毕业设计（论文）-汽车无线防盗系统设计.doc

中国计量学院 本科毕业设计 论文 汽车无线防盗系统设计汽车无线防盗系统设计 Design of wireless burglary resisting system of Automobile 学生姓名 学号 0410303422 学生专业 电子科学与技术 班级 04 电子 4 二级学院 光学与电子科技学院 指导教师 中国计量学院 2008 年 6 月 郑郑 重重 声声 明明 本人呈交的毕业设计论文 是在导师的指导下 独立进行研究 工作所取得的成果 所有数据 图片资料真实可靠 尽我所知 除 文中已经注明引用的内容外 本学位论文的研究成果不包含他人享 有著作权的内容 对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人 和集体 均已在文中以明确的方式标明 本学位论文的知识产权归 属于培养单位 学生签名 日期 分类号 TP273 密 级 公开 UDC 62 学校代码 10356 中国计量学院 本科毕业设计 论文 汽车无线防盗系统设计汽车无线防盗系统设计 Design of wireless burglary resisting system of Automobile 作 者 张青 学号 0410303422 申请学位 工学学士 指导教师 陈亮 学科专业 电子科学与技术 培养单位 中国计量学院 答辩委员会主席 评 阅 人 2008 年 6 月 中国计量学院毕业设计 论文 致致 谢谢 本论文是在中国计量学院陈亮老师的悉心指导下完成的 无论是项目的确 立 研究工作的进行 还是文字的组织 编排的每个细节 都倾注了他大量心 血 在本论文即将完成之际 本人表示真诚的感谢和崇高的敬意 陈亮老师渊博的学识 对科学敏锐的洞察力 严谨求实 精益求精的治学 态度 以及丰富的实践工作经验 都深深影响看我 激励着我 也为我今后的 工作和学习树立了光辉的典范 其次 感谢学校领导在生活和学习上给予的支持和帮助 感谢大学四年来 所有的任课老师 他们孜孜不倦的教诲 让我受益良多 我不但学到了很多知 识 更重要的是适合自己的学习方法 这些都对我今后的工作有很大帮助 在即将毕业离校之际 我要感谢同学在生活上给予我的关心和帮助以及学 业上的切磋和指点 感谢光学与电子科学学院 04 级电子系全体同学的帮助和勉 励 同窗之谊和手足之情 我将终生难忘 我愿在未来的学习和工作过程中 以更加丰厚的成果来答谢曾经关心 帮助和支持过我的所有领导 老师 同学 和朋友 同时借此机会向评阅本文的各位老师表示感谢 并请多提宝贵意见 中国计量学院毕业设计 论文 I 汽车无线防盗系统设计汽车无线防盗系统设计 摘要摘要 车辆防盗是目前车辆生产厂商和用户比较关心的一项技术之一 防盗能 力的好坏越来越受到用户的关注 亦是评价一款车辆实用性的一项重要的技术 指标 更是经营商的一个最吸引客户的买点 它的市场前景广阔 带有密码锁 的防盗装置又是车辆防盗系统的一个有效的解决方案和未来市场的一个主要技 术发展趋势 本设计项目是利用 51最小系统 射频技术和振动传感器制作带密码 锁的车辆防盗系统 我将此项目分为探测部分 遥控部分 处理部分和显 示部分这四部分来设计 探测部分的探测头采用了市场上使用最广泛 的国产振动传感器 Z02 遥控部分应用市场上最常用的射频发射接收系 统和数字编解码芯片PT2262和PT2272 处理部分使用的是以Atmel 公司的 AT98S52芯片为处理器的 51最小系统 显示部分则是在核心处理 器上扩展的液晶显示模块 关键词 关键词 遥控 振动传感器 发射接收系统 中图分类号中图分类号 TP273 中国计量学院毕业设计 论文 II Design of wireless burglary resisting system of Automobile Abstract It is one of a technology which the vehicle production firm cares about compared with user at present that the vehicle guards against theft the quality of theft proof ability is paid close attention to user also appraise an important technical indicator of vehicle practicability it is one of the spot that most attracts the buying and clicking of the customer Its market has a bright future The theft proof device of what is the password locks is an effective solution of the vehicle burglary resisting system and a main technological development trend of future market This design is utilize 51 minimum system radio frequency technology and vibration transducer make take vehicle burglary