儿童反锁汽车内报警器的设计

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）I毕业设计论文题目儿童反锁汽车内报警器的设计课题类型设计实验研究论文学生姓名马明明学号312107020223专业班级电子信息工程2122班学院信息工程系指导教师郎璐红提交时间2016年4月24日马明明儿童反锁汽车内报警器的设计II儿童反锁汽车内报警器的设计摘要随着经济的快速发展，汽车已经进入千家万户。我们在享受汽车带来方便的同时不能忽略了汽车存在的一些安全问题。近些年来，由于一些驾驶员的粗心，下车后会把儿童长时间遗忘在车内，对孩子的身心造成伤害。本课题用AT89C51单片机作为主要控制芯片，当驾驶员下车车门锁死后，应用被动红外探测器自动检测是否有儿童在车内，如果车内有儿童，则利用无线通信模块发送报警信号给驾驶员。在设计本课题的时候，我觉得AT89C51单片机虽然是最基础的单片机，但是它的功能也很强大，基本的实现了要完成的工作。被动式红外探测器是根据人体有恒定的体温，与周围环境温度存在差别，这种差别的变化通过菲涅尔透镜被热释电传感器检测到，从而输出报警信号。被动式红外探测器多用在家庭防盗等方面。该设计主要由传感器模块、控制电路模块以及无线通信模块三部分组成。本设计涉及到的热成像技术、传感器技术都已经发展成熟，实践证明其具有很高的可靠性。同时，该系统从多个角度出发，充分考虑可能引发事故的各种因素，确保儿童不会被长时间单独留在车内，保证儿童的安全。关键词报警器；单片机；红外探测器；无线通信模块安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）IIITHEDESIGNOFCHILDRENLOCKEDINACARALARMABSTRACTWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFECONOMY,THECARHASENTEREDINNUMBERABLEFAMILIESWEAREENJOYINGCARSBRINGCONVENIENTATTHESAMETIMECANTIGNORESOMESECURITYPROBLEMSOFTHECARINRECENTYEARS,DUETOSOMEOFTHEDRIVERSCARELESSNESS,GETOFFAFTERTHECHILDRENFORALONGTIMETOFORGETINTHECAR,TOTHECHILDSPHYSICALANDMENTALDAMAGETHISTOPICUSINGAT89C51SINGLECHIPMICROCOMPUTERASMAINCONTROLCHIP,WHENTHEDRIVEROUTOFTHECARDOORLOCK,APPLICATIONOFPASSIVEINFRAREDDETECTORSAUTOMATICALLYDETECTWHETHERTHEREARECHILDRENINTHECAR,IFTHECARHASCHILDREN,WITHTHEWIRELESSCOMMUNICATIONMODULETOSENDALARMSIGNALTOTHEDRIVERINTHEDESIGNOFTHISTOPIC,ITHINKALTHOUGHAT89C51ISTHEFOUNDATIONOFSINGLECHIPMICROCOMPUTER,BUTITSFUNCTIONISVERYSTRONGALSO,BASICIMPLEMENTATIONOFTHEWORKTOBEDONEPASSIVEINFRAREDDETECTORISBASEDONTHEHUMANBODYHASACONSTANTBODYTEMPERATURE,TEMPERATUREDIFFERENCEEXISTSWITHTHESURROUNDINGENVIRONMENT,THECHANGEOFTHEDIFFERENCEBYFRESNELLENSHASBEENDETECTEDBYTHEPYROELECTRICSENSOR,THUSTHEOUTPUTALARMSIGNALPASSIVEINFRAREDDETECTORSUSEINTHEHOMEGUARDAGAINSTTHEFT,ETCTHISDESIGNISMAINLYPERFORMEDBYTHESENSORMODULE,ACONTROLCIRCUITMODULEANDFUNCTIONMODULEOFTHREEPARTSTHISDESIGNINVOLVESTHETHERMALIMAGINGTECHNOLOGY,SENSORTECHNOLOGYHASBEENMATURE,PRACTICESHOWSTHATITHASHIGHRELIABILITYATTHESAMETIME,THESYSTEMFROMMULTIPLEANGLES,FULLYCONSIDERINGTHEFACTORSTHATMAYCAUSEACCIDENTS,TOENSURETHATTHECHILDRENWILLNOTBEALONEFORALONGTIMESTAYINTHECAR,TOENSURETHESAFETYOFCHILDRENKEYWORDSALARMSINGLECHIPMICROCOMPUTERINFRAREDDETECTORWIRELESSCOMMUNICATIONMODULE马明明儿童反锁汽车内报警器的设计IV安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）V目录引言5绪论6第1章设计内容711设计任务712题目评析7第2章系统总体方案921方案选择922方案论证9第3章系统硬件设计1031系统的总体方案设计1032硬件模块的设计10321被动式红外报警器的设计10322无线通信模块的设计12323单片机的设计12324放大电路的设计14325时钟电路的设计14326复位电路的设计15第4章软件的程序实现1641主程序工作流程图1642设计编程程序16第5章原理图仿真1851PROTEUS简介1852KEIL简介1853系统仿真18结论与展望20致谢21参考文献22附录A红外报警系统原理图23附录B红外报警器仿真图24附录C设计编程程序24安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）1引言从上世纪初，报警系统就已经在稍具雏形。在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；同时，这种呼救箱直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后，由于通信技术的发展，提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中，从而使得报警信息可以通达到更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及电话普及到千家万户，更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。从以上过程来看，报警行业的发展是以工业技术发展为基础的，只有具备良好的通信手段，才能够把各地的报警信息汇聚到相应的权威部门，然后由权威部门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。国内外智能监控报警技术发展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美发展过程，可以清楚的看出世界智能报警技术的发展概况。近年来，越来越多的儿童家长反映，由于家长的疏忽，没有安全意识的儿童被锁在车内而导致儿童窒息等事故频发。国内因钥匙遗忘在车内导致儿童被困的现象也常见报道。儿童如果被单独锁在车内，一段时间后很有可能因为闷热、窒息或被偷等原因导致其发生危险，甚至失去生命，对儿童的身心造成很大的伤害。所以要求驾驶员不要把儿童单独留在车上。国内外厂家开始逐渐注意到这方面问题。有些厂家开始研制出钥匙遗忘车内提醒装置，然而这并不能彻底解决儿童被困车内的问题。本设计主要的部分是在车门锁锁住后，同时装在车内的被动式红外探测器检测车内的情况，如果有儿童在车内，传感器将这些信号转换为电信号通过输入接口输入到无线通信模块，无线通信模块根据此电信号判断出车内的状态，启动声光报警器并给驾驶员发送报警信号。驾驶员意识到问题后，返回车内将儿童救出，可以避免事故的发生。马明明儿童反锁汽车内报警器的设计2绪论20世纪90年代以来，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术、数据通讯技术、传感器技术、控制技术、计算机处理技术和汽车网络技术等有效的应用于汽车报警技术，促进了汽车自动检测的技术和报警技术的高度智能化、功能多样化。现在有许多国家的汽车制造商研制出了比较先进和实用性很强的汽车报警器，例如美国的钥匙报警技术，德国的变密码报警技术，澳大利亚的电子追踪技术，中国方位遥控报警技术等等，这些都是当今世界上比较流行的汽车报警技术。红外线作为一种不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品，还有红外监控无线报警器、超声波防盗报警器、红外线防盗报警器、高灵敏红外报警器、触摸式延时防盗报警器、触摸式防盗报警器、红外报警器、红外线声光报警器等。被动式红外报警器1975年国外已有商品投入市场,我国已经早在七十年代中期开始研制。仅上海及江浙地区目前就有30多家厂商从事红外报警器的开发与生产。如上海德福光电技术公司除了生产经营主动式红外报警器之外,还批量生产IA型被动式红外报警器,年产量达8000套。上海环球红外技术开发公司开发了方位视场大、结构小巧的遥感开关式IRSS一180型被动式红外报警器,公安部第三究研所较早就研制成功了主动式红外报警器和被动式红外报警器,1989年又推出了采用多光束菲涅尔透镜与平面反射镜系统的被动式红外报警器的新产品。该产品消除了探测死角,经公安部检测中心测试,所检项目全部符合国家标准,现已投入批量生产。