单片机的新型电动车防盗系统的研制
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究意义 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统结构框架 2
2.2 STC89C52单片机的介绍 3
2.2.1 STC89C52单片机的功能特性和结构框图 3
2.2.2 STC89C52单片机的引脚及其功能 4
2.3 传感器介绍 6
2.3.1 振动传感器介绍 6
2.3.2 加速度传感器介绍 7
2.4 GSM模块介绍 8
3 系统硬件电路的设计 10
3.1 电源电路 10
3.2 复位电路 10
3.3 时钟电路 11
3.4 声光报警电路 12
3.5 振动传感器硬件电路设计 12
3.6 加速度传感器硬件电路设计 12
3.7 GSM模块硬件电路设计 13
4 软件设计 13
4.1 Keil软件的介绍 14
4.2 软件总流程 20
4.3 GSM软件设计 21
4.4 ADXL345软件设计 23
5 调试 25
5.1 硬件调试 25
5.2 软件调试 26
5.3 调试结果 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录A 程序 31
1 绪论
1.1 研究背景
现在这个 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
时代，富裕的人越来越多，很多人都选择汽车作为代步工具，可是汽车带来便利的同时，也带来不少问题，比如尾气排放导致大气污染，数量过多导致道路拥挤等，再加上汽油价格昂贵，不可能成为大众代步的首选。现在国家也对汽车的销售和使用进行了一些限制，电动车就是在这种环境之下进入大众视线，大家对环境和能源问题的关注促进了电动车的发展，而且其价格低廉，适应大众的消费能力，受广大老百姓青睐，销量逐年递增，具有很好的发展前景。
相比于汽车而言，电动车车型小巧，可自由穿梭，局限性小；零尾气排放，对环境造成的污染很小；采用蓄电池驱动，不消耗石油资源；停放便利，无需停车位，占空间小。但是有一个很严重的问题始终无法解决，随着销量的上升，电动车失窃频率也是逐年增长，由于电动车结构简单，运输便利，往往容易被小偷惦记。一般电动车车主只是使用简单的防盗技术，仅仅用一把锁锁着车轮，这对小偷而言并没有什么困扰。本课题就是针对这种电动车失窃频发事件，希望研制一种新型的电动车防盗系统，来更好的保证大众利益。该系统采用振动传感器和加速度传感器来感应车体变化，接收到振动和车身抬起信号时，就会进行声光报警并且短信提醒车主。同时，本系统可以使用独立电源供电，不使用电瓶供电，在盗窃者切断主电源的情况下依然可以进行报警。
1.2 国内外研究现状
当前对防盗系统的研究有很多，简单的有机械式锁具防盗，较为先进的有指纹防盗系统、网络式防盗系统：包括采用GPS的全球卫星定位系统、采用无线通信的CAS防盗系统等。
经过在本地电动车市场上的调查发现，最为常见的电动车防盗系统大致分为以下几种：
（1）锁具防盗器，这种锁市场价格低，是大多数电动车车主首选的防盗器具，主要用来锁住车轮或者电瓶，可是这种锁具对于盗贼而言往往不值一提，很容易就会被弄开，防盗性能并不是很好。
（2）内置防盗报警器，在电动车内部安装振动传感器和报警器。当启动运行时，振动传感器工作，如果感应到车身振动，扬声器就发出报警。这种报警器，往往过于敏感，行人误碰甚至刮风下雨都会触发振动，有可能对路边的行人或者住户造成打扰。
（3）遥控防盗报警器，此系统分内置报警器和遥控器，内置报警器主要具有感受外力以及报警的功能，而遥控器使用无线发射技术，主要用来对车身内置的报警器进行布防、撤防和遥控报警，这种遥控报警系统广泛应用于市场上畅销的电动车上。
另外，其他国家所研究的先进技术也就是GPS全球卫星定位系统了，不过这种系统大多运用在汽车的上，成本高，并不适用于电动车。
1.3 课题研究意义
电动车相比于其他机动车有一定的优势，车型比自行车稍大，但是不影响其在众多汽车的围堵中自由穿梭；采用蓄电池供电，零尾气排放，绿色环保；最重要的是，电动车的价格能被大多数人接受，却又比自行车更方便省力。所以，电动车在接下来时间里，会有很好的销售前景，那么伴随着电动车销量的提升，电动车防盗系统也会具有良好的市场前景。