resisting system that password locked We divide this project into surveying remote control part dealing with partly and revealing some parts of these four are designed have surveyed some detecting head and adopted the transducer Z02 of most popular domestic vibration on the market The remote control part employs the most frequently used radio frequency on the market and launches receiving system and digital compiled code chip PT2262 and PT2272 The ones that were dealt with and is used partly are 51 minimum systems taking AT98S52 chip of Atmel Company as processor Reveal it is that the liquid crystal expanded on the key processor reveals the module partly Keyword Remote control Vibration transducer Launch receiving system Classification TP273 中国计量学院毕业设计 论文 III 目录 摘要 I 目录 III 0 前言 1 1 车辆防盗报警系统的应用与发展 3 1 1 车辆防盗报警系统的应用 3 1 2 车辆防盗报警系统发展趋势 3 2 主要产品介绍 5 2 1 机械防盗装置 5 2 2 电子防盗装置 5 2 3 联网的车辆防盗防抢报警系统 6 2 4 GPS 系统 6 2 5 GSM 系统 7 3 设计所用器材介绍 8 3 1 AT89S52 控制器介绍 8 3 2 射频技术 9 3 3 振动传感器 15 3 4 1602 夜晶显示模块 15 4 设计过程 19 中国计量学院毕业设计 论文 IV 4 1 设计准备 19 4 2 硬件电路 20 4 3 软件调试 22 结束语 23 参考文献 24 作者简历 25 学位论文数据集示例 26 中国计量学院毕业设计 论文 1 0 前言 车辆防范的主要目的是防止有人未经许可利用车辆自身的发动机驱动车辆 即 防止整车被盗 再就是防止他人 包含使用工具 侵入车辆内部 如乘员厢 行李 厢 发动机仓等 进行盗窃和破坏 可简单归结为 防止使用发动机 防止入侵 具体的防范手段主要包括 1 增加非正常开启车辆的难度 如增加各种机械的 电子的锁定环节 提高钥 匙保密性等 2 增加车辆电路 油路控制或闭锁环节 限制非正常发动车辆 3 对入侵行为进行探测并及时报警 恐吓盗贼 召唤人力救援 4 随时确定车辆的位置和安全状况 发生警情时 人力救援能时介入 联网时 车辆防盗报警器材与车辆的性能 状态紧密关联 其安装工作应该专业化 规 范化 这样才能使产品最大限度地发挥自身的防范性能 防止其被轻易破坏或解除 通过良好的安装与服务 便于用户使用 维护 而且能够将其对车辆性能的影响降 至最低 为了提高车辆整体防范性能 我国于 2000 年开始制订关于车辆防盗报警器 材安装的公共安全行业标准 GA366 2001 车辆防盗报警器材安装规范 并已于 2001 年发布并实施 针对车辆被盗的作案手段 融合机械与电子防范技术 我国制订了行业标准 机电一体化车辆防盗报警设备技术要求 该标准有明显的中国特色 综合 硬 软 两种防护作用 引用已有的国家和行业标准 提出了机电一体化防盗报警的 要求 提高了防范性能 近年来 我国联网的车辆防盗反劫报警系统发展很快 通过联网 不仅能够发 挥车辆防盗报警装置 即车辆单体防盗报警设备 本身的防范作用 而且 可以召 唤救援 成功地结合了 技防 与 人防 两方面优势 为了使这类系统资源通用 信息共享 广泛联网 我国正在加快相关标准的制订工作 机动车反劫防盗联网报 警系统 的标准项目和研究正在进行 该项目产生的标准将作为新兴的联网系统的 总体 基本的要求 安全防范报警服务体系 的标准项目和研究正在进行 该项 目产生的标准作为各种安全防范报警体系的整体服务要求 使 人防 和 技防 更好的结合起来 为我国新兴的报警服务业提供基础标准 加上制订中的 车辆反 劫防盗联网报警系统中单体防盗报警设备与通信终接设备之间的接口 标准 报警 信号传输系统技术要求 系列标准和 报警信号传输系统中串行数据接口的报文格 式与协议 系列标准 即使采用不同的组网模式 报警信号传输方式 监控方式和 中国计量学院毕业设计 论文 2 车辆定位方式 车载安全防范设备与其他车载电子设备以及网络系统之间具有标准 的 通用的硬件接口和通讯协议 适应我国许多城市正在运行或筹建中的机动车反 劫防盗报警监控网络 制订中的这些标准将使我国达到一致的报警 监控 服务要 求 支持各类防盗 反劫 报警监控网络的建设 中国计量学院毕业设计 论文 3 1 车辆防盗报警系统的应用与发展 1 1 车辆防盗报警系统的应用 车辆防盗由最初简单的物防转向人防与技防 其防盗与报警器材 