上海十家从事红外报警器的开发与生产的厂商,其年销售量约占全国的40,已经成为我国红外报警器的重要生产基地,而且功能和性能己接近国际上普及类商品水平，在用户中享有良好的信誉。目前，市场上的儿童反锁汽车内报警器是国内较为先进的报警系统，报警器可以检测当汽车门锁住后，如果汽车内有儿童，便会报警，利用报警器给驾驶员发送报警信号。儿童反锁汽车内报警器属于传感器报警器。为了减少儿童反锁汽车内事故的发生，给孩子一个健康的环境，研制出一种简单可靠，能够检测到儿童在汽车内并且具有报警功能的装置，具有重要意义。安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）3第1章设计内容11课题背景随着电子信息技术和计算机网络技术的发展、人们生活水平的提高和安防意识的增强，迫切需要价格低廉、运行可靠及智能化的自动报警系统应用到报警系统中。报警系统通过各种传感器实时采集现场的环境信息，通过无线的方式将信息传输给控制中心。目前世界智能化系统均向网络化布线及总线制控制相结合的方向发展，无线通讯技术也成为了当今的热点技术。报警系统也不可避免地跟进世界技术发展的潮流，在报警系统向远距离无线方向发展的过程中，报警系统是建筑智能化系统的一个子系统。12设计任务1自选一种单片机作为控制芯片。2比较选择一种可用传感器检测儿童在车内。3比较选择一种无线通信方式用于接收发送的报警信号。4报警器可挂在汽车钥匙上作为接收装置。5如果儿童被遗忘在汽车里面，在车门锁上后，通过无线的方式报警。13题目评析本课题设计的主要任务是单片机、红外探测器、无线通信模块的选取以及关于电路的设计。其中运用单片机作为主要控制芯片、以及信号的输入和信号与电信号的转换无线通信接收模块较为困难。本课题设计的主要意义在于当车门锁死后可以检测车内是否有儿童，当检测到后会给驾驶员发送报警信号，避免儿童被长时间遗留在车内发生的事故。马明明儿童反锁汽车内报警器的设计4安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）5第2章系统总体方案21方案选择儿童被独自留在车内，原因有很多种可能，主要有一下三个方面（1）驾驶员粗心大意，下车时没有发现或者忘记熟睡中的儿童（包括婴儿）。该系统在驾驶员下车锁门后自动启动报警装置，给驾驶员发送报警信号，提醒驾驶员车内有人，避免事故的发生。（2）驾驶员存在侥幸的心理，认为自己下车办事很快就回来，将儿童单独所在车内，但是在这个过程中随时都有可能发生危险，更有盗贼专门悬在这种时候偷车，所以儿童的处境就会变得十分危险。这时候就要求系统在设计的时候设定报警解除条件车门被锁时不允许车内有人，驾驶员必须将儿童带出车外才能解除报警。（3）驾驶员在车外，车门自动落锁，而车门钥匙遗留在车内。如果驾驶员不及时采取措施，车内的儿童很可能因为车内空气憋闷而窒息。此种情况要求驾驶员发出指令，使车门自动打开。根据本课题设计的任务以及内容，我选取了第一种情况作为设计的方案。该系统主要由传感器模块控制电路模块以及功能执行模块三部分组成。其中主要涉及车门锁传感器和被动式红外探测器；控制电路主要由信息输入、处理以及输出三部分组成；功能执行部分是给驾驶员发送报警信号。22方案论证（1）车锁状态识别汽车车门锁属于汽车的基本配置，当汽车行驶在途中时，为了车上人员的安全，有时候驾驶员也会给车门上锁，这一情况是和驾驶员下车后用钥匙锁住车门不同的。本设计考虑当驾驶员下车后用钥匙锁住车门的情况。锁门基本上是当驾驶员下车后自己锁门的情况。安装在车门锁附近的车门锁传感器，检测到车门被锁时，发送信息给控制电路模块，控制电路进行下一步的工作。（2）车内儿童识别人体体表温度岁年龄、环境等因素的不同而发生变化婴幼儿（014岁）温度比成年人略高，正常体温约为37摄氏度左右；在驾驶员下车后，即车门锁传感器检测到车门被锁之后额一段时间内，车内温度应为人体舒适温度，一般为1825摄氏度。二者温度有些差异，因此，车内环境和车内的人体会形成不同的温度场。根据这一原理，安装在车内的被动式红外探测器根据其热成像技术采集到车内环境（包括物体和人体）的红外辐射，并转换成数字信号传递给车内的控制电路；经过分析，判断出车内是否有人体（儿童）存在。被动式红外探测器由车门锁信号触发启动。当车门锁传感器检测到车门被锁时，产生信号，输入到汽车的控制电路，控制电路发出指令，启动红外探测器。（3）报警器红外报警器分主动式和被动式两种。主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线并且红外线又不断反弹回来的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。这时候需要考虑的情况就是当儿童熟睡在车内的时候，儿童并不会运动，根据主动式红外报警器的原理，就不会有信号的产生，所以主动式红外报警器不适合此设计。此设计根据被动式红外报警器的原理依靠被探测物体本身发射出的红外线而工作，所以选用了被动式红外探测马明明儿童反锁汽车内报警器的设计6器。