汽车防盗警报系统论文

河南理工大学毕业设计摘 要自从 20 世纪末 90 年开始，移动网络技术的快速发展，集成电路也大规模的涌现，使得传感器技术、网络技术和单片机技术等大量应用于汽车电子防盗报警产品，现代汽车电子技术更加智能化和网络化。本设计以 STC89C52 单片机为控制核心，以热释红外检测电路、声光报警电路和 GSM报警电路为基础，软件部分采用 C 语言进行编写，使用模块化的程序设计，方便于修改。STC89C52 单片机是一个低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，体积小，集成度高，能使系统更易于操作；热释红外检测电路采用热释电红外传感器 LHI778，该传感器对人体的红外辐射接收灵敏度高，受环境干扰小；GSM 报警电路模块可实现报警信号的无线快速传递，直接把车辆报警短信发送到用户的手机里。以往的汽车防盗方式容易受环境影响，在夜晚误响会严重扰民，本设计使用的红外检测解决该缺点，当热释红外传感器在车内接收到人体红外辐射信号时，以 GSM 网络为通道，将报警信息通过短信发送给用户，从而实现准确、实时的报警效果。本设计在制造成本没有大幅度增加的情况下，与传统汽车的电子式报警系统相比较，有效地解决了传统报警器存在的噪声污染、误报警等问题，更大限度的保障了用户车辆的安全。关键词：STC89C52 单片机； 热释电红外传感器； GSM 报警电路；河南理工大学毕业设计AbstractSince the end of the 20th century began in 90, the rapid development of mobile network technology, integrated circuit and the emergence of large-scale, the sensor technology, network technology and single-chip microcomputer technology applied in automobile electronic anti-theft alarm products in great quantities, the modern automobile electronic technology is more intelligent and networked.This design with the STC89C52 single-chip microcomputer as the core to pyroelectric infrared detection circuit, sound and light alarm circuit and GSM alarm circuit as the foundation, using C language to write the software part, using modularized program design, convenient to modify.STC89C52 monolithic integrated circuit is a low power consumption, high performance CMOS8 MCU, small size, high integration, can make the system more easy to operate;Pyroelectric infrared detection circuit adopts LHI778 pyroelectric infrared sensor, the sensor of the infrared radiation of human body receives high sensitivity, small influence of the environment;GSM alarm circuit module can realize the alarm signal wireless transmission quickly, the car directly to the alarm message is sent to the users mobile phone.Previous car alarm way easily influenced by environment, false starts at night will seriously disturbs, the use of infrared detection to solve the shortcomings, when the pyroelectric infrared sensor when receives the human body infrared radiation signal in the car, based on GSM network channel, will be sent via SMS alarm information to the user, so as to realize accurate and real-time alarm effect.This design in the absence of a substantial increase in manufacturing costs, compared with the traditional auto electronic alarm system, effectively solved the problem of noise pollution in traditional alarm and false alarm, a greater extent to ensure the safety of the user of the vehicle.