系统 也正月 新日异地改进着 从最初的只用在高档小轿车上到目前发展到几乎所有的小车和机动车都是必备 的 甚至现在也成了电动车的主要买点之一 它经历了以下几代的发展 1 机械防盗装置 2 电子 机电 防盗装置 3 联网的车辆防盗防抢报警 定位 跟踪 系统 1 2 车辆防盗报警系统发展趋势 1 2 1 摩托罗拉移动仪表盘系统 摩托罗拉的移动仪表盘技术包括一个完整的集成仪表所需要的全部器件 它们 是完备的 8 位和 16 位微处理器 稳压器 功率和显示驱动器 通讯接口 OSEK 操 作系统 CAN 驱动器 低级信息软件等 1 2 2 汽车 DNA 技术 把预先设定的车身号码压缩到直径不到 1 毫米的晶片里面 再把成千上万粒的 微晶片喷洒在车身各处 这样每部车就有了自己的 DNA 1 2 3 汽车全方位防盗报警器 吉林省一发明家现已研制成功一种新型汽车防盗器 这种防盗器适用于各种车 型 有全车 全方位防盗 报警和锁定功能 1 2 4 汽车识别钥匙 美国德州仪器公司利用无线电射频技术 研制成功一种 汽车识别钥匙 其原 理是 将射频发射应答器陷入汽车钥匙中 在此应答器中储存有与特定车辆相吻合 的特别识别码 当把钥匙插入电源开关并转动时 安装在点火锁内部的转发器就读 钥匙中的识别码 如信号一亮则车子发动 否则车子无法启动 中国计量学院毕业设计 论文 4 1 2 5 电子编码点火钥匙 美国通用汽车公司开发出一种电子点火钥匙 其内部嵌有一粒陶瓷珠 每把钥 匙上的陶瓷珠都具有对应不同电子编码的组件相匹配 当点火钥匙插入点火开关时 钥匙筒内的电触点对钥匙的电阻进行测量 并把信息传到上述组件 如果与陶瓷珠 的阻值相同 则可以发动汽车 否则无法点火发动 1 2 6 生物特征电子锁 这种锁的特点是将声音 指纹等人体生物特征作为密码输入 由计算机进行识 别 控制开锁 因此生物特征式电子锁的智能化程度相当高 这也是汽车防盗电子 锁的一种发展趋势 1 2 7 遥控锁车系统 该系统是由英国一家交通安全研究机构的科学家们开发的 一旦车辆被盗 可 以通过发射无线电信号将车 锁 住 阻止盗贼将车开走 该系统由微芯片 内存 微型信号发射 接收装置和 GPS 卫星定位接收器组成 车辆被盗后 盗贼将车开出 了几百米 而车辆没有收到确认车主身份的信号 该系统将向控制中心发出信号以 确认是否采取 锁 车及跟踪措施 1 中国计量学院毕业设计 论文 5 2 主要产品介绍 目前 车辆防盗器材主要有三类 机械防盗装置 电子 机电 防盗装置 联 网的防盗防抢报警 定位 跟踪 系统 2 1 机械防盗装置 最常见的是车辆原装的锁具 如车门锁 车盖锁 点火开关锁 和车主后加的 各种防盗锁 如锁住方向盘 排档杆 脚踏板等操纵部件的锁 这些防盗锁的防范 重点是防止使用发动机 机械防盗装置今后仍然不可缺少 但是必须发展 比如 针对有些车辆的锁芯可以被盗贼使用特制的 钥匙坯子 强行扭开 应该提高车辆锁 芯的性能 又比如 针对盗贼从打开车辆发动机仓盖着手破坏的特点 加强发动机 仓盖的锁定 如果车辆的停放位置是固定的 可以在其停车位置设置专用机械障碍 或四轮锁定装置 等等 可喜的是 一些厂商已经注意了发展问题 如北京某公司 的中断传动式防盗锁档装置 加装在车辆排档装置上 在锁定状态时 使排档杆与 排档装置 中断 用不上劲 排档杆失去挂档的作用 无法驾驶车辆 又如某公司 的机电一体的防盗报警锁档装置 不仅用机械装置锁住排档杆 而且由电子装置防 盗报警 2 2 电子防盗装置 目前的电子防盗报警器既有简单的 又有复杂的 是目前应用最广的防盗锁之 一 分为单向和双向两种 单向电子防盗系统的主要功能是 车的开关门 震动或 非法开启车门报警等 有的产品还可以用电子遥控器来完成发动机启动 熄火等 双向可视的电子防盗系统相比单向的更为直观 能彻底让车主知道汽车现实的情况 当车有异动报警时 同时遥控器上的液晶显示器会显示汽车遭遇的状况 缺点是有 效范围只有 100 200 米 按照工作方式的不同 电子报警系统主要可以分为四种 第一种电子防盗报警 系统是闪光系统 在汽车仪表板上装有发光二极管 既可让车主知道此系统的工作 状态 也可以对窥探车厢的偷车者起阻吓作用 第二种电子报警系统可以发出阻吓 信号 一旦有人擅自闯入车厢 还可以向远处的车主发出警报 第三种是超声波报 警器 超声波报警器类似盒式录音机大小 信号发射器可以利用超声波发射器发出 高频的脉冲超声波 当有人潜入车内时 超声波接收器就受到干扰 报警器即刻启 动报警 第四种是会说话的报警装置 该系统在车四周形成一个微波场 当有人误 中国计量学院毕业设计 论文 6 入微波场内时 该系统的语言合成装置会发出警告 2 3 联网的车辆防盗防抢报警系统 联网系统虽然在我国发展历史还不长 也已经出现了多种多样的体系 有的利 用无线寻呼系统 有的利用公用有线和无线通信系统 有的建立专门的无线电发射 接收系统 目前主要有 GPS 系统 GSM 系统和 CAS 系统等 但是不论体系如何 它都必须至少具备网络中心 车载装置两大部分 网络中心监控联网中的各车辆并 且管理整个网络 车载装置担任车辆的防范并且和网络中心保持联系 在防范要求 上它应和上述车辆防盗报警系统的功能基本相同 而由于联网的需要 它必然还有 信息收发和显示功能 不言而喻 网络型系统的优势是 技防 加 人防 也就是说 你的爱车可以随时随地被 关注 在网络区域内 入网的车辆与网络中心之间保持 着联系 车辆若发生警情便能够得到现场救援 具有定位 跟踪功能时不仅救援会 及时 