车载安全精灵

大连理工大学城市学院 李 广 郑鹏辉 刘永辉 王 洋 于海霞

本文基于51单片机语言，利用keil设计了一款车载安全精灵。内部包含“红外热释电报警传感器”“MQ-3酒精气敏传感器”“PCF8591模数转换芯片”“蓝牙模块芯片”“温度传感器”“A/D转换”“振动传感器”“LCD显示电路”“GSM短信”等模块。驾驶员体验良好，对于社会公共交通安全有着十分重要的作用。

目前世界上生产的车辆中自带电子防盗系统已经成为一种普遍现象，有着广大的市场需求。智能汽车行业的不断发展，使得我国电子防盗系统市场迅速扩大并快速发展。纵观当代智能汽车服务行业的消费占比，未来几年，电子防盗系统市场竞争将会更加激烈，国内市场需求量会不断提高。

1 系统设计

1.1 系统方案设计

本系统采用了市场应用广泛的热释电红外传感器，该模块具有结构简明，实现方便，成本低廉，反应灵敏，便于近距离车辆周边情况的检测，抗干扰能力强等优点。车载安全精灵由于体积小巧，电量需求很小，仅由车辆电瓶就可持续工作，因此安装在车辆中安全系数高，不易被盗窃者发现；车载安全精灵可以将输入信号采集、保存然后经过单片机系统处理后发送给与其绑定的手机端，实现车载系统与车主手机之间的无线通信，便于多用户统一管理和共同操作。为了区别车辆周围存在的是人体，车主可以先通过独立按键设置热释电红外传感器所探测的温度范围，并通过防盗模式下的震动传感器触发（先行条件），来驱动蜂鸣器与语音播报模块开始工作。

1.2 各功能模块的设计

本研究设计的控制框图如图1所示。

图1 设计框图

图1中STC89C52单片机随时监控振动传感器是否检查到有振动，DYP-ME003红外人体传感器送来的报警信号。按键设置为防盗模式，当报警功能打开并且传感器检测到有人入侵时，单片机通过蜂鸣器和GSM进行报警。系统还可以即时显示当前环境温度值。单片机每1s从DS18B20温度传感器中读入温度，在液晶屏上即时显示。

1.3 硬件设计

DYP-ME003红外传感器电路（图2）。

图2 DYP-ME003红外传感器电路

温度传感器及检测电路：

DS18B20内部结构及管脚如图3所示。

图3 DS18B20内部结构图

A/D转换电路：

本设计电路的A/D转换部分是以PCF8591为核心构建的A/D转换电路，其三个输入端需要有单片机提供信号从而确定模拟信号的输入。

声光报警电路：

当按键设置好温度上限和开启防盗模式后人体红外进行循环监测，时刻监测温度和是否有人，并和报警上限进行比较。本次报警电路主要分为三部分，分别是蜂鸣器报警，振动器报警和短信报警。

震动传感器：

本次设计具有防盗防破坏的功能，其实现的原理也很简单，在自行车底部放置一块震动传感器，当有人撬动车锁或者是推拉的时候，震动传感器检测到自行车发生强烈到震动，于是产生高低电平信号，单片机检测到高低电平后，控制蜂鸣器进行报警，起到防盗的作用。其电路原理图如图4所示。

图4 震动传感器

GSM短信：

本次设计无线通信部分采用SIM800C模块作为短信发送模块。SIM800C模块是一款4频的GSM/GPRS模块，功能非常强大，插上卡后，不仅可以接听拨打电话，还可以发送接收短信。此外还具有蓝牙功能，可以使用蓝牙进行远程遥控。如图5所示。

图5 sim800模块电路

2 软件的程序实现

2.1 主程序流程图

本设计软件主程序流程图如图6所示。

图6 软件流程图

2.2 数据采集程序流程图

数据采集指的就是MQ-3对酒精气体的采集，数据采集流流程图如图7所示。

图7 数据采集流程图

2.3 AD转换程序流程图

本设计中的AD转换采用以PCF8591芯片为核心的AD转换模块，其程序流程图如图8所示。

图8 AD转换程序流程图

2.4 声光报警程序流程图

手机通过蓝牙设置阈限值并保存在以50H开始的3个单元，阈值的千位放入50H中，百位和十位放入5lH，个位放人52H中。当输入端P3.5为低电平时，有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器发出声音报警，LED灯发光；而当输入端为高电平时不报警，如图9所示。

图9 声光报警子程序流程图