電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器(傳感器設(shè)計(jì)報(bào)告)

欽州學(xué)院傳感器及其接口技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器院系專業(yè)學(xué)生班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師單位指導(dǎo)教師姓名X年X月TOC\o"1-3"\u前言 3一、總體方案設(shè)計(jì) 3二、無線收發(fā)模塊 42.1方案選擇 42.2無線模塊NRF905/NRF24L01比較 42.3NRF24L01簡介 4三、報(bào)警電路模塊 63.1蜂鳴器 63.2揚(yáng)聲器 6四、信號(hào)觸發(fā)模塊 64.1振動(dòng)傳感器 6五、控制模塊 75.1控制單元--STC15L2K08S2 7六、總體結(jié)構(gòu)工作原理框圖 8七、技術(shù)難點(diǎn)……………8八、附件98.1遙控器電路PCB圖和實(shí)物圖98.1主控電路PCB圖和實(shí)物圖108.3主控電路--main.c程序12前言隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，電動(dòng)車已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，并進(jìn)一步方便了人們的出行。并且電動(dòng)車以電為能源，無廢氣排放，不污染環(huán)境符合國家節(jié)能減排的需求，越來越受到人們的青睞。然而就在電動(dòng)車進(jìn)入千家萬戶的同時(shí)，其失盜率也連連攀升，給使用者帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，為解決廣大電動(dòng)車使用者的后顧之憂，現(xiàn)設(shè)計(jì)一套基于單片機(jī)的關(guān)于電動(dòng)車用無線防盜報(bào)警器的系統(tǒng)，給廣大使用者裝上一把“安心鎖”。一、總體方案設(shè)計(jì)電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器的總體方案設(shè)計(jì)是根據(jù)其功能和設(shè)計(jì)要求，從全局的角度，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)而進(jìn)行整體方面的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要分為無線收發(fā)模塊、信號(hào)觸發(fā)模塊、報(bào)警電路模塊、控制模塊，框圖如下：圖1-1電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器總框圖圖1-1電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器總框圖其中單片機(jī)作為控制單元，振動(dòng)開關(guān)和人體感應(yīng)作信號(hào)觸發(fā)，遠(yuǎn)距離無線收發(fā)模塊作信號(hào)傳輸，揚(yáng)聲器（或蜂鳴器）作報(bào)警裝置。二、無線收發(fā)模塊2.1方案選擇方案一：采用GSM模塊，GSM模塊需借助移動(dòng)衛(wèi)星或手機(jī)卡，雖能遠(yuǎn)距離傳輸，但成本大，需內(nèi)置sim卡，通信過程收發(fā)后成本較高。方案二：TI公司的CC2430，此模塊采用Zigbee總線模式，傳輸速率達(dá)250kbps，內(nèi)部集成高性能8051內(nèi)核，但價(jià)格較貴，且Zigbee協(xié)議相對(duì)較復(fù)雜。方案三：用NRF24l01/905無線射頻通信，它是一款高速低功耗通信模塊，傳輸距離較遠(yuǎn)200m左右（增強(qiáng)型可達(dá)1千米），且價(jià)錢較便宜，采用SPI總線通信模式電路簡單，操作方便。綜上所述，我們認(rèn)為方案三最佳，故首選了方案三。2.2無線模塊NRF905/NRF24L01比較元件工作頻率數(shù)據(jù)傳輸速度最大發(fā)射功率特點(diǎn)NRF905433MHZ50kbps10dBm傳輸速率較低，占用I/O口多，價(jià)格昂貴NRF24LO12.4GHZ250kbps～2Mbps0dBm傳輸數(shù)據(jù)量大，占用I/O口少，價(jià)格便宜綜上所述，無線模塊我們最終選擇了NRF24L01。2.3NRF24L01簡介NRF24L01具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)

2.4Ghz

全球開放ISM

頻段免許可證使用；

(2)最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合；

(3)

126個(gè)頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要；

(4)

內(nèi)置硬件CRC檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制；

(5)

低功耗工作電壓1.9-3.6V，待機(jī)模式下狀態(tài)為22uA；掉電模式下為900nA；

(6)

內(nèi)置2.4Ghz天線，體積小巧15mm

X29mm；

(7)