还能对车辆准确地实施追堵 目前 一些城市的安全技术防范管理部门对车辆防盗防抢网络系统积极推广 加强管理 使它成为车辆防范的新军 因此 笔者建议 如果你希望车辆不是孤零 零地抵御盗贼的进攻 那么将其置于网络的监控之下会更令人放心一些 而且 联 网能够实时控制和 人防 的召之即来 不仅使车辆在停放时防盗 也能在行驶中防 抢劫 具有以上非联网的防盗产品所没有的优势 由于联网系统普及应用的历史还 不长 价格也高一些 所以你最好先向当地安全技术防范管理部门咨询 获得较全 面的信息以便选择好的网络系统 它应该覆盖范围大 无死角 反应迅速 经营网 络的厂商具备相当的实力 网络运转与服务必须得到警方的强力支持 对于城市这 种复杂的环境而言 笔者认为不同系统之间的性能差异主要在于对车辆警情及时接 收与处置方面 2 4 GPS 系统 GPS 是全球卫星定位系统的简称 是一种集航天 电子 通讯 计算机和网络 技术之大成的新技术 该系统由美国国防部自 1964 年开始设计制造 直至 1993 年 才全部完成 耗资一百多亿美元 该系统由罗克韦尔国际集团建造的 24 颗导航卫星组成 他们运行于距离地面 17700 公里的 6 个和赤道平面成 55 度夹角的轨道平面上 每个轨道平面配备 3 颗卫 星和一个热备份卫星 任何地点的用户 都可以通过一台 GPS 接收机至少接收到 4 颗卫星发出的位置和时间信号 并据此信号计算其在地球上的位置 误差可在十米 内 GPS 的动态应用主要应用于车辆跟踪系统 它通过实时接收 GPS 信号 并将信 中国计量学院毕业设计 论文 7 号及时传送给客户中心站 这样客户服务中心站就可以实时知道车辆所处的准确位 置 速度和行驶方向 中央监控系统接收车上传过来的 GPS 数据信号 经过处理和 转换后 将该车的位置 速度和行驶方向同时显示在电子地图上 这种系统可以跟 踪多台车辆 GPS 车辆监控系统由车辆 GPS 通讯终端 车载台 通信系统和监管中心三大 部分组成 该系统监控范围广 可实现全国漫游 数据传输速率高 误码率低 稳 定可靠 可实现防盗报警 调度 遥控监听 遥控熄火 数字兼容 地图编辑 数 据库 轨迹回放 多窗口监控 查询 自动漫游 标注 声光报警 工作行程记录 网上查询等功能 2 5 GSM 系统 GSM 系统依托 GSM 通讯网络 进行手机与汽车的智能联动防盗 该系统中安 装有一张手机 SIM 卡 并利用电信的 GSM 网络来实现系统的防盗反劫等功能 基 本出发点为 有网络就有安全 其优越性主要表现在超强的防盗功能 远程遥控功 能以及有效的报警功能 当发生汽车被撞 非法开启车门 被偷 被抢等情况时 除发出声光报警外 系统会立即拨打车主预先设定的报警电话 通过语音循环报警 直到车主接听为止 可有效避免警情漏报情况的发生 与其他系统比 GSM 系统具有如下特点 具有防盗 监控 远程控制 远程报警 定位 反劫等多种功能 不需建基站 报警不受距离限制 灵活设定报警电话 让报警信息不仅可以报知多人 同时可以报知公安 小区 保安 停车场等部门 将汽车置于多方保护的网络之中 提供监听功能 使车主清晰倾听车内动静 程序启动功能 可以在开车前 通过电话指令或遥控器 启动汽车并开通空调 等 2 中国计量学院毕业设计 论文 8 3 设计所用器材介绍 3 1 AT89S52 控制器介绍 3 1 1 AT89S52 概述及管脚图 AT89S52 是一个低功耗 高性能 CMOS 8 位 单片机 片内含 8k Bytes ISP In system programmable 的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读 程序存储器 器件采用 ATMEL 公司的高密度 非 易失性存储技术制造 兼容标准 MCS 51 指令系统 及 80C51 引脚结构 芯片内集成了通用 8 位中央处 理器和 ISP Flash 存储单元 功能强大的微型计算 机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供 高性价比的解决方案 图 3 1 1 AT89S52 管脚图 AT89S52 具有如下特点 40 个引脚 8k Bytes Flash 片内程序存储器 256 bytes 的随机存取数据存储器 RAM 32 个外部双向输入 输出 I O 口 5 个中断优先 级 2 层中断嵌套中断 2 个 16 位可编程定时计数器 2 个全双工串行通信口 看门狗 WDT 电路 片内时钟振荡器 此外 AT89S52 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模式 空闲模式下 CPU 暂停工作 而 RAM 定时计数器 串行口 外中断系统可继续工作 掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据 停止 芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位 同时该芯片还具有 PDIP TQFP 和 PLCC 等三种封装形式 以适应不同产品的需求 3 3 1 2 主要功能特性 1 兼容 MCS 51 指令系统 2 32 个双向 I O 口 3 4 5 5 5V 工作电压 4 3 个 16 位可编程定时 计数器 5 时钟频率 0 33MHz 6 全双工 UART 串行中断口线 7 256x8bit 内部 RAM 8 低功耗空闲和省电模式 