基于AT89C51单片机的汽车防盗报警系统设计
基于AT89C51单片机的汽车防盗报警系统设计[20200128193225]
【摘 要】
本 文 介 绍 了 基 于 单 片 机 的 汽 车 防 盗 报 警 系 统 的 设 计 。 系 统 利 用 各 种 传 感 器 对 警 情 进 行 检测 ， 通 过 遥 控 实 现 汽 车 防 盗 报 警 系 统 设 防 和 撤 防 。
本 文 中 采 用 了 微 波 传 感 器 、 霍 尔 开 关 和 震 动 传 感 器 分 别 对 警 情 进 行 检 测 。当 单 片 机 接 收 到 传 来 的 信 号 时 ，单 片 机 会 针 对 其 优 先 级 的 不 同 ，首 先 对 微 波 传 感 器 的 信 号 进 行 处 理 ，接 着 单 片 机 发 送 触 发 信 号 给 霍 尔开 关 和 振 动 传 感 器 的 电 源 管 理 芯 片 ，用 于 对 警 情 的 进 一 步 检 测 。 当 单 片 机 接 收 到 霍 尔 开 关 和 振 动 传 感 器 传 来 的 警 情 信 号 时 ，单 片 机 会 立 刻 接 通 各 种 报 警 芯 片 ，通 过T C 3 5 i芯 片 向 车 主 发 送 报 警 信 息 ， 车 主 也 可 以 对 汽 车 发 送 信 息 控 制 汽 车 的 点 火 系 统 ，这 样 即 使 小 偷 进 入 汽 车 也 无 法 将 汽 车 开 走 。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51单片机；传感器；报警模块；GSM通信模块；汽车防盗
一 、引 言 1
（一）、 课题研究的背景 1
（二）、 课题研究的现状 1
（三）、 本文的主要研究内容 2
二 、汽车防盗系统的总体方案设计 3
（一）、 汽车防盗系统设计方案 3
（二）、 汽车防盗系统总体框架 3
三 、汽车防盗系统硬件设计 5
（一）、 防盗系统控制部分设计 5
1、单片机的选择 5
2、AT89C51单片机引脚功能介绍 5
3、AT89C51单片机时钟电路设计 7
4、AT89C51单片机复位电路设计 8
（二）、防盗系统的电源设计 9
1、防盗系统的电压转换 9
2、防盗系统电源的保护 12
（三）、防盗系统检测部分设计 12
1、微波多普勒传感器对入侵范围的检测 12
2、霍尔开关器件对车门开关的检测 15
3、加速度传感器对车体振动与倾斜进行检测 17
（四）、防盗系统报警执行模块设计 18
1、报警执行模块的GSM 报警 19
2、报警执行模块的语音报警 20
3、报警执行模块的闪光报警及自锁操作 21
四 、系统软件设计 22
（一）系统主程序设计 22
（二）系统流程图 23
结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
附 录 28
(一) 、C 语言程序设计 28
（二）、总原理图 30
一 、引 言
（一）、 课题研究的背景
随着国民经济快速的发展和人民生活水平的提高,越来越多的家庭可以拥有自己的汽车,随之而来的每年被盗的汽车也越来越多。因此越来越多的人投入到汽车防盗术