当控制电路通过一系列的分析，同时检测到车门被锁以及车门有人信息时，控制电路判定符合儿童被锁车内报警系统的工作条件；则发出控制信号，启动报警器部分。车联网技术的发展，使得驾驶员对汽车性能的监控更加智能化。驾驶员接收到报警信号后，返回汽车将车内的儿童带出，避免危险发生。第3章系统硬件设计31系统的总体方案设计本设计总体上需要解决的主要任务是要检测车门锁的状态、车内是否有儿童、把人体的红外线能量转换成电信号、用处理过的电信号触发报警信号。该系统的总体设计框图如图31所示。图31系统总体设计框图32硬件模块的设计321被动式红外报警器的设计红外线PIR传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件，是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。被动式红外报警器具有价格便宜、设计合理、性能稳定、元器件简单、抗干扰能力强、准确报警等优点。该报警器适用于室内外各种场合的防盗、防火,可以昼夜监测,可以长期连续工作。它可以完成武器库、弹药库、储备库、金库、机要档案室、商店、展览馆、博物馆、工厂车间等场合的保安工作。对于大型仓库及分散场所,可同时采用多台报警器联合监测方法确保完成保安工作。被动式红外报警器的特点是1由于它依赖人体自身发出的自然辐射,因此具有良好的隐蔽性,不会被入侵者探知；安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）72采用优质双光敏热释电探测器,具有消除环境温度变化的效应,从而防止误报；3探测器上加有滤光片,响应峰值波长为人体辐射波长,对非人体辐射具有较好的抗干扰能力；4该仪器无发射源,功耗低,交、直流两用,可长距离传输报警信息；5仪器电路有完好的射频滤波及其它滤波等屏蔽措施,因此抗无线电干扰及杂波干扰能力强。其工作原理是根据电路无发射部分，仅仅由接受部分电路组成。它依靠被探测物体本身发射出的红外线而工作。被动式红外电路的一般性原理框图如图32所示。图32被动式红外的原理框图红外传感器把接收到的红外光转换成电信号,放大及处理电路先对转换后的微弱信号进行放大,然后按某种方进行处理。执行电路对前面送来的信号进行指示、记录、显示或执行一定的动作。本设计所用的被动式红外传感器采用了双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图33所示,在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。RSY2Y1R1R2C2C1R3R4Q2NPNQ1FETVCCVCC3V12VOUT图33被动式红外传感器原理图被动式红外传感器其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。被动式红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元马明明儿童反锁汽车内报警器的设计8输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104M，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式，即源极跟随器来完成阻抗变换。其由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。被动式红外传感器主要工作参数工作电压常用工作电压范围为315V；工作波长通常为7514UM；源极电压通常为0411V，R约为47K；输出信号电压通常大于20V；检测距离检测距离约为610M；水平角度约为120。图34为该电路的工作波形图。当未接收到红外线时,IC1输出UA为低电平。由于V的跟随作用,IC2输入为低电平,其输出UB为高电平。此时IC3处于稳态,输出UC为低电平。当红外接收头接收到红外线后,IC1输出UA跳变为高电平,IC2输出UB跳变为低电平,此低电平触发IC3电路,其输出UC立刻上跳为高电平。红外线开关电路就是用此高电平去控制其它执行电路动作的。红外头部分采用红外传感器KP2288和集成电路KC778B构成。IC2、IC3合用一块双极性NE556定时器。电源电压VCC为412V,电压越高,检测距离越远,可按需要选定。图34工作波形图322无线通信模块的设计无线发射模块采用FSK半双工工作方式，自动过滤噪声。具有自动避让功能，避免同频率同时发送而干扰，类似载波侦听，工作稳定可靠。模块集成数据输入天线信号发射输出功能，可以在300450MHZ范围内定制，发射功率达10MW，内部设有锁相环，最高接收数据速率可达50KBPS，使用简单，无需外加任何电路即可实现无线信号输入到数据信号输出。如下图35声音报警电路图所示，用一个SPEAKER、继电器、三极管和电阻接到单片机的TXD引脚上，外接VCC，构成报警电路，当TXD引脚被置高电平后，系统开始报警。