摘 要
本文闡述了自行車防盜報警系統原理,介紹如何用stc89c52單片機實現防盜報警,分析各個部分的工作原理,并給出了原理圖和源程序。此設計電路由震動傳感器、單片機、無線超再生發射/接收電路、LED顯示器和蜂鳴器組成。由于超再生接收是一種無線電數據傳輸及無線電檢波與接收的無線電應用。再利用編碼芯片PT2262、PT2272解碼芯片進行無線遙控的唯一編碼,其應用迅速、方便、簡單、成本低廉的優點所以被廣泛采用。震動傳感器:具有高精度和高分辨率,響應頻率高,能有效監測到微小震動,并可根據需要調節報警輸出的范圍,以及報警延遲時間;還可以進行在線測量,用于觀察工業生產或者實驗過程中的各種震動情況。
本設計用單片機作為控制單元,震動傳感器作信號觸發,遠距離超再生無線收發模塊作信號傳輸由PT226與PT227編碼與解碼,蜂鳴器作報警裝置。當單片機收到無線收發模塊發出的預警信號后,進入預警狀態,并當震動傳感器在收到外界振動影響后,接通電路,以使報警器報警,以此來威懾犯罪分子,達到保護自行車的目的。無線防盜報警器結構緊湊、技術先進、成本低、實用性強,適用于千千萬萬自行車使用者。
關鍵詞:超再生 傳感器 單片機
第二章 總體方案設計
自行車無線防盜報警器的總體方案設計是根據其功能和設計要求,從全局的角度,以系統的觀點而進行整體方面的設計,主要包括無線收發模塊設計,信號觸發模塊設計和報警電路模塊設計等內容。
2.1 框架結構體系設計
本設計主要依據下列框架結構(如圖2-1)進行設計。
圖2-1 總體框架結構體系
其中單片機作為控制單元模塊,震動傳感器作信號觸發模塊,采用遠距離超再生無線收發裝置作無線收發模塊由PT226與PT227編碼與解碼,蜂鳴器作報警電路模塊。當單片機收到無線收發模塊發出的預警信號后,進入預警狀態,并讓彈簧開關在收到外界振動影響后,接通電路使報警器報警,以此來威懾犯罪分子,達到保護自行車的目的。
2.2 各功能模塊方案設計
本設計各功能模塊主要包括無線收發模塊,信號觸發模塊和報警電路模塊等,下面將分模塊討論各個模塊擬采用方案和最終方案的確定
2.2.1 超再生無線收發模塊
2.2.1.1超再生式無線發射
它是由一個能產生等幅振蕩的高頻載頻振蕩器(一般用30~450MHz)和一個產生低頻調制信號的低頻振蕩器組成的。用來產生載頻振東和調制振蕩的電路一般有:多揩苦蕩器、互補振蕩器和石英晶體振蕩器等。
超再生式無線發射主要技術指標:
(1)通訊方式:調幅AM
(2)工作頻率:268MHZ~455MHZ
(3)頻率穩定度:±75KHZ
(4)發射功率:≤500MW
(5)靜態電流:≤0.1UA
(6)發射電流:3~50MA
(7)工作電壓:DC 3~12V
數據發射模塊的工作頻率為268MHZ~455MHZ,采用聲表諧振器SAW穩頻,頻率穩定度極高,當環境溫度在-25~+85度之間變化時,頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發一收無線遙控及數據傳輸系統。聲表諧振器的頻率穩定度僅次于晶體,而一般的LC振蕩器頻率穩定度及一致性較差,即使采用高品質微調電容,溫差變化及振動也很難保證已調好的頻點不會發生偏移。
發射模塊未設編碼集成電路,而增加了一只數據調制三極管Q1,這種結構使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機接口,而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。比如用PT2262或者SM5262等編碼集成電路配接時,直接將它們的數據輸出端第17腳接至數據模塊的輸入端即可。
數據模塊具有較寬的工作電壓范圍3~12V,當電壓變化時發射頻率基本不變,和發射模塊配套的接收模塊無需任何調整就能穩定地接收。當發射電壓為3V時,空曠地傳輸距離約20~50米,發射功率較小,當電壓5V時約100~200米,當電壓9V時約300~500米,當發射電壓為12V時,為最佳工作電壓,具有較好的發射效果,發射電流約60毫安,空曠地傳輸距離700~800米,發射功率約500毫瓦。
當電壓大于l2V時功耗增大,有效發射功率不再明顯提高。這套模塊的特點是發射功率比較大,傳輸距離比較遠,比較適合惡劣條件下進行通訊。天線最好選用25厘米長的導線,遠距離傳輸時最好能夠豎立起來,因為無線電信號傳輸時收很多因素的影響,所以一般實用距離只有標稱距離的一半甚至更少,這點需要開發時注意。數據模塊采用ASK方式調制,以降低功耗,當數據信號停止時發射電流降為零,數據信號與發射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合,否則發射模塊將不能正常工作。數據電平應接近數據模塊的實際工作電壓,以獲得較高的調制效果。
第三章 單片機AT89S52
3.1 AT89S52單片機的構成
AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造,與工業80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程,亦適于常規編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。
AT89S52單片機引腳圖如圖3.1。
圖3.1 AT89S52單片機引腳圖
4.4電路焊接與整機調試
自行車防盜報警器的制作和調試,
圖4.31 測試第一個OFF解鎖顯示
圖4.32 測試第二個ON上鎖顯示
結 論
本課題開發設計了一款基于單片機的自行車無線防盜報警器。采用遠距離無線收發模塊作信號傳輸,其傳輸距離遠,抗干擾能力強;彈簧開關作信號觸發,能有效感應外界振動信號,并接通音樂集成電路;蜂鳴器作報警裝置,聲音適中,避免噪音擾民;單片機作為控制單元,能有效接收脈沖信號和輸出高電平,并可以使用延時程序,使報警更貼近實際。
本課題開發設計的自行車無線防盜報警器體積小、結構緊湊,能安裝在比較隱蔽的地方,不易被盜車賊發現拆卸,而車主又能操作方便;靈敏度較高,性能穩定,漏報率、誤報率和故障率都比較低;報警聲應適中,能在有效范圍內提醒車主或路人,達到震懾盜車賊的目的,報警聲適中,避免噪音擾民;價格低廉,是現在市場報警器價格的一半,能讓普通消費者所接受。
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