的研究之中。国外的汽车防盗技术起步较早,主要原因是其保险金额很大,而且盗窃案件逐年上升,广大汽车用户对汽车在防盗性能方面的要求更高等。同时电子技术和计算机技术的发展也推动了汽车制造厂商对汽车防盗技术进行研究和升级。统计结果表明:2007— 2009 年中国轿车的需求量一直保持在百分之二十到二十五的年增长速度;到2010 年,国内有能力购车的家庭约达5000 万户;而到2011 年,中国已经成为全球仅次于美国和日本的第三大汽车市场。拥有私家车已成为当今国家文明、发展、进步的标志之一。然而随着汽车数量越来越多,盗窃分子也开始把目光投向了具有高端技术的汽车,因为它们的价值所在。据最近的调查显示,我国每年发生的汽车失踪件十多万起,每天被盗的车辆达到250 多辆之多。就河北地区而言,河北公安局每天都会接到十余起汽车被盗的报案。虽然绝大多数轿车都装有汽车防盗器,但是抽样调查显示:在失窃的汽车中,一半以上都是装有汽车防盗系统的;在北京,被盗的机动车辆中装有防盗装置的占总数的70%。这些数据足以说明目前所具有的防盗系统并不是很可靠。
由此看来,现有的汽车防盗系统不但不能满足汽车防盗的需求,同时还存在着噪声污染、功耗高、误报率高等诸多缺欠。因此,设计新一代的更为可靠的汽车防盗系统是制造业发展的一种必然趋势。
（二）、 课题研究的现状
汽车防盗装置按其结构与功能可分四类:机械类、电子式、芯片式和网络式;按方式分:锁方向盘、锁油门、锁车门、锁刹车、锁变速杆甚至锁车轮;按能不能反馈汽车信息分:单向、双向。其中电子式是应用最多的汽车防盗设备。但是汽车防盗的发展是向更高的芯片式和网络式发展。
第一代防盗产品是单向的电子防盗器。车主通过遥控器来控制汽车。车的开关门、
震动或非法开启车门,以及遇到异动时都会报警,这些都是单向控制。其优点是:价格
便宜,能自动断电,且安装便利。缺点是:质量不好,抗干扰性差,易受高频率干扰。
第二代防盗产品具有双向并可视的防盗系统。其可遥控使用,还能将车辆状况传递
给车主,遥控距离较远,当汽车有警情报警时,遥控器的显示器会显示汽车的状况。其遥控距离可分为两类:一类为100 米左右,另一类为400—500 米。其优点是:在很远的距离可知汽车的预警状态,且能够自动断电。缺点是:价格较高,不容易安装,误报率大,耗电大。
第三代防盗产品是芯片式数码防盗器。其工作的基本原理是锁住汽车的马达、路
和油路,在没有钥匙的状况下不能够启动车辆,而且要用钥匙接触密码锁才能开锁。大众、本田、派力奥等车型均已装有原厂的芯片防盗系统。目前芯片式防盗系统发展较快,最新研发的的电子防盗芯片具有诊断功能,能够授权备用钥匙的数目,授权者能够得到防盗系统的历史信息。另外其具有的射频识别技术可以保证系统在任何情况下能够正确识别驾驶者,在驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份。其优点是:重码率低,密码不容易破解。缺点是:防盗装置由汽车原厂配,损坏或丢失密码钥匙只能反厂,维护不方便。
第四代防盗装置是以GPS 卫星定位防盗系统为代表,是网络式电子防盗器。它主要通过切断点火装置达到防盗作用,还可通过GPS 卫星定位系统,将报警信息和报警车辆所在的位置传送到报警中心。其优点是:实时性强,可以远程监控。缺点是:存在信号死角,易受到破坏,价格昂贵,每月都要服务费用。另外,第四代防盗器已经采用了蓝牙技术,这种技术的优点是非接触式,可以放在钥匙里。
（三）、 本文的主要研究内容
本文根据基于AT89C51 为核心的汽车防盗系统的设计思想,主要在以下几个方面展开了研究工作:
1.防盗系统的各模块电压的转换。
2.检测模块的选择。
3.报警模块的选择以及采用的报警方式的选择。
4.电路设计中元器件的选择。
5.中央控制器与检测模块的连接设计。
6.中央控制器与通讯模块的连接设计。
二 、汽车防盗系统的总体方案设计
（一）、 汽车防盗系统设计方案