9 2 个外部中断源 10 中断唤醒省电模式 中国计量学院毕业设计 论文 9 11 看门狗 WDT 电路 12 软件设置空闲和省电功能 13 8k 可反复擦写 1000 次 ISP Flash ROM 14 3 级加密位 3 2 射频技术 射频 Radio Frequency 简称 RF 射频就是射频电流 它是一种高频交流变化 电磁波的简称 每秒变化小于 1000 次的交流电称为低频电流 大于 10000 次的称为 高频电流 而射频就是这样一种高频电流 3 2 1 射频技术的分类 3 2 1 1 自动识别技术 自动设备识别技术是目前国际上发展很快的一项新技术 英文名称为 Automatic Equipment Identification 简称 AEI 该项技术的基本思想是通过采用一 些先进的技术手段 实现人们对各类物体或设备 人员 物品 在不同状态 移动 静止或恶劣环境 下的自动识别和管理 4 目前应用最广泛的自动识别技术大致可以分为两个方面 光学技术和无线电技 术两个方面 其中光学技术中普遍应用的产品有 条形码和摄像两大类 这两类产 品目前已广泛应用于人们的日常生活中 并已为人们所熟知 比如 条形码用于商 品管理 摄像用于抓拍违章车辆等 3 2 1 2 射频识别技术 识别技术依其采用的频率不同可分为低频系统和高频系统两大类 根据电子标 签内是否装有电池为其供电 又可将其分为有源系统和无源系统两大类 从电子标 签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式 现场有线改写式和现场无 线改写式三大类 根据读取电子标签数据的技术实现手段 可将其分为广播发射式 倍频式和反射调制式三大类 5 1 低频系统一般指其工作频率小于 30MHz 典型的工作频率有 125KHz 225KHz 13 56MHz 等 这些频点应用的射频识别系统一般都有相应的国际 标准予以支持 其基本特点是电子标签的成本较低 标签内保存的数据量较少 阅 读距离较短 无源情况 典型阅读距离为 10cm 电子标签外形多样 卡状 环状 钮扣状 笔状 阅读天线方向性不强等 2 高频系统一般指其工作频率大于 400MHz 典型的工作频段有 915MHz 2450MHz 5800MHz 等 高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予 以支持 高频系统的基本特点是电子标签及阅读器成本均较高 标签内保存的数据 中国计量学院毕业设计 论文 10 量较大 阅读距离较远 可达几米至十几米 适应物体高速运动性能好 外形一般 为卡状 阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性 3 有源电子标签内装有电池 一般具有较远的阅读距离 不足之处是电池的寿 命有限 3 10 年 无源电子标签内无电池 它接收到阅读器 读出装置 发出的 微波信号后 将部分微波能量转化为直流电供自己工作 一般可做到免维护 相比 有源系统 无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制 6 3 2 2 PT2262 和 PT2272 的原理 在设计中 我们利用射频通信来实现防盗密码锁的密码设定 这是本设计的一 个硬件难点 但这并不是说它的电路实现有多难 而是说它的调试起来比较费劲 首先 让我们来了解一对编解码的芯片 PT2262 和 PT2272 的原理 PT2262 2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用 编解码电路 PT2262 2272 最多可有 12 位 A0 A11 三态地址端管脚 悬空 接高电平 接低电平 任意组合可提供 531441 地址码 PT2262 最多可有 6 位 D0 D5 数据端管脚 设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出 可用于无线遥控发射电路 编码芯片 PT2262 发出的编码信号由 地址码 数据码 同步码组成一个完整 的码字 解码芯片 PT2272 接收到信号后 其地址码经过两次比较核对后 VT 脚才 输出高电平 与此同时相应的数据脚也输出高电平 如果发送端一直按住按键 编 码芯片也会连续发射 当发射机没有按键按下时 PT2262 不接通电源 其 17 脚为 低电平 所以 315MHz 的高频发射电路不工作 当有按键按下时 PT2262 得电工作 其第 17 脚输出经调制的串行数据信号 当 17 脚为高电平期间 315MHz 的高频发射 电路起振并发射等幅高频信号 当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振 荡 所以高频发射电路完全收控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号 从而对高频电 路完成幅度键控 ASK 调制 相当于调制度为 100 的调幅 7 PT2262 2272 特点 CMOS 工艺制造 低功耗 外部元器件少 RC 振荡电阻 工作电压范围宽 2 6 15v 数据最多可达 6 位 地址码最多可达 531441 种 中国计量学院毕业设计 论文 11 3 2 3 PT2262 和 PT2272 的外型图和管脚说明 一 管脚图 图 3 2 1 PT2262 管脚图 图 3 2 2 PT2272 