安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）9图35声音报警电路图323单片机的设计单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。本设计选用了美国INTEL公司生产的51单片机。51单片机是对所有兼容INTEL8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是INTEL的8031单片机，后来随着FLASHROM技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机的主要功能如下8位CPU4KBYTES程序存储器ROM128BYTES的数据存储器RAM32条I/O口线111条指令，大部分为单字节指令21个专用寄存器2个可编程定时/计数器5个中断源，6个优先级一个全双工串行通信口外部数据存储器寻址空间为64KB外部程序存储器寻址空间为64KB逻辑操作位寻址功能双列直插40PINDIP封装单一5V电源供电CPU由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器RAM用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据马明明儿童反锁汽车内报警器的设计10ROM用以存放程序、一些原始数据和表格I/O口四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出T/C两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式五个中断源的中断控制系统一个全双工UART通用异步接收发送器的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M12M。将报警系统设计中所需要用到AT89C51单片机的引脚及其功能说明列出表格，以对报警系统设计有更好的了解与设计。如下表31所示表31AT89C51单片机引脚分配引脚功能说明P10接收外接传感器控制信号RESET复位P31（TXD）控制外接电路P32中断VCC供电电压GND接地324放大电路的设计如下图36放大电路图所示。在电路中，当热释电红外传感器接收到人体信号时，输出一个微弱的低频电信号，其大小仅1MV，频率约为03HZ到3HZ，需要通过三极管放大至70DB75DB。晶体管S9014是NPN三极管，其IC静态工作电流达100MA，放大倍数最大可达1000倍。R9可以给S9014提供静态基极电压。放大后的信号由C6耦合至反相器74LS04输入端。74LS04反相器输出的是TTL电平，若探测器检测到有信号输入，输出低电平，即逻辑信号0,经51单片机处理，将产生报警。若无信号输入，则持续输出高电平，即逻辑信号1，经51单片机处理，将不产生报警。安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）11图36放大电路图325时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周为1/12US，故而一个机器周期为1US。如下图37所示为时钟电路图。图37时钟电路图326复位电路的设计单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。复位方法一般有上电复位和外部手动复位两种方式。上电复位是复位时在单片机接通电源后，对单片机的复位。本次设计采用的是外部手动按键复位电路。如图38复位电路图所示，当需要外部复位时，按下复位按钮即可达到复位目的。马明明儿童反锁汽车内报警器的设计12图38复位电路图安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）13第4章软件的程序实现41主程序工作流程图按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如图41所示图41系统流程图42设计编程程序主程序如下INCLUDETYPEDEFUNSIGNEDCHARUINT8TYPEDEFUNSIGNEDINTUINT16SBITS1P10SBITS3P32马明明儿童反锁汽车内报警器的设计14SBITLIGHTP30SBITSPEAKERP31SBITZHISHIP12VOIDBAOJINGUINT8COUNTERTMOD0X01TH00XB8TL00X00TR01WHILES3IF1TF0TF00TH00XB8TL00X00COUNTERIF25COUNTERCOUNTER0LIGHTLIGHTSPEAKERSPEAKERVOIDZSZHISHIS3ZHISHIS1VOIDFUNIFS10BAOJINGVOIDMAINZSFUN安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）15第5章原理图仿真51PROTEUS简介PROTEUS的ISIS是一款LABCENTER出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点1全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势；2具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。