目前GPS 卫星定位系统是国内外最先进的汽车防盗装置。GPS 系统具有车辆定 位、反劫报警、网络防盗、等多种功能。它是网络式的防盗器，它主要靠关闭或启动点火系统达到防盗的目的，同时还可通过全球卫星定位系统显示丢失车辆所在位置并将该信息传送到报警中心。这种防盗系统虽然有防盗的作用，但使用起来不是很实惠。星追踪防盗系统主要是汽车上装有跟追踪有关的系统，经过卫星显示屏幕从而显示车所在的位置。根据丢失的车辆查看，无不是发报系统被破坏，即是系统电源被破坏。从而使卫星无法追踪到汽车的位置。这种系统的价格很高，安装一套不带显示屏的GPS 就需要6000—7000 元，而每年还需向GPS系统服务公司缴纳近千元的服务费，因此高昂的购买费用还有服务费让许多车主止步，经济效益差。
考虑到经济实用性，我们可以利用单片机的低成本、微型化的性能和特点设计以AT89C51 为核心的另一种汽车防盗系统。利用AT89C51 的实时控制和比较快的数据处理能力，完成系统对汽车的防盗报警。该功能报警器有着经济实用的优点，且符合普通大众的消费水平，所以能被大多数汽车消费者接受，渐渐成为普通大众汽车用户的优先考虑安装的报警系统。
该报警器采用AT89C51 单片机和各种传感器的组合，构成汽车报警系统。其系统主要有以下几部分组成，单片机处理电路、传感器、GSM 通模块、声光报警电路、无线报警电路。其工作原理，当报警器处于设防状态时，若警情采集电路采集到有警情信号时，AT89C51 立即接通报警驱动电路实现声光报警和语音报警，同时AT89C51 通过通信模块给车主发送信息报警信号，并同时切断点的电源。汽车行驶中，对汽车震动进行自动检测。汽车报警系统用各种传感器进行数据采集，传感器采集到的信息经过信号调理、AD 转换送到AT89C51 单片机。用AT89C51 单片机作为主机进行检测处理。AT89C51单片机控制电路根据传感器检测到的信息作出判断，实现各种报警，从而使汽车避免被偷。汽车报警系统可用发送信息形式实现汽车的无线设防和撤防。
【摘 要】
本 文 介 绍 了 基 于 单 片 机 的 汽 车 防 盗 报 警 系 统 的 设 计 。 系 统 利 用 各 种 传 感 器 对 警 情 进 行 检测 ， 通 过 遥 控 实 现 汽 车 防 盗 报 警 系 统 设 防 和 撤 防 。
本 文 中 采 用 了 微 波 传 感 器 、 霍 尔 开 关 和 震 动 传 感 器 分 别 对 警 情 进 行 检 测 。当 单 片 机 接 收 到 传 来 的 信 号 时 ，单 片 机 会 针 对 其 优 先 级 的 不 同 ，首 先 对 微 波 传 感 器 的 信 号 进 行 处 理 ，接 着 单 片 机 发 送 触 发 信 号 给 霍 尔开 关 和 振 动 传 感 器 的 电 源 管 理 芯 片 ，用 于 对 警 情 的 进 一 步 检 测 。 当 单 片 机 接 收 到 霍 尔 开 关 和 振 动 传 感 器 传 来 的 警 情 信 号 时 ，单 片 机 会 立 刻 接 通 各 种 报 警 芯 片 ，通 过T C 3 5 i芯 片 向 车 主 发 送 报 警 信 息 ， 车 主 也 可 以 对 汽 车 发 送 信 息 控 制 汽 车 的 点 火 系 统 ，这 样 即 使 小 偷 进 入 汽 车 也 无 法 将 汽 车 开 走 。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51单片机；传感器；报警模块；GSM通信模块；汽车防盗
一 、引 言 1
（一）、 课题研究的背景 1
（二）、 课题研究的现状 1
（三）、 本文的主要研究内容 2
二 、汽车防盗系统的总体方案设计 3
（一）、 汽车防盗系统设计方案 3
（二）、 汽车防盗系统总体框架 3
三 、汽车防盗系统硬件设计 5