管脚图 二 管脚说明 1 PT2262 名称管脚说明 A0 A11 1 8 10 13 地址管脚 用于进行地址编码 可置为 0 1 f 悬空 D0 D5 7 8 10 13 数据输入端 有一个为 1 即有编码发出 内部下拉 VCC18电源正端 VSS9电源负端 TE14编码启动端 用于多数据的编码发射 低电平有效 OSC116振荡电阻输入端 与 OSC2 所接电阻决定振荡频率 OSC215振荡电阻振荡器输出端 DOUT17编码输出端 正常时为低电平 2 PT2272 中国计量学院毕业设计 论文 12 名称管脚说明 A0 A11 1 8 10 13 地址管脚 用于进行地址编码 可置为 0 1 f 悬空 必须 与 2262 一致 否则不解码 D0 D5 7 8 10 13 地址或数据管脚 当做为数据管脚时 只有在地址码与 2262 一致 数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平 否则 输出为低电平 锁存型只有在接收到下一数据才能转换 VCC18电源正端 VSS9电源负端 DIN14数据信号输入端 来自接收模块输出端 OSC116振荡电阻输入端 与 OSC2 所接电阻决定振荡频率 OSC215振荡电阻振荡器输出端 VT17 解码有效确认 输出端 常低 解码有效变成高电平 瞬态 3 2 4 编码发射和接收电路 1 我们采用如下的电路图来实现编码发射电路 图 3 2 3 发射电路 如图 3 2 3 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 由低频振荡器产生的 低频调制波 一般为宽度一定的方波 如果是多路控制 则可以采用每一路宽度不 同的方波 或是频率不同的方波去调制高频载波 组成一组组的己调制波 作为控 制信号向空中发射 组成一组组的己调制波 作为控制信号向空中发射 8 2 我们采用如下的电路图来实现解码接收电路 中国计量学院毕业设计 论文 13 图 3 2 4 接收电路 如图 3 2 5 当信号从 RXD 中接收过来时通过三极管进入 PT2272 芯片的 14 脚 17 脚解码有效确认 发光二极管亮一下 PT2272 进行解码 10 13 数据管脚输出 与 2262 数据端对应的高电平到单片机 同时进行锁存 直到下一组数据的到来 图 3 2 5 超再生检波接收电路 超再生检波接收器 超再生检波电路实际上是一个受间歇振荡控制的高频振荡 器 这个高频振荡器采用电容三点式振荡器 振荡频率和发射器的发射频率相一致 中国计量学院毕业设计 论文 14 而间歇振荡 又称淬装饰振荡 又是在高频振荡的振荡过程中产生的 反过来又控 制着高频振荡器的振荡和间歇 而间歇 淬熄 振荡的频率是由电路的参数决定的 一般为 1 百 几百千赫 这个频率选低了 电路的抗干扰性能较好 但接收灵敏 度较低 反之 频率选高了 接收灵敏度较好 但抗干扰性能变差 应根据实际情 况二者兼顾 超再生检波电路有很高的增益 在未收到控制信号时 由于受外界杂散信号的 干扰和电路自身的热搔动 产生一种特有的噪声 叫超噪声 这个噪声的频率范围 为 0 3 5kHz 之间 听起来像流水似的 沙沙 声 在无信号时 超噪声电平很高 经 滤波放大后输出噪声电压 该电压作为电路一种状态的控制信号 使继电器吸合或 断开 由设计的状态而定 9 当有控制信号到来时 电路揩振 超噪声被抑制 高频振荡器开始产生振荡 而振荡过程建立的快慢和间歇时间的长短 受接收信号的振幅控制 接收信号振幅 大时 起始电平高 振荡过程建立快 每次振荡间歇时间也短 得到的控制电压也 高 反之 当接收到的信号的振幅小时 得到的控制电压也低 这样 在电路的负 载上便得到了与控制信号一致的低频电压 这个电压便是电路状态的另一种控制电 压 10 如果是多通道遥控电路 经超再生检波和低频放大后的信号 还需经选频回路 选频 然后分别去控制相应的控制回路 3 3 振动传感器 3 3 1 Z02 概述 国产 Z02 型片状振动模块是一种使用简便 灵敏度高 功耗低 性价比高的微 型振动传感器 这种模块能够输出与振动波同步的瞬态正脉冲 可作为振动报警器 的微型传感头广泛应用于门窗 车辆及其它场合的防盗报警 也可用于其它振动波的 即时监测或触发控制电路 3 3 2 Z02 模块的主要参数 工作电压范围 2 6 6V 典型工作电压 3V 极限电压值 12V 工作电压下 静 态工作电流 50uA 输出电流 0 5mA 输出方式为瞬态高电平 输出幅度接近模块正极 端电压 工作环境温度范围 30 70 摄氏度 11 3 3 3 Z02 模块的特点 1 灵敏度极高 能检测极其微弱的震动波 2 安装简便 不受任何角度限制 中国计量学院毕业设计 论文 15 3 抗干扰性好 对外界声响无反映 对同一物体上的碰触极为敏感 4 抗冲击强度高 能承受同类传感器不能承受的强烈振动工作条件 5 防水性能好 环氧树脂封装 能适应湿度较大的工作环境 6 体积小 寿命长 重量轻 约 1 克 外型如同一枚纽扣 3 4 1602 夜晶显示模块 3 4 1 字符液晶模块控制器介绍 一 字符模块控制器的特点 1 具有字符发生器 ROM 可显示 192 种字符 2 具有 64 个字节的自定义字符 RAM 可自定义 8 个 5 8 点阵字符或 4 个 5 11 点阵字符 3 具有 80 个字节的 RAM 4 标准的接口特性 适配 M6800 系列 MPU 的操作时序 5 低功耗 长寿命 高可靠性 二 与微处理器的接口信号 