结构简单、
易于检测。
介绍了各部件的结构及工作原理，利用实车试验对系统的性能进行了测试
。
试验结果表明，该系统对入侵信息反应灵敏并能够报警提示，可靠性与稳定性较高。

关键词：单片机；汽车防盗系统；设计；红外人体传感器

随着汽车的日益普及，为有效确保汽车安全，汽车防盗系统被人们广泛重视。
目前汽车防盗系统主要有 4
种
：机械式防盗系统
、
电子式防盗系统
、
芯片式防盗系统和网联式防盗系统。
芯片式和网联式防盗系统是未来主要的发展趋势，而现在广泛用于汽车上的是电子式防盗系统。
文章基于单片机设计了一套汽车防盗报警系统，使用红外人体传感器将体热信号转变为电信号，控制防盗系统发出报警信息，从而确保汽车安全。

1 基于单片机的汽车防盗报警系统总体设计

文章设计的汽车防盗系统主要包括硬件监测和软件控制 2
个部分
。
系统主要分为信息采集
、
控制系统
、报警与显示系统，具体结构，如图 1
所示
。
系统采用的STC89C52 单片机
是一种高性能
、
低功耗
、
CMOS 8
位微控制器，具有 8 KB
字节系统可编程
Flash
存储器，可以实时监测红外人体传感器（DYP- ME003
）传送的报警信息。
当传感器识别到有人侵入时报警系统开启，利用蜂鸣器（声）和 LED
指示灯（光）进行报警，并且把入侵信息记录于 AT24C04
外存储芯片之中
。
该系统同时显示环境温度和湿度值，每 2 s
由温湿度传感器（
DHT11
）读取温度和湿度值，并在液晶屏幕上实时显示；利用时钟电路（DS1302
）显示并获取当前的时间信息
。
初始时间值通过设置按钮、
上调按钮和下调按钮确定
。
由于系统装有备用电池，当中央控制系统断电后时钟依旧可以保持运转。
该系统利用四键键盘完成开
/
关报警状态切换、
时钟初始值设定及报警时间查询功能等
。

2 系统主要模块设计

2.1 单片机设计

系统采用
STC89C52
单片机作为主控制芯片
[3]
，该芯片是 52
内核
8
位单片机，与
Intel
系列
52
内核单片机可以兼容使用，可以进行 ISP
下载，广泛用于常规控制检测电路。
图
2
示出
STC89C52
单片机系统结构原理图。
图
2
中引脚
ALERT
输入的是红外人体传感器信号（DYP- ME003
），当信号是高电平时表示有人入侵，当信号是低电平时表示没有监控到人。
DATA
是温度和湿度传感器单总线引脚。
2402_SCL
和
2402_SDA
是AT24C04 外存芯片的通信引脚，该芯片是
IIC
接口芯片，通过数据线和时钟线双线接口通信。
K1
，
K2
，
K3
，
K4依次是设置按钮、
上调按钮
、
下调按钮和查询按钮
。
L2是 LED
报警发光指示灯
。
P0.0~P0.7
是
LCD
数据线，P2.5~P2.7 是
LCD
控制线
。
系统采用
12.017 2 MHz
外部晶振电路。

2.2 温湿度传感器设计

系统采用的是数字温湿度传感器（
DHT11
），该传感器由电阻式感湿元件和负温度系数测温元件
组成，而且和高性能 8
位单片机相连，具有体积小
、
功耗低
、感应快且抗干扰强等优点，信号传输距离在 20 m
以上，特别适用于汽车防弹监控这类要求较为严苛的系统，而且 DHT11
能够在特别精确的湿度校验室中进行校准。
该传感器采用
4
针单排引脚封装，易于连接
。
传感器具体结构和管脚，如图 3
所示，电源引脚的供电电压为 3.5~5.5 V
。

2.3 红外人体传感器设计

系统采用的红外人体传感器（
DYP- ME003
）是利用红外线技术的自动控制传感器
，具有感应灵敏度高、
可靠性强
、
可以在超低电压下工作，以及应用广泛等特点。
其可以进行全自动感应，当人入侵时输出高电平，当人离开感应区域时输出低电平。
工作电压（
DC
）位于 4.5~20 V
，静态电流小于
50
μ
A
，易于与各种电路对接。
图
4
示出红外人体传感器电路图，由图
4
可以看出：ALERT
是引脚输出信号，有人入侵时信号呈现高电平，无人入侵时信号呈现低电平；R16
是高阻抗电阻，用于防止管脚误报。

2.4 外部存储器设计

外部存储器（
EEPROM
）电路，如图
5
所示
。
图
5
中A0，
A1
，
A2
为地址输入引脚，用于硬件寻址，并且可以同时接入 8
片芯片
。
Vcc
和
GND
为电源和接地引脚，电压为 1.6~5.5 V
。
WP
是写保护，当
WP
接地时可以确保元件正常进行读写操作，当 WP
接入高电平时，进行写保护只可以完成读操作。
SDA
为串行地址输入
/
输出端口，双向传输，漏极开路，需外接上拉电阻到 Vcc
，其阻值为 10 k
Ω
。
SCL
为串行时钟输入，在高低电平不同状态与 SDA
配合，执行不同的命令
。
红外报警监控系统的报警时间存储在 EEPROM
芯片
AT24C04
中，并可以通过查询按钮进行查看。

3 试验测试分析

对设计的汽车防盗报警系统进行试验测试，系统实物，如图 6
所示
。
为了能够进行实时报警
、
记录和查询，在系统设计中利用蜂鸣器、
储存器
、
按钮组及显示屏等组件实现上述功能。
试验操作和系统显示过程如下：系统通电，LCD
屏幕显示
“
Alert
”
，位于
LCD
屏幕下方的红色 LED
指示灯点亮，利用按钮组的设置按钮让系统处于报警状态，则屏幕显示为“
A
”
，若红外人体传感器感应到人入侵信号时，蜂鸣器开始报警。

图6
中显示右侧的红色
LED
指示灯点亮，而且蜂
鸣器报警
。如果此时需要停止报警，则通过再次按设置按钮关闭，报警停止。
因为上一次系统报警时储存器已将相应的报警时间储存，所以需要通过按查询按钮查找上一次系统报警的具体时间。
由此设计的汽车防盗报警系统实现了“
初始化
—
监测
—
报警
—
查询
”
的完整监控过程。