（一）、 防盗系统控制部分设计 5
1、单片机的选择 5
2、AT89C51单片机引脚功能介绍 5
3、AT89C51单片机时钟电路设计 7
4、AT89C51单片机复位电路设计 8
（二）、防盗系统的电源设计 9
1、防盗系统的电压转换 9
2、防盗系统电源的保护 12
（三）、防盗系统检测部分设计 12
1、微波多普勒传感器对入侵范围的检测 12
2、霍尔开关器件对车门开关的检测 15
3、加速度传感器对车体振动与倾斜进行检测 17
（四）、防盗系统报警执行模块设计 18
1、报警执行模块的GSM 报警 19
2、报警执行模块的语音报警 20
3、报警执行模块的闪光报警及自锁操作 21
四 、系统软件设计 22
（一）系统主程序设计 22
（二）系统流程图 23
结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
附 录 28
(一) 、C 语言程序设计 28
（二）、总原理图 30
一 、引 言
（一）、 课题研究的背景
随着国民经济快速的发展和人民生活水平的提高,越来越多的家庭可以拥有自己的汽车,随之而来的每年被盗的汽车也越来越多。因此越来越多的人投入到汽车防盗术
的研究之中。国外的汽车防盗技术起步较早,主要原因是其保险金额很大,而且盗窃案件逐年上升,广大汽车用户对汽车在防盗性能方面的要求更高等。同时电子技术和计算机技术的发展也推动了汽车制造厂商对汽车防盗技术进行研究和升级。统计结果表明:2007— 2009 年中国轿车的需求量一直保持在百分之二十到二十五的年增长速度;到2010 年,国内有能力购车的家庭约达5000 万户;而到2011 年,中国已经成为全球仅次于美国和日本的第三大汽车市场。拥有私家车已成为当今国家文明、发展、进步的标志之一。然而随着汽车数量越来越多,盗窃分子也开始把目光投向了具有高端技术的汽车,因为它们的价值所在。据最近的调查显示,我国每年发生的汽车失踪件十多万起,每天被盗的车辆达到250 多辆之多。就河北地区而言,河北公安局每天都会接到十余起汽车被盗的报案。虽然绝大多数轿车都装有汽车防盗器,但是抽样调查显示:在失窃的汽车中,一半以上都是装有汽车防盗系统的;在北京,被盗的机动车辆中装有防盗装置的占总数的70%。这些数据足以说明目前所具有的防盗系统并不是很可靠。
由此看来,现有的汽车防盗系统不但不能满足汽车防盗的需求,同时还存在着噪声污染、功耗高、误报率高等诸多缺欠。因此,设计新一代的更为可靠的汽车防盗系统是制造业发展的一种必然趋势。
（二）、 课题研究的现状
汽车防盗装置按其结构与功能可分四类:机械类、电子式、芯片式和网络式;按方式分:锁方向盘、锁油门、锁车门、锁刹车、锁变速杆甚至锁车轮;按能不能反馈汽车信息分:单向、双向。其中电子式是应用最多的汽车防盗设备。但是汽车防盗的发展是向更高的芯片式和网络式发展。
第一代防盗产品是单向的电子防盗器。车主通过遥控器来控制汽车。车的开关门、
震动或非法开启车门,以及遇到异动时都会报警,这些都是单向控制。其优点是:价格
便宜,能自动断电,且安装便利。缺点是:质量不好,抗干扰性差,易受高频率干扰。
第二代防盗产品具有双向并可视的防盗系统。其可遥控使用,还能将车辆状况传递
给车主,遥控距离较远,当汽车有警情报警时,遥控器的显示器会显示汽车的状况。其遥控距离可分为两类:一类为100 米左右,另一类为400—500 米。其优点是:在很远的距离可知汽车的预警状态,且能够自动断电。缺点是:价格较高,不容易安装,误报率大,耗电大。
第三代防盗产品是芯片式数码防盗器。其工作的基本原理是锁住汽车的马达、路