引脚符号状态引脚名称功 能 RS输入数据 指令选 择信号 RS 1 为数据操作 RS 0 为写指令或读状态 R W输入读写选择信号R W 1 为读选通 R W 0 为写选通 E输入读写使能信号在 E 下降沿 数据被锁存 写 入 KS0066 及其兼容控制驱动器 在 E 高电平期间 数据被读出 DB4 DB7三态数据总线 DB0 DB3三态数据总线用 4 位 CPU 控制时 此四位不用 中国计量学院毕业设计 论文 16 3 4 2 液晶显示模块指令系统 1 清屏 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 运行时间 250Khz 1 64 ms 功能 清 DDRAM 和 AC 值 2 归位 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 00 0 0 0 0 0 1 运行时间 250Khz 1 64 ms 功能 AC 0 光标 画面回HOME 位 3 输入方式设置 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 00 0 0 0 0 1 I D S 运行时间 250Khz 40 s 功能 设置光标 画面移动方式 其中 I D 1 数据读 写操作后 AC 自动增一 I D 0 数据读 写操作后 AC 自动减一 S 1 数据读 写操作 画面平移 S 0 数据读 写操作 画面不动 4 显示开关控制 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 00 0 0 0 1 D C B 运行时间 250Khz 40 s 功能 设置显示 光标及闪烁开 关 其中 D 表示显示开关 D 1 为开 D 0 为关 C 表示光标开关 C 1 为开 C 0 为关 B 表示闪烁开关 B 1 为开 B 0 为关 5 光标 画面位移 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 00 0 0 1 S C R L 运行时间 250Khz 40 s 功能 光标 画面移动 不影响DDRAM 中国计量学院毕业设计 论文 17 其中 S C 1 画面平移一个字符位 S C 0 光标平移一个字符位 R L 1 右移 R L 0 左移 6 功能设置 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 DL N F 运行时间 250Khz 40 s 功能 工作方式设置 初始化指令 其中 DL 1 8 位数据接口 DL 0 4 位数据接口 N 1 两行显示 N 0 一行显示 F 1 5 10 点阵字符 F 0 5 7 点阵字符 7 CGRAM 地址设置 RS R WDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 运行时间 250Khz 40 s 功能 设置 CGRAM 地址 A5 A0 0 3FH 8 DDRAM 地址设置 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 01 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 运行时间 250Khz 40 s 功能 设置 DDRAM 地址 N 0 一行显示 A6 A0 0 4FH N 1 两行显示 首行A6 A0 00H 2FH 次行 A6 A0 40H 67H 9 读 BF 及 AC 值 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 功能 读忙 BF 值和地址计数器AC 值 其中 BF 1 忙 BF 0 准备好 此时 AC 值意义为最近一次地 址设置 CGRAM 或 DDRAM 定义 10 写数据 中国计量学院毕业设计 论文 18 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0数 据 运行时间 250Khz 40 s 功能 根据最近设置的地址性质 数据写入DDRAM 或 CGRAM 内 11 读数据 RS R W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1数 据 运行时间 250Khz 40 s 功能 根据最近设置的地址性质 从DDRAM 或 CGRAM 数据读出 中国计量学院毕业设计 论文 19 4 设计过程 4 1 设计准备 4 1 1 设计提要 本设计力争通过运用红外遥控技术 热释电探测技术 位移探测技术 PS2 协议技术 开关电源技术和I2C 存储技术等相关内容 设计出一套经 济有效的车辆防盗系统 从而更好的为社会服务 并经过优化后能够向企业 实现技术转让 达到更好的社会效益 红外遥控系统实现 基于PS2 键盘的随机密码系统设计 I2C 固化存 储系统的设计 位移监测系统的设计 声音报警程序的设计 车载开关电源设 计 双电源切换系统设计 设计难点 车载开关电源设计 基于PS2 键盘的随机密码系统设计 远距离红外遥 控系统设计 位移监测系统设计 设计创新和方案设想 本设计力求设计一套经济且有效系统双电源切换系统 平时对镍氢电池充 电 当车辆自身的蓄电池没有电时 能够自动切换到镍氢电池上 使系统能 够照常工作 准备结合BQ2002 和 Max705 