基于单片机自行车自动防盗报警系统设计

摘 要
本文阐述了自行车防盗报警系统原理，介绍如何用stc89c52单片机实现防盗报警，分析各个部分的工作原理，并给出了原理图和源程序。此设计电路由震动传感器、单片机、无线超再生发射/接收电路、LED显示器和蜂鸣器组成。由于超再生接收是一种无线电数据传输及无线电检波与接收的无线电应用。再利用编码芯片PT2262、PT2272解码芯片进行无线遥控的唯一编码，其应用迅速、方便、简单、成本低廉的优点所以被广泛采用。震动传感器：具有高精度和高分辨率，响应频率高，能有效监测到微小震动，并可根据需要调节报警输出的范围，以及报警延迟时间；还可以进行在线测量，用于观察工业生产或者实验过程中的各种震动情况。
本设计用单片机作为控制单元，震动传感器作信号触发，远距离超再生无线收发模块作信号传输由PT226与PT227编码与解码，蜂鸣器作报警装置。当单片机收到无线收发模块发出的预警信号后，进入预警状态，并当震动传感器在收到外界振动影响后，接通电路,以使报警器报警，以此来威慑犯罪分子，达到保护自行车的目的。无线防盗报警器结构紧凑、技术先进、成本低、实用性强，适用于千千万万自行车使用者。

关键词：超再生 传感器 单片机

第二章 总体方案设计
自行车无线防盗报警器的总体方案设计是根据其功能和设计要求，从全局的角度，以系统的观点而进行整体方面的设计，主要包括无线收发模块设计，信号触发模块设计和报警电路模块设计等内容。
2.1 框架结构体系设计
本设计主要依据下列框架结构(如图2-1)进行设计。

图2-1 总体框架结构体系
其中单片机作为控制单元模块，震动传感器作信号触发模块，采用远距离超再生无线收发装置作无线收发模块由PT226与PT227编码与解码，蜂鸣器作报警电路模块。当单片机收到无线收发模块发出的预警信号后，进入预警状态，并让弹簧开关在收到外界振动影响后，接通电路使报警器报警，以此来威慑犯罪分子，达到保护自行车的目的。
2.2 各功能模块方案设计
本设计各功能模块主要包括无线收发模块，信号触发模块和报警电路模块等，下面将分模块讨论各个模块拟采用方案和最终方案的确定
2.2.1 超再生无线收发模块
2.2.1.1超再生式无线发射
它是由一个能产生等幅振荡的高频载频振荡器（一般用30~450MHz）和一个产生低频调制信号的低频振荡器组成的。用来产生载频振东和调制振荡的电路一般有：多揩苦荡器、互补振荡器和石英晶体振荡器等。
超再生式无线发射主要技术指标：
（1）通讯方式：调幅AM
（2）工作频率：268MHZ~455MHZ
（3）频率稳定度：±75KHZ
（4）发射功率：≤500MW
（5）静态电流：≤0.1UA
（6）发射电流：3～50MA
（7）工作电压：DC 3～12V
数据发射模块的工作频率为268MHZ~455MHZ，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至数据模块的输入端即可。
数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V时约100～200米，当电压9V时约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。
当电压大于l2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线，远距离传输时最好能够竖立起来，因为无线电信号传输时收很多因素的影响，所以一般实用距离只有标称距离的一半甚至更少，这点需要开发时注意。数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则发射模块将不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。

第三章 单片机AT89S52
3.1 AT89S52单片机的构成
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52单片机引脚图如图3.1。

图3.1 AT89S52单片机引脚图

4.4电路焊接与整机调试
自行车防盗报警器的制作和调试，

图4.31 测试第一个OFF解锁显示

图4.32 测试第二个ON上锁显示

结 论
本课题开发设计了一款基于单片机的自行车无线防盗报警器。采用远距离无线收发模块作信号传输，其传输距离远，抗干扰能力强；弹簧开关作信号触发，能有效感应外界振动信号，并接通音乐集成电路；蜂鸣器作报警装置，声音适中，避免噪音扰民；单片机作为控制单元，能有效接收脉冲信号和输出高电平，并可以使用延时程序，使报警更贴近实际。
本课题开发设计的自行车无线防盗报警器体积小、结构紧凑，能安装在比较隐蔽的地方，不易被盗车贼发现拆卸，而车主又能操作方便；灵敏度较高，性能稳定，漏报率、误报率和故障率都比较低；报警声应适中，能在有效范围内提醒车主或路人，达到震慑盗车贼的目的，报警声适中，避免噪音扰民；价格低廉，是现在市场报警器价格的一半，能让普通消费者所接受。

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