3目前支持的单片机类型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。4支持大量的存储器和外围芯片。总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能强大，可仿真51、AVR、PIC。52KEIL简介单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的及其码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编。随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，KEIL软件是目前最流行开发MCS51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持KEIL即可看出。KEIL提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。53系统仿真编写的程序用KEIL软件编译，采用PROTEL绘制原理图，最后通过PROTEUS软件来进行软硬件联机仿真。马明明儿童反锁汽车内报警器的设计16结论与展望本设计详细的分析了儿童被锁车内的原因以及可能带来的后果，同时，该系统从多个角度出发，充分考虑可能引发事故的各种因素，并且经过一系列的分析和选取设计出了一套基于单片机和被动式红外探测器的报警系统，以解决儿童被误锁车内可能引起的各类问题。通过本课题的设计，我明白了热成像技术的原理是利用红外探测器探测和接收目标物体自身发射的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段将目标物体的温度分布图像转换成视频图像，该图像既反映了目标表面不同部位辐射红外线的强弱，也表明了该部位温度的高低。在设计的同时我也学习了单片机的有关内容，解决了51单片机的片内硬件基本结构、引脚功能、存储器结构和I/O端口的结构的连接和使用说明，以及有关特殊功能寄存器的基本知识和复位电路、时钟电路的设计。通过设计电路把各个模块联系在一起，实现了报警器的基本功能。总体方案设计基本正确可行，其主要功能得以实现，检测车内的情况准确可靠，具有较强的抗干扰性能力，为将来系统产品化打下了良好的基础。在设计本课题的同时我也意识到了一些此设计不足的地方。输出信号都是开关量，有无情况很容易识别，但由于信号线上受到空间电磁波的干扰，例如附近手机、电焊机等的工作，会导致误报，因此，实际电路中，要考虑到对信号进行特殊的处理，如在硬件上设置滤波电路，或采用比较器进行处理。关于被动式红外探测器电路可以设计声光报警器，可以增加对驾驶员的提醒作用。另外，在无线通信模块方面我选用了最简单的信号的发送、接受提醒。在车联网技术快速发展的时代，实现汽车与手机联网具有较高的价值，考虑到驾驶员可能注意不到汽车发出的报警信号，系统可以设置短信提醒的功能，也就是给驾驶员的手机发送短信。这就要求将驾驶员的手机与车载电路控制系统联机，在驾驶员离开驾驶位置后，仍能利用移动通信的技术将车内状态以手机短信的形式发送到驾驶员手机上，提示驾驶员车内仍有儿童存在，以便其及时采取措施，将儿童带出车外。这就要求车联网技术的发展，使得驾驶员对汽车性能的监控更加智能化。此外，考虑到驾驶员收到短信后不能及时赶回车内将儿童带出来的情况，系统还可以设置短信开锁的功能。由于启动了声光报警装置，会将附近的人或者警察吸引过来；驾驶员收到短信后意识到问题的严重性，若不能及时赶回，可回复指定内容或者代码的短信。当系统收到此短信，根据提前设置的功能，可以自动开启车门，以便警方或者他人及时将儿童带出车外，这样使事故的发生概率降到最低化。儿童反锁汽车内报警器具有很高的实用价值。在汽车如此繁多的今天，设计甚至安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）17制造出一套具有与汽车联网功能的报警器会有很大的市场。在日常工作和生活中,汽车已成为人们理想的交通工具。但随之而来的交通事故也逐渐增多,造成了人员伤亡及经济财产的损失。为了减少汽车事故的发生率,给拥有汽车的用户提供安全感,研制一种简单可靠、操作方便,能自动检测汽车各部分状况,发现不正常情况能给驾驶员发出报警提醒和防盗警报的安全系统具有实际意义。致谢经过一段时间的收集资料查找有关书籍，下载软件等方面的准备工作，开始着手系统的设计。在本次的设计中，要特别感谢指导老师郎璐红老师。郎老师在此次的设计方面给予了我很大的帮助。在查找资料和有关