基于单片机的汽车防盗报警系统设计与实现
基于单片机的汽车防盗报警系统设计与实现
随着汽车的日益普及，汽车安全问题日益凸显。本文介绍了一种基于STC89C52单片机的汽车防盗报警系统，该系统通过红外人体传感器检测入侵信号，并通过蜂鸣器和LED指示灯发出报警，同时将入侵信息记录在外部存储器中。该系统还集成了温湿度传感器和时钟电路，可以实时显示环境温度和时间信息。经过试验测试，该系统具有响应灵敏、稳定性高等特点，具有较高的实用价值和推广价值。
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两个部分。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，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。P0.0P0.7是LCD数据线，P2.5P2.7 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50μA，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 kΩ。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。
4 结论
文章利用单片机设计了一套汽车防盗报警系统，电路结构简单、报警响应灵敏且便于装车使用。与目前车辆广泛应用的机械式报警系统相比，单片机式防盗系统稳定性更强、智能化水平更高，适用于车辆安全技术领域，具有推广价值。