模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會(huì)輸出數(shù)據(jù)（提供中斷指示)，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便。表2-1NRF24L01工作模式NRF24L01所處模式PWR_UP位狀態(tài)PRIM_RX位狀態(tài)CE引腳電平FIFO寄存器狀態(tài)接收模式111-發(fā)送模式101數(shù)據(jù)在TXFIFO寄存器中發(fā)送模式101→0停留在發(fā)送模式待機(jī)模式II101TXFIFO為空待機(jī)模式I1-0無數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦娔Ｊ?圖2.1NRF24L01管腳圖圖2-1圖2.1NRF24L01管腳圖圖2-1NRF24L01管腳圖三、報(bào)警電路模塊電路中，主要運(yùn)用了揚(yáng)聲器（或蜂鳴器）作報(bào)警裝置。3.1蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種，在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。3.2揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器是一種把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的換能器件，揚(yáng)聲器的性能優(yōu)劣對(duì)音質(zhì)的高低影響很大。揚(yáng)聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動(dòng)式（即動(dòng)圈式）、靜電式（即電容式）、電磁式（即舌簧式）、壓電式（即晶體式）等幾種；按其頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器四、信號(hào)觸發(fā)模塊4.1振動(dòng)傳感器振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，是一種目前廣泛應(yīng)用的報(bào)警檢測傳感器，它內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測振動(dòng)信號(hào)，并通過LM358等運(yùn)放放大并輸出控制信號(hào)。具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動(dòng)檢測可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用到汽車、摩托車車防盜系統(tǒng)上，目前80％的車輛報(bào)警器都用這類傳感器。當(dāng)檢測到振動(dòng)大于一定幅度時(shí)，動(dòng)作指示燈點(diǎn)亮，并發(fā)出報(bào)警，振動(dòng)檢測的靈敏度可以通過靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)圖4.1振動(dòng)傳感器實(shí)物圖圖4.1振動(dòng)傳感器實(shí)物圖振動(dòng)傳感器的性能特點(diǎn)剛好符合本設(shè)計(jì)的需要。五、控制模塊5.1控制單元--STC15L2K08S2STC15L2K08S2是由宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，它是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度比傳統(tǒng)8051單片機(jī)快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬次/秒)。STC15L2K08S2具有以下特點(diǎn)：1.增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；2.工作電壓：3.6–2.4V（3.3V單片機(jī))。表5-1表5-1STC15L2K08S2片上資源5.2主控制器原理圖圖5.1主控制器原理圖圖5.1主控制器原理圖六、總體結(jié)構(gòu)工作原理框圖圖6-1電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器總體結(jié)構(gòu)工作原理框圖圖6-1電動(dòng)車無線防盜報(bào)警器總體結(jié)構(gòu)工作原理框圖當(dāng)有人非法靠近電動(dòng)車足以引起振動(dòng)開關(guān)工作時(shí)，單片機(jī)（STC15L2K08S2）收到觸發(fā)信號(hào)源，發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。收發(fā)模塊（NRF24L01）接收到數(shù)據(jù)并傳送到用戶攜帶的接收器（遙控器）。接收單片機(jī)（STC15L2K08S2）接收到信號(hào)源后，蜂鳴器報(bào)警和指示燈亮，及時(shí)提醒用戶。用戶可通過遙控器及時(shí)做處理，切斷電動(dòng)車電源，關(guān)掉報(bào)警器。安裝在電動(dòng)車部分的報(bào)警器主要用電池蓄電池供電，同時(shí)還有9V備用電源，以便電動(dòng)車沒電時(shí)報(bào)警器還能正常工作。而用戶攜帶的遙控器主要用3.3V低壓小電池供電，體積小，便于隨身攜帶。通過無線防盜報(bào)警器可更快捷方便的防范非法盜車者。七、技術(shù)難點(diǎn)1.遙控器體積問題，越小越好。2.遙控器能耗問題，續(xù)航能力應(yīng)足夠強(qiáng)。3.報(bào)警的漏報(bào)問題處理，如何降低誤報(bào)率。4.無線傳輸模塊傳送的距離問題，有待市場實(shí)際調(diào)查解決，根據(jù)實(shí)際情況做出合理設(shè)計(jì)。八、附件圖8.1電車報(bào)警系統(tǒng)主控PCB圖圖8.1電車報(bào)警系統(tǒng)主控PCB圖圖8.2a電車報(bào)警系統(tǒng)主控實(shí)物圖圖8.2a電車報(bào)警系統(tǒng)主控實(shí)物圖圖8.3b電車報(bào)警系統(tǒng)遙控器實(shí)物圖圖8