和油路,在没有钥匙的状况下不能够启动车辆,而且要用钥匙接触密码锁才能开锁。大众、本田、派力奥等车型均已装有原厂的芯片防盗系统。目前芯片式防盗系统发展较快,最新研发的的电子防盗芯片具有诊断功能,能够授权备用钥匙的数目,授权者能够得到防盗系统的历史信息。另外其具有的射频识别技术可以保证系统在任何情况下能够正确识别驾驶者,在驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份。其优点是:重码率低,密码不容易破解。缺点是:防盗装置由汽车原厂配,损坏或丢失密码钥匙只能反厂,维护不方便。
第四代防盗装置是以GPS 卫星定位防盗系统为代表,是网络式电子防盗器。它主要通过切断点火装置达到防盗作用,还可通过GPS 卫星定位系统,将报警信息和报警车辆所在的位置传送到报警中心。其优点是:实时性强,可以远程监控。缺点是:存在信号死角,易受到破坏,价格昂贵,每月都要服务费用。另外,第四代防盗器已经采用了蓝牙技术,这种技术的优点是非接触式,可以放在钥匙里。
（三）、 本文的主要研究内容
本文根据基于AT89C51 为核心的汽车防盗系统的设计思想,主要在以下几个方面展开了研究工作:
1.防盗系统的各模块电压的转换。
2.检测模块的选择。
3.报警模块的选择以及采用的报警方式的选择。
4.电路设计中元器件的选择。
5.中央控制器与检测模块的连接设计。
6.中央控制器与通讯模块的连接设计。
二 、汽车防盗系统的总体方案设计
（一）、 汽车防盗系统设计方案
目前GPS 卫星定位系统是国内外最先进的汽车防盗装置。GPS 系统具有车辆定 位、反劫报警、网络防盗、等多种功能。它是网络式的防盗器，它主要靠关闭或启动点火系统达到防盗的目的，同时还可通过全球卫星定位系统显示丢失车辆所在位置并将该信息传送到报警中心。这种防盗系统虽然有防盗的作用，但使用起来不是很实惠。星追踪防盗系统主要是汽车上装有跟追踪有关的系统，经过卫星显示屏幕从而显示车所在的位置。根据丢失的车辆查看，无不是发报系统被破坏，即是系统电源被破坏。从而使卫星无法追踪到汽车的位置。这种系统的价格很高，安装一套不带显示屏的GPS 就需要6000—7000 元，而每年还需向GPS系统服务公司缴纳近千元的服务费，因此高昂的购买费用还有服务费让许多车主止步，经济效益差。
考虑到经济实用性，我们可以利用单片机的低成本、微型化的性能和特点设计以AT89C51 为核心的另一种汽车防盗系统。利用AT89C51 的实时控制和比较快的数据处理能力，完成系统对汽车的防盗报警。该功能报警器有着经济实用的优点，且符合普通大众的消费水平，所以能被大多数汽车消费者接受，渐渐成为普通大众汽车用户的优先考虑安装的报警系统。
该报警器采用AT89C51 单片机和各种传感器的组合，构成汽车报警系统。其系统主要有以下几部分组成，单片机处理电路、传感器、GSM 通模块、声光报警电路、无线报警电路。其工作原理，当报警器处于设防状态时，若警情采集电路采集到有警情信号时，AT89C51 立即接通报警驱动电路实现声光报警和语音报警，同时AT89C51 通过通信模块给车主发送信息报警信号，并同时切断点的电源。汽车行驶中，对汽车震动进行自动检测。汽车报警系统用各种传感器进行数据采集，传感器采集到的信息经过信号调理、AD 转换送到AT89C51 单片机。用AT89C51 单片机作为主机进行检测处理。AT89C51单片机控制电路根据传感器检测到的信息作出判断，实现各种报警，从而使汽车避免被偷。汽车报警系统可用发送信息形式实现汽车的无线设防和撤防。
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