河南理工大学毕业设计Key words: STC89C52 single-chip microcomputer; Thermal emission infrared sensor; GSM alarm circuit河南理工大学毕业设计- 4 -1 引言据中国汽车工业协会统计分析，中国从 1956 年开始生产汽车，改革开放以来，我国汽车工业获得了长足发展，到 2000 年产量达到 206.91 万辆，2008年我国年产汽车 93425 万辆，同比增长 5.2%，仅次于日本居世界第二。2013年我国汽车产销量双双突破 2000 万辆，其中产量为 2211.68 万辆，同比增长14.76%；销量为 2198.41 万辆，同比增长 13.87%。至此，中国已经连续 5 年蝉联全球第一。汽车市场地飞速发展同时也产生一些问题，汽车的普遍也让不法分子盯上了这块“大蛋糕”，于是汽车被盗的新闻层出不穷，给人们的财产造成了严重损失，也给社会带来了极大的不安定，成了一个严重的社会问题，所以汽车安全问题就成当下急需解决的难题。由于“盗车技术”越来越高明，其原来的机械式防盗器、电子防盗器等传统的防盗技术已经落后，所有这些产品已经不再适应现代发展的需求了，因此汽车防盗技术也就成当下研究的热门。1.1 国内外汽车防盗技术研究现状国外汽车防盗技术比国内起步较早，主要原因是国外的汽车保有量较多，并且盗窃案件逐年上升，汽车用户在防盗性能方面就有更高的需求，而政府也特意在汽车防盗性能方面制定了严格的法律法规，这就促进了国外汽车防盗技河南理工大学毕业设计- 5 -术的快速发展。汽车防盗技术若按功能与结构划分可以分成四类：基于 GPRS/GPS 的网络式防盗系统、电子式防盗系统、芯片式防盗系统以及机械式防盗系统。1.1.1 功能单一的机械防盗式机械防盗式是非常普遍的方式，其原理就单一靠某一机械来锁车，比如，方向盘、变速器、油门刹车来达到防盗的目的，这样只能起到防盗的作用，无法进行报警，也就降低了盗贼被发现的可能性，虽然机械式防盗器的防盗不够彻底，而且拆装也比较麻烦，但它也有其优点存在，其价格相对来说较便宜，因此往往被使用在低端车系。机械式防盗器经过不断地改良和升级，出现了较为可靠的排档锁和方向盘锁，这样能在一定程度上加强防盗的功能，但由于其仍然存在着不能报警的致命缺陷，所以渐渐被淘汰掉了。1.1.2 电子式防盗系统由于机械防盗式无法起到报警的功能，而人们对汽车防盗技术有着更高的要求，于是电子式防盗系统为解决这一缺点应运而生，它是随着电子技术的进步而发展诞生的。电子防盗这种系统在汽车的电路或油路上加了电子暗锁，通过电子信号控制车门和暗锁的开关，其特点是同时具有防盗和报警两种功能，安装简单和方便维修，带有振动侦测、门控保护和微波或红外探头的功能，因为这些优点此类产品长期占据很大一部分的市场份额。但是此类防盗器也存在着不可避免的致命缺点：例如质量不稳定、抗干扰能力差，当车主操纵遥控器时，若是盗贼用接收器或扫描器盗取遥控器发射的无线电波或红外线，经解码就可以破解掉该系统使其失去防盗的作用。电子式防盗系统虽然具有一定的防盗作用，但是存在着普遍的误报警现象，也较为容易被破解，所以仍不是上上之选。1.1.3 芯片式防盗系统如今应用最广泛是遥控钥匙芯片防盗体系，因而取代了上两代产品，作为整车产品功能之一，汇集中控锁和车窗等一体式功能，工作原理是当遥控钥匙锁车时，会在 ECU 中随机设置一组密码，所以重复率很低，设防时对发动机和车载电控系统进行锁定，没有钥匙是无法打开的，由于它使用起来方便的特点河南理工大学毕业设计- 6 -，大多数轿车原配防盗器都采用此类防盗系统。目前很多的高档车及大众、奔驰、宝马等车型都已经使用这种芯片防盗体系。芯片式防盗系统虽然解决了电子式防盗系统被解码的缺点，但是仍然摆脱不了距离的限制，并且现在的偷盗技术也在不断地升级，所以仍有不少使用芯片式防盗系统的汽车被偷盗。1.1.4 基于 GPRS/GPS 的网络式防盗系统基于 GPRS/GPS 的网络式防盗系统是国内外目前最为先进的汽车防盗系统，当汽车检测到异常信号时，系统可以让车主在第一时间获取汽车被盗信息，更能了解到车辆的所处位置，以便有效地进行追踪，其利用全球卫星定位系统 GPS，对车辆进行超远程防盗和追踪，这是前三种防盗系统都无法做到的。尽管它拥有许多的优点，却也存在着些许缺点，例如若是在没有建立卫星定位的地区GPS 是无法工作的、因为卫星的数量有限，信息扫描无法覆盖所有的地区，会存在着“盲区”，因此监控会时常处于间断“丢失”的状态、因为其优良的性能，所以价格比较昂贵，会增加车主的额外负担，也会令普通的用户望而却步。基于 GPRS/GPS 的网络式防盗系统是通过信息报警的，若是在网络覆盖不全的地区，往往会导致警情的传达不够直接，这就降低了其防盗性能，因此装了 GPS 的汽车被盗也经常屡见不鲜。