等芯片来进行设计 同时本设计 创新的提出基于PS2 键盘进行随机密码系统的设计 具有占用口线少 可设 置密码长度不限 同时能够具有中英文切换等优点 4 1 2 应用方案 51最小系统是现今所有控制系统中应用最为广泛 最廉价的控制装置 除此之外管脚分配灵活又是它的一大主要特点 考虑到的本次设计 所运 用到的技术及 设计 成本 我们决定用次系统作为我们的主处理器 一 红外遥控技术 经过实验我们发现 红外通信的通讯距离短 通讯过程中不能移动 遇障碍物通讯中断 红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据 传输 功能单一 扩展性差 12 市场调查后 我们决定用射频通信代替红外通信 二 热释电探测技术 位移探测技术 经过深入的技术调查我们发现 热释电主要用于探测信号的有无 位移 中国计量学院毕业设计 论文 20 探测技术主要用于测量动态物体的距离 与我们初次设想的识别用户的功能 是不能实现的 如果还用它来实现人员有无的话 极其容易产生误报 而我 们所要求的车辆防盗系统中 要的是在没有确认用户之前 只要有人动了车 辆就产生报警操作 这无疑与振动传感器的功能不谋而合了 所以我们决定 用振动传感器来代替热释电探测器作为我们的探测部分 三 PS2协议技术 PS2键盘是我们所熟知的PS2协议技术的代表 也正是我们在项目申请中 提到的 PS2键盘的随机密码系统设计的核心 实验过程中我们实现了PS2 协议技术来设置随机密码 但你能想像你的遥控器的大小是电脑键盘那么大 吗 鉴于此 我们后来决定用自制的小键盘代替PS2键盘 它除了没有 PS2键盘那么多键外 完全能满足我们该套系统的功能实现 四 开关电源技术 开关电源 技术 是利用现代电力技术 控制开关晶体管开通和关断的时间 比率 维持稳定输出电压的一种电源 开关电源一般由脉冲宽度调制 PWM 控制 IC和MOSFET构成 其中的 脉冲宽度调制 用51单片机实现 五 I2C存储技术 I2C存储技术的最主要特点是掉电不丢失所存储的数据 在本套实验项目 中 正是要用它来存储用户所设置的随机密码数据 并防止不丢失 考虑的 成本我们采用 Atmel公司生产的 AT24C02芯片来实现 I2C存储技术 4 2 硬件电路 4 2 1 系统框图 本系统框图由车体和用户两个框图组成 一 车体框图 整个流程如下 以单片机最小系统为核心 有以下三种情况 首先 在 密码设置接收装置接收来自用户的发出正确的解锁命令下 系统关闭振动传 感器的电源 使其工作在不工作状态 从而使用户能开启自己的车辆而不发 生报警 其次 在密码设置接收装置接收来自用户的发出不正确的解锁命令 下 在其达到三次以上错误密码时 系统启动报警 具体过程如下 单片机 使振动传感器 常开继电器和远程报警发射装置的电源打开 并使远程报警 中国计量学院毕业设计 论文 21 发射装置发出报警到用户 且在现场的本地光电报警发出报警 最后 在没 有接收到密码设置接收装置接收来自用户的解锁命令下 由振动传感器感知 有无人员触动车辆而发出报警 导线连接 导线连接 控制电源 控制电源 控制电源 I O 控制 Int0 振动传感 器装置 常开继电器 本地光电 报警装置 单片机最小系统 远程报警发 射装置 1602 液 晶显示 密码设置 接收装置 图 4 2 1 车体框图 二 用户框图 整个流程如下 假设车辆在出厂的时候设置了初始密码 在用户想要自 己设置自己的个性化密码时 只需按动键盘中的某个特定的按键后 进入密 码修改模式 输入相应的密码数据后 按确定键退出 只要在使用键盘没有 按动密码重置键 此时系统处于密码输入模式 可以输入解锁密码 在车辆 发出报警时 用户手中的接收装置就发出声光电的报警 中国计量学院毕业设计 论文 22 4 3 软件调试 4 3 1 系统程序流程图 重置 验证 错 对 错 对 错误三次 错误三次 开始 1602 液晶初始化 文本提示 请输入旧 密码 文本提示 请输入密 码 按键模式选择 文本提示 请输入新 密码 密码设置 完毕 核对密码 车辆解锁 系统报警 图 4 3 1 系统程序流程图 中国计量学院毕业设计 论文 23 结束语 在设计过程中碰到了一些问题 首先 在密码设置接收部分与单片机连接部分 我们想到的是解码输出直接与单片机相连 但在编写程序的时候 发现我们没法具 体知道什么时候接收的命令是正确的 其次 在键盘发射电路的制作中 我们发现 即使第一个问题很好地解决了 但误码率总是很高 针对第一个问题 我们的解决方法是这样的 既然我们直接让密码设置部分与 单片机的 I O 口直接相连不知道什么时候来读取数据 那么我们就让每接收一次命 令后触发一次中断 在中断中读取数据 这样一来 我们很好地解决了这个问题 针对第二个问题 我们的解决方法是这样的 在第一个问题很好地解决了的情 况下 还是经常出现误码 那么很可能是我们在发射的时候就是误码 而在发射部 分可能存在的误码就只有来自键盘了 后来我们给键盘加了一个去抖电路 再实验 得出 也没有误码出现了 通过这次设计 我觉得对嵌入式技术更加的了解 对于自己不熟悉的知识 能 够从各方面进行查阅 使得自己在这些方面有比较好的理解掌握 并且对一个产品 的设计 从它的设想 理论联系实际 将理论转化为实物 这个设计过程使我懂得 了如何开发和研究一个产品 如何对它进行设计 如何才能达到预定的效果 总之 本次毕业设计使我受益颇深 是得到实践经验最多的一次 中国计量学院毕业设计 论文 24 参考文献 1 李