智能电动车防盗报警系统研究

孔维宾 李龙辉 徐东超 杨晓芳 王如刚, 周 锋,

（作者单位：1.盐城工学院 信息工程学院；2.东南大学 水声信号处理教育部重点实验室；3.盐城市光纤传感及应用工程技术研究中心）

随着社会的不断发展，绿色出行已经成为人们的首选出行方式。电动车不仅绿色环保而且能够有效缓解城市交通压力。但是，电动车的失窃问题也给人们带来困扰。为了解决这个问题，本文研究了智能电动车防盗报警系统。系统以单片机为主控芯片，振动传感器和人体模块作信号作为触发，利用无线电收发模块实现远距离操控。在感应到威胁时通过蜂鸣器发出警报，同时切断电动车电源。测试结果表明，智能电动车防盗报警系统能够实现防盗功能，系统报警准确，误报率低，具有很强的实用价值。

引言：随着世界环境和能源问题的不断严重，人们已经意识到了节能环保的重要性，并注重新能源的使用。电动车以电能为动力，清洁环保，在使用过程无废气排放，噪音小。同时，电动车使用方便，价格低廉，安全可靠。目前，据工信部统计，2016年电动车累计完成产量3千多万辆，其中12月份当月完成产量318.4万辆。在电动车走进千家万户的同时，电动车被盗的事件经常发生，给人们带来了不小的经济损失和造成极大的麻烦，电动车防盗成了人们关注的问题。因此，设计出一种经济实用且安全可靠的防盗报警系统来实现电动车防盗具有十分重要的意义。

1.系统硬件设计

1.1 总体设计

整个系统主要包括七个模块：主控制器、电源模块、报警电路模块、信号触发模块、继电器模块、无线发射模块、无线接收模块，系统总体结构如图1所示。

图1 系统总体结构图

以STC89C52单片机为主控制器，振动传感器和人体感应模块作信号触发，使用无线电收发模块实现远距离操控。在感应到威胁时通过蜂鸣器发出警报，同时切断电动车电源。

1.2 主要模块设计

1.2.1 遥控模块

本模块由两个部分组成，分别是发射模块和接收模块，用于实现对电动车防盗报警系统的布防、撤防和报警功能的控制。采用无线电收发模块进行数据的传送，使用SC2262芯片进行编码，用SC2272芯片对收到的信号进行解码。

1.2.2 信号触发模块

本模块由三部分组成，分别是信号显示模块、振动传感器模块和人体感应模块。用于检测外界环境振动情况和有无人体热释电信号，将检测到的信号送单片机进行处理，从而驱动其他相应的模块工作，完成防盗报警功能。

（1）振动传感器模块电路设计

振动传感器模块主要元器件为LM393电压比较器和振动传感器，当振动传感器检测到外界振动，其电阻就会发生改变，通过电压比较器，将检测信号输出，再传送到单片机进行信号处理。LM393芯片内含有两个电压比较器，这两个电压比较器相互独立，可以同时工作也可以单独工作，误差在2.0mV以内。

（2）人体感应电路设计

人体感应电路设计主要采用三极管9013将集成的人体感应模块接收到的人体信号进行放大，然后再将放大后的信号送至单片机进行相关处理。

人体感应模块的主要器件为热释电红外线传感器，它能将检测到人体红外信号转换成的电信号，但转换的电信号比较弱，需要经过电路放大后才能输出。此模块采取连续触发的方式，当人进入人体感应模块的检测范围时，人体模块就会连续输出高电平，直到人离开后才恢复为低电平。人体感应模块在刚刚开机时可能会有0～3次的高电平输出，此时出现振动可能产生误报，这属于正常现象，系统开机要经过一段时间的初始化才能进入正常待机状态，初始化的时间大概是一分钟左右。

（3）信号显示电路设计

信号显示电路用于显示信号检测电路的工作情况。当振动模块检测到信号时，绿色信号灯就会点亮，延时一段时间后熄灭；当人体模块检测到信号时，黄色信号灯会点亮，延时一段时间后熄灭，当两路都检测到信号，系统就会触发警报，两路信号灯会一直显示直到报警停止。

图2 总体程序流程图

2.系统软件设计

2.1 总体程序设计

电动车防盗报警系统的工作流程为打开电源，系统进入初始化，此时系统为布防等待状态。当接收到布防信号，系统进入布防状态，此时检测模块开始工作，若检测到报警信号，单片机驱动报警电路发出警报和控制继电器断开电源，按下撤防键，系统撤防。当在布防状态下按下报警按键，报警电路和继电器也会工作。报警电路和继电器每次工作的时间为30s，30s后系统重新进入布防状态。总体程序流程图如图2所示。

2.2 主程序设计

主程序调用其它子程序来完成电动车防盗报警系统工作的整个流程，先是调用初始化子程序对系统进行初始化，然后是循环调用控制程序来实现系统控制。

图3 定时中断子程序流程图

2.3 控制子程序设计

电动车防盗报警系统首先是通过遥控器对主控部分进行遥控，主控部分接收到信号后传送至单片机，单片机再对各个模块进行相关控制。控制子程序主要是对输入输出信号进行相应的判断和处理，通过调用定时中断子程序对报警电路和继电器电路进行定时中断。

在初始化完成后，系统便会进入布防等待状态，此时系统检测是否接收到布防信号，一旦接收到布防信号，系统就进入布防状态。在布防状态下，有两种方式可触发声光报警模块和继电器工作，一种是在检测到人体信号的同时检测到振动信号，另一种是按下遥控器的报警按键。声光报警电路及继电器的工作时间为30s，通过调用定时中断子程序实现，30s后系统重新进入布防状态。在布防状态下收到撤防信号，系统便取消布防，进入布防等待状态。

2.4 定时中断子程序设计

本系统中继电器、声光报警电路、信号灯等的工作时间都要有定时中断处理，定时中断子程序的作用是实现防盗报警系统各模块工作时间的计时和中断，使用T0定时器，选工作方式1，初始值为50ms。定时中断子程序设计如图3所示。

定时中断子程序在调用时，首先对定时器0重新赋值，然后使用t和t1标志实现两种不同时长的定时，一种为2s，用于信号显示灯的显示时间及系统收到布防信号系统到进入布防状态时间的定时；另一种是30s，用于声光报警电路和继电器工作时间的定时。

3.结论

本系统以STC89C52单片机为控制核心，振动传感器和人体感应模块作信号触发，使用无线电收发模块实现远距离操控，以蜂鸣器和红色LED灯作报警提示，并控制电动车开关，完成智能电动车防盗报警系统。智能电动车防盗报警系统不仅小巧精致、设计合理。而且灵敏度较高，稳定性强，误报率低，能准确有效的实现防盗，同时其价格低廉具有很大是市场前景。