市场上有很多防盗系统出售，一些售价高的高性能防盗系统并不适用于电动车，很少有人使用，太简单的机械锁又不能很好的起到保护作用。另外也有价格适中的振动报警器，这种报警器安装在车身，较为敏感，接收到一些外界因素带来的振动也会产生报警，比如风沙吹打，行人误碰都会触动报警，这种情况往往会让路边行人或者住户感到反感。所以本课题 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
研究的防盗系统在使用振动传感器的同时加入了加速度传感器，在同时接收到振动和位移两个信号时才产生报警，降低了扰民的可能性。同时，我们使用了低功耗，低成本的STC89C52单片机，减少了设计成本和消耗。
本课题研究的是电动车使用的防盗系统，它能在盗窃者进行盗窃行为时进行识别并且产生报警，同时短信提醒车主，只要车主及时赶到就能避免电动车被盗事件的发生。
2 系统总体设计
本电动车防盗报警系统综合功能和设计的要求，通过几次设计方案的比较最终确认了整体的设计，主要包括：主控制器、GSM模块、加速度传感器、振动传感器、声光报警等部分。
2.1 系统结构框架
系统结构框架图如图2-1所示
图2-1 系统架构框架图
其中单片机作为控制模块，系统运行时，振动传感器和加速度传感器处于预警状态，当接收到振动和位移信号时，传递给单片机处理，最终进行声光报警并且触发GSM模块给车主发送提醒短信。
2.2 STC89C52单片机的介绍
本设计里用的是STC89C52，它是宏晶公司生产的，它集成了中央处理器、只读存储器、随机存储器、定时/计时器、各种输入/输出端口和中断系统等功能。此款单片机种功耗低、性能高、抗干扰能力强。STC89C52使用51内核，指令代码兼容传统8051。
2.2.1 STC89C52单片机的功能特性和结构框图
STC89C52功能特性如下：
1、工作电压：5.5V～3.3V；工作频率：0～80MHz
2、8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间
3、32个通用I/O 口32 ，作为I/O口使用时，需加上拉电阻
4、可以用串口直接下载程序，比较方便
5、具有EEPROM和看门狗功能
6、共T0、T1、T2这3 个定时器，
7、通用异步串行口（UART）
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究意义 2
2 系统总体设计 2
2.1 系统结构框架 2
2.2 STC89C52单片机的介绍 3
2.2.1 STC89C52单片机的功能特性和结构框图 3
2.2.2 STC89C52单片机的引脚及其功能 4
2.3 传感器介绍 6
2.3.1 振动传感器介绍 6
2.3.2 加速度传感器介绍 7
2.4 GSM模块介绍 8
3 系统硬件电路的设计 10
3.1 电源电路 10
3.2 复位电路 10
3.3 时钟电路 11
3.4 声光报警电路 12
3.5 振动传感器硬件电路设计 12
3.6 加速度传感器硬件电路设计 12
3.7 GSM模块硬件电路设计 13
4 软件设计 13
4.1 Keil软件的介绍 14
4.2 软件总流程 20
4.3 GSM软件设计 21
4.4 ADXL345软件设计 23
5 调试 25
5.1 硬件调试 25
5.2 软件调试 26
5.3 调试结果 26
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录A 程序 31
1 绪论
1.1 研究背景
现在这个 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
时代，富裕的人越来越多，很多人都选择汽车作为代步工具，可是汽车带来便利的同时，也带来不少问题，比如尾气排放导致大气污染，数量过多导致道路拥挤等，再加上汽油价格昂贵，不可能成为大众代步的首选。现在国家也对汽车的销售和使用进行了一些限制，电动车就是在这种环境之下进入大众视线，大家对环境和能源问题的关注促进了电动车的发展，而且其价格低廉，适应大众的消费能力，受广大老百姓青睐，销量逐年递增，具有很好的发展前景。