综上所述，尽管目前汽车防盗系统有着繁多的种类，但是汽车防盗系统的最终归途只能是智能化更高的网络式防盗系统一条路，未来的汽车防盗系统将会更加强大，设计的重点将是集安防、信息检测、反馈于一体的系统，这会是未来汽车防盗系统发展的大趋势。未来防盗系统的设计不仅能对静止的汽车进行实时监控，其最强大的功能是能对正在奔驰中的汽车进行查询和监测。除了能对较为常见的部件进行监测，甚至连精细的零部件也可以进行实时监测，监测后能将得到的信息及时地反馈给车主，车主能通过反馈后的信息掌握到车辆的及时信息，因此能大幅度地提高车辆的动态安全性能。1.2 汽车防盗报警系统的设计思想本次设计以 AT89S51 单片机为控制核心，以红外检测电路、声光报警电路、GSM 报警电路和无线发送接收电路为外围电路模块。当红外检测电路检测到异常信号时发送给系统，声光报警电路将会启动并通过 GSM 报警电路将信息通过短信发送给车主，而无线发送接收电路可以远距离直接切断汽车电源和燃油河南理工大学毕业设计- 7 -。使用热释电红外传感器可以大大降低环境对系统的影响，可以降低系统的误报率；GSM 报警电路可以实现远距离的信息传送，解决了不能远距离报警的限制；无线发送接收电路可以直接将“汽车锁死”和“警报解除”，不仅有效地提高了汽车的安全性，更能有效地解决了噪音扰民的现象；本次设计取消了 GPS 定位模块，大大的降低了使用成本，也无后续费用使车主的负担加重。1.3 系统设计的主要工作本设计根据确定的设计思想，需要完成以下的几个方面的工作：（1）汽车防盗系统的硬件电路设计和模型构建;（2）汽车防盗系统软件部分的设计；（3）汽车防盗系统的仿真测试；（4）汽车防盗系统的整体进行总结。1.4 课题研究的意义本课题研究的主要意义在于：（1）针对传统防盗器的领域，引入了比较新式的嵌入式系统观念，提出一种全新的、全方位、实时的汽车防盗解决方案。设计的通讯平台拥有优良的远程监控功能，为汽车防盗系统的进一步无线网络化打下了很好的基础。（2）在汽车防盗系统中应用GPS 定位技术，使车辆可以由监控中心来监管，这样车辆被盗的概率大大降低，为汽车安全系统的实现提供了一种比较新式的公共解决方案。（3）使用低功耗、低成本的硬件环境实现高性能、高质量的系统功能，为网络式汽车防盗系统市场的发展提供了新的方案，加快了网络式防盗系统在我国的推广。河南理工大学毕业设计- 8 -2 系统总体设计方案实现家庭防盗报警系统方法有多种，传统的报警方式采用声光报警，新型报警系统通过短信网络将警情及时通知主人。2.1 方案选择论证该系统设计方案有以下两种：方案一：报警方式只有传统的声光报警；显示方式采用数码显示，占用 I/O较多，体积较大，采用扫描显示占用机时，采用静态显示则需要更多芯片；数据存储直接利用单片机内部 RAM 存储记录数据；按键方式采用中断矩阵键盘，相同按键占用 I/O 口较少，中断方式不占用多余机时，但多占用一位中断口；时间运行方式采用单片机内部定时中断计时，存在加大误差，而且完成日的处理程序复杂。方案二：报警方式在声光报警的基础上添加了短信报警方式，更加安全可靠；显示方式采用 12860 液晶显示模块，仅需 8 位数据线和 3 位控制线，占用I/O 口较少，而且能显示字符，显示位数更多，不需要其余外围芯片；按键方式采用独立键盘，相同按键占用 I/O 口较少。通过比较，方案二能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，故本设计选择方案二。本设计包括硬件和软件设计两个部分。系统电路结构可划分为：传感器检测、报警执行电路、单片机控制电路、LCD12864 控制显示电路、GSM 模块及相关的控制管理软件组成。整个系统由 STC89C52、键盘、LCD12864 显示屏、GSM 模块、HC-SR501人体感应模块检测信号、声光报警电路组成。通过结构框图系统可看出：以STC89C52 为系统中心，热释红外检测反馈信号给单片机进行处理，通过 LCD 显示屏显示相关信息，单片机通过相关处理，通过声光报警（蜂鸣器，报警指示灯）并进行自动发送信息。河南理工大学毕业设计- 9 -2.2 单片机芯片的选择方案和论证 方案一: 采用 STC89C52 芯片作为硬件核心。STC89C52 内部具有 8KB ROM 存储空间,512 字节数据存储空间，带有 2K 字节的 EEPROM 存储空间，与 MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52 可以通过串口下载。 方案二: 采用 AT89S52。AT89S52 片内具有 8K 字节程序存储空间，256 字节的数据存储空间没有 EEPROM 存储空间，也与 MCS-51 系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C52 相对 AT89C52 价格便宜，且抗干扰能力强。考虑到成本因素，因此选用 STC89C52。2.3 显示模块选择方案和论证 方案一： 采用点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，可用来显示数。但体积较大，且价格也相对较高，从便携实用的角度出发，不采用此种方案。 方案二： 采用 LED 数码