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基于超声波及红外技术的汽车智能防盗防撞报警系统设计

浏览次数:41 日期:2011年1月20日 15:30

摘要:

基于超声波及红外技术的汽车智能防盗防撞报警系统设计

 

介绍一种将单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、红外线传感器控测技术相结合,实现的汽车防撞、防盗报警系统。

 

 

1系统方案设计

1.2遥控器控制框图

 

    (1)测量障碍物距离:05米;

  (2)显示方式:静态连续显示;

  (3)检测人体:采用红外线传感器,如有盗窃,能及时将信号传到单片机;

  (4)报警处理:对所测的参数进行超限判断,如超限,给出声光报警;

  (5)发射和接收功能:通过防盗发射器和接收器实现,由单片机控制;另有遥控器对防盗信号进行遥控。

1.4工作原理

  (1)传感器的选择

  汽车防撞系统涉及到距离的检测,根据测量的环境和要求,利用超声波测距具有测量灵敏度高,穿透力强,测量速度快,测量角度大的特点,可对较大范围内的物体进行检测。本系统选用MA40EIS型超声波发射传感器和MA40EIR接收传感器。

  防盗系统采用红外传感器TX05D,它是一种“一体化”红外发射、接收器件,其内部包含红外线发射、接收、信号放大与处理电路,能以非接触方式检测出前方一定范围内的人体或物体,并转换成高电平输出。TX05D内部采用了低功耗器件和抗干扰电路,工作稳定可靠、性能优良。

  (2)防撞检测

  本系统选用单片机AT89C51为信号控制器。具体工作过程如下:防撞开关与AT89C51P2.1引脚相连,开关合上时,AT89C51P1.5端置0发射超声波,计数器开始计数。超声波接收电路接收到信号将信号输入到中断1(为边沿触发),接收到信号的同时计数器关闭,读出计数值,进行距离计算;此距离与报警距离比较,当小于报警距离时,显示距离,并且AT89C51 P1.60进行声光报警,当大于报警距离时,不报警。

  (3)防盗检测

  由红外传感器集成电路输入有效信号给单片机AT89C51。当红外传感器检测到人体时,输出高电平经反相器后由单片机接收进行防盗控制,控制发射器发出防盗信号(脉冲),驾驶员通过身边的遥控器接收信号,进行相应的处置,同时切断启动电路。

  具体工作过程如下:防盗开关与单片机的P2.0引脚相连,开关合上时,进入防盗状态,并延时一段时间,以确保主人离开,防止误报警。当TX05D检测到人体时输出高电平经反相器后将单片机的P1.6端置0进行声光报警,P1.7端被置0切断启动电路,此时P1.4端发出连续的50kHz的脉冲经缓冲后,由发射器CZ7F发射,由遥控器接收进行声光报警。

  遥控器工作过程如下(2):遥控器内置单片机AT89C51,当中断0接收到边沿触发信号时进入报警程序,单片机的P1.3端置0,进行声光报警。当检测到关闭开关合上时,关闭声光报警;单片机的P1.1输出脉冲信号,发射器发射频率信号,由汽车里的报警装置接收(此控制是防止汽车里的声光报警误报警),同时遥控器自身的中断0关闭,以防误报警。

 

2.1超声发射与接收电路

  (1)超声发射电路(3):由555时基电路和超声波发射探头组成,单片机AT89C51P1.5端反相后接4脚,控制555时基电路产生40kHz的频率信号(此时超声波振幅最大)给超声波发生器,由超声波探头发射的超声波射向障碍物。

2.2防盗报警电路和切断点火开关电路

  (2)切断电路(6):正常工作时AT89C51P1.7端输出高电平,经反相器后为低电平,光耦不导通,两个三极管都不导通,继电器常闭触头不动作,点火开关能正常接通;当有报警信息时AT89C51P1.7端输出为低电平,经反相器后为高电平,光耦导通,继电器接通,它的常闭触头断开,则点火开关不能正常接通,防止有人将汽车开走。

2.3防盗发射电路和接收电路

  (1)发射组件CZ-7F:内部由高频管MPSH10作载波振荡和发射,另外加一级输入信号晶体管8050放大器等组成。调制方式为调频,载波频率为280MHz,工作电压为612V,调制电压为6V。该组件有三个引脚,1UDD为正电源端,2脚为调制信号输入端,3USS为负电源端。

  (2)接收组件CZ-7J:由检波解调电路和功率电路LM358等组成,与CZ-7F配对使用 。工作电压典型值为6V。其外部也有三个引脚:1UDD为正电源端,2脚为解调信号 输出端,3USS为负电源端。这对遥控组件电路成熟,工作稳定,可靠性高,可用来 传送数字信号或模拟信号,有效工作距离不少于600米。包括天线在内的全部元件均已调好

  (3)防盗发射电路:正常工作时AT89C51P1.4端为高电平,不发射脉冲 ,发射器 不工作。当检测到防盗信号时(即人体时),内部程序用定时器控制发射一50kHz的脉冲,经 反相器缓冲后,发射器工作,发射所需的信号。

  (4)防盗接收电路:当遥控器上的发射器发射脉冲时,此接收器接收到信号,经放 大整形后输出的信号由单片机中断口接收,并转入相应的中断程序进行处理。

 

3.1设计思想

  防撞程序由计数、中断接收、计算距离、二进制数到BCD码的转换、比较报警和显示模块组 成。防盗程序由检测信号、发射防盗信号、报警、中断接收遥控器信号等模块组成。对于遥 控器其程序较为简单,由中断接收、报警模块组成。

3.2软件功能

  (1)监测功能:当监测按键按下时,单片机作出相应处理;

  (2)显示功能:显示距离、报警信息;

  (3)中断功能;

  (4)数据转换功能。限于篇幅,主程序流程图略。

 

 

产品主要应用于距离检测、防盗报警、智能玩具、液体气体流量检测、风速风向检测、自动化控制等领域

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