相比于汽车而言，电动车车型小巧，可自由穿梭，局限性小；零尾气排放，对环境造成的污染很小；采用蓄电池驱动，不消耗石油资源；停放便利，无需停车位，占空间小。但是有一个很严重的问题始终无法解决，随着销量的上升，电动车失窃频率也是逐年增长，由于电动车结构简单，运输便利，往往容易被小偷惦记。一般电动车车主只是使用简单的防盗技术，仅仅用一把锁锁着车轮，这对小偷而言并没有什么困扰。本课题就是针对这种电动车失窃频发事件，希望研制一种新型的电动车防盗系统，来更好的保证大众利益。该系统采用振动传感器和加速度传感器来感应车体变化，接收到振动和车身抬起信号时，就会进行声光报警并且短信提醒车主。同时，本系统可以使用独立电源供电，不使用电瓶供电，在盗窃者切断主电源的情况下依然可以进行报警。
1.2 国内外研究现状
当前对防盗系统的研究有很多，简单的有机械式锁具防盗，较为先进的有指纹防盗系统、网络式防盗系统：包括采用GPS的全球卫星定位系统、采用无线通信的CAS防盗系统等。
经过在本地电动车市场上的调查发现，最为常见的电动车防盗系统大致分为以下几种：
（1）锁具防盗器，这种锁市场价格低，是大多数电动车车主首选的防盗器具，主要用来锁住车轮或者电瓶，可是这种锁具对于盗贼而言往往不值一提，很容易就会被弄开，防盗性能并不是很好。
（2）内置防盗报警器，在电动车内部安装振动传感器和报警器。当启动运行时，振动传感器工作，如果感应到车身振动，扬声器就发出报警。这种报警器，往往过于敏感，行人误碰甚至刮风下雨都会触发振动，有可能对路边的行人或者住户造成打扰。
（3）遥控防盗报警器，此系统分内置报警器和遥控器，内置报警器主要具有感受外力以及报警的功能，而遥控器使用无线发射技术，主要用来对车身内置的报警器进行布防、撤防和遥控报警，这种遥控报警系统广泛应用于市场上畅销的电动车上。
另外，其他国家所研究的先进技术也就是GPS全球卫星定位系统了，不过这种系统大多运用在汽车的上，成本高，并不适用于电动车。
1.3 课题研究意义
电动车相比于其他机动车有一定的优势，车型比自行车稍大，但是不影响其在众多汽车的围堵中自由穿梭；采用蓄电池供电，零尾气排放，绿色环保；最重要的是，电动车的价格能被大多数人接受，却又比自行车更方便省力。所以，电动车在接下来时间里，会有很好的销售前景，那么伴随着电动车销量的提升，电动车防盗系统也会具有良好的市场前景。
市场上有很多防盗系统出售，一些售价高的高性能防盗系统并不适用于电动车，很少有人使用，太简单的机械锁又不能很好的起到保护作用。另外也有价格适中的振动报警器，这种报警器安装在车身，较为敏感，接收到一些外界因素带来的振动也会产生报警，比如风沙吹打，行人误碰都会触动报警，这种情况往往会让路边行人或者住户感到反感。所以本课题 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
研究的防盗系统在使用振动传感器的同时加入了加速度传感器，在同时接收到振动和位移两个信号时才产生报警，降低了扰民的可能性。同时，我们使用了低功耗，低成本的STC89C52单片机，减少了设计成本和消耗。
本课题研究的是电动车使用的防盗系统，它能在盗窃者进行盗窃行为时进行识别并且产生报警，同时短信提醒车主，只要车主及时赶到就能避免电动车被盗事件的发生。
2 系统总体设计
本电动车防盗报警系统综合功能和设计的要求，通过几次设计方案的比较最终确认了整体的设计，主要包括：主控制器、GSM模块、加速度传感器、振动传感器、声光报警等部分。
2.1 系统结构框架
系统结构框架图如图2-1所示
图2-1 系统架构框架图
其中单片机作为控制模块，系统运行时，振动传感器和加速度传感器处于预警状态，当接收到振动和位移信号时，传递给单片机处理，最终进行声光报警并且触发GSM模块给车主发送提醒短信。
2.2 STC89C52单片机的介绍
本设计里用的是STC89C52，它是宏晶公司生产的，它集成了中央处理器、只读存储器、随机存储器、定时/计时器、各种输入/输出端口和中断系统等功能。此款单片机种功耗低、性能高、抗干扰能力强。STC89C52使用51内核，指令代码兼容传统8051。
2.2.1 STC89C52单片机的功能特性和结构框图
STC89C52功能特性如下：
1、工作电压：5.5V～3.3V；工作频率
2、8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间
3、32个通用I/O 口32 ，作为I/O口使用时，需加上拉电阻
4、可以用串口直接下载程序，比较方便
5、具有EEPROM和看门狗功能
6、共T0、T1、T2这3 个定时器，
7、通用异步串行口
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