1 绪论
1.1 电动车无线防盗报警器研究背景
随着科学技术的迅猛进展,人民生活水平的不断提高,电动自行车已经进入人们的生活,并进一步改善了人们的出行方便。电动自行车以电为能源,无废气排放,噪音小,不污染环境,且骑行省力,经济适用,通用性广,上牌手续方便,政府也大力支持。目前摩托车,燃油助力车因污染环境而受到限制。国家出台燃油含税政策,又给电动自行车带来了福音,因此电动自行车成为工薪阶级的最正确选择,也受到愈来愈多人青睐。但是就在电动自行车进入千家万户的同时,其失盗率也连连爬升,给利用者带来了专门大的经济损失,为解决广大电动自行车利用者的后顾之忧,现设计一套基于单片机的关于电动自行车用无线防盗报警器的方案,给广大利用者装上一把“安心锁”。
1.2 电动车无线防盗报警器的研究现状
为了充分把握电动车市场防盗报警类产品的现状及进展动态,我深切开展了市场调研和文献搜索,从商家提供的电动车年销量和报警器(包括报警锁)年销量数据不完全统计,此刻购买电动车的用户同时配备防盗报警装置的约占98%。
目前市场上出售的电动车防盗报警装置大致有如下几类:
(1)防盗报警锁,将报警器与车锁集成,只要内部振动传感器感知到车身振动,就会当即触发启动锁上报警喇叭报警。这种防盗报警锁利用比较方便,售价也能为大伙儿同意,一样在50元左右,如杰达KL0二、新独特FB-8224。可是用户反映利用这种防盗报警锁,发生误报的频率较高,而且发觉是误报还得不到解除,同时在锁紧状态下无法人为撤防,造成没必要要的干扰。
(2)一般防盗报警器,与防盗报警锁相较,这种报警装置体积较小,可独立安装在电动车上较为隐蔽的地址,不易被发觉而拆卸。其设防、撤防都是通过报警器外壳上的同一开关按钮实现,探测警情信号的也是各类类型的振动传感器,电源一样利用两节7号电池,性能比较稳固,价钱在60元左右。可是一旦将其安装在车身较为隐蔽的地址,如车身底部等,那么车主启动设防和撤防时要按开关就很困难,不易操作;若是安装在方便车主启动开关的地址,此报警器又很容易被盗贼发觉而将其拆卸。
(3)遥控防盗报警器,由车载主机和手持遥控发射器组成,报警喇叭多是只安装在车载主机上,遥控器的作用主若是设防、撤防和启动报警功能,相当于主机的一个无线遥控电源开关,如新独特E-12,龙锐lr-007。这种报警器是此刻电动车市场上的主流防盗产品,一样灵敏度较高,性能稳固,报警声响可达100分贝以上,大体能够知足一样电动车用户的需要,市场价钱在80元左右。漏报率和故障率都较低,可是误报率很高,报警
噪音扰民现象严峻。
(4)无线智能数字报警器,如荣高VA-2型、旭飞报警器。这种防盗报警器一样采纳微电脑技术,智能化程度较高,除能遥控设防撤防、强警寻车外,还具有遥控熄火、自动延时设防和智能经历等功能。这种产品设计合理、性能优越,可是作为电动车的附属配件,它们的价钱相对较高,一样要超过150元,一般用户不能同意,因此在电动车市场也就得不到推行。
汽车防盗报警器
电动自行车之因此能走进千家万户,为广大消费者所青睐,一个很重要的缘故确实是其价钱相关于摩托车和汽车要低得多,能被一样收入的人们所同意。因此,开发一种高性能、低价位的电动车专用防盗报警器是适合市场需要的,也是目前电动车用户那个消费体给咱们提出的一项艰巨任务。
1.3 电动车无线防盗报警器的研究要求
电动车无线防盗报警器的的研究要求确实是体积小,能安装在比较隐蔽的地址,不易被盗车贼发觉拆卸,而车主又能操作方便;灵敏度较高,性能稳固,漏报率、误报率和故障率都应比较低,报警声应适中,能在有效范围内提示车主或路人,达到震慑盗车贼的目的即可,以避免报警声音太大,噪音扰民;价钱适中能让一般消费者所同意。
1.4 电动车无线防盗报警器的研究意义
此刻市场上有各式各样的电动车防盗报警装置出售,一些高级的智能报警器由于价钱太高,用户不肯意
为售价仅两三千的电动车去配置,而得不到推行;另外,也有价钱适中、质量靠得住的防盗报警器出售,可是此类报警器的报警喇叭一样都只是安装在电动车身上,而完成警情传递任务的要紧部件都是振动传感器,其灵敏度较高,致使一些外界环境因素,如起风打雷,儿童嬉闹等,都有可能使其动作,并触发报警器报警,这种由于误报警带来的噪音污染常常造成没必要要的扰民。
各类缘故使得大部份电动车用户并无为他们的车去配备防盗报警装置,致使一些非法分子有机可乘,电动车被盗现象日趋严峻,“电动自行车保险”也因出险率太高而销声匿迹。报警装置作为电动车的一个重要附属配件,其防盗守护的重要作用众所周知。由此,一种低价位、高品质,适合于一般用户的防盗报警器将是电动自行车市场翘首以盼的。
着眼于解决上述问题,咱们展开了一系列调查研究、开发创新工作,希望咱们的尽力能够在报警器本钱与性能之间到一个最正确平稳点,为电动车增加一道理想的平安防线,解除用户的后顾之忧。
2 整体方案设计
电动车无线防盗报警器的整体方案设计是依照其功能和设计要求,从全局的角度,以
系统的观点而进行整体方面的设计,要紧包括无线收发模块设计,信号触发模块设计和报警电路模块设计等内容。
2.1 框架结构体系设计
本设计要紧依据以下框架结构(如图2-1)进行设计。
其中单片机作为操纵单元模块,弹簧开关作信号触发模块,采纳远距离无线收发装置作无线收发模块,扬声器(或蜂鸣器)作报警电路模块。当单片机收到无线收发模块发出的预警信号后,进入预警状态,并让弹簧开关在收到外界振动阻碍后,接通电路使报警器报警,以此来威慑犯法分子,达到爱惜电动自行车的目的。
2.2 各功能模块方案设计
本设计各功能模块要紧包括无线收发模块,信号触发模块和报警电路模块等,下面将分模块讨论各个模
块拟采纳方案和最终方案的确信。
无线收发模块
.1 HF-15/HJ-15红外收发组件
一般红外遥控器作用距离一样为10m左右,且方向性很强。而由HF-15/HJ-15组成的红外遥控发射/接收电路(见图2-2)作用距离可达25m,其对射夹角大于15°,且外接电路简单,安装方便。
HF-15为红外遥控发射组件,其工作电压4~12V,典型值9V;工作频率32~50kHz可调,由第一、2脚之间所接的电位器来调剂发射电路的载波频率,一样选40kHz。
HJ-15内部设有前置放大电路、整形电路和滤波电路,放大器放大倍数可达2.5万倍。若是需要加大遥控距离,可在红外发射或接收管的前面加只带凸镜聚光片的聚光筒,但现在应注意调整好焦距,不然无成效。
图2-2 HF-15/HJ-15红外收发应用电路图
当红外遥控发射电路的SK开关闭合时,通过HF-15装置的五、6脚将HF-15装置启动,再经HF-15装置的一、2脚之间所接的电位器调剂发射电路的载波频率,载波频率的大小直接阻碍传输距离。电位器调剂
的数值越大发射电路的载波频率就越小,其传输距离也就越短;电位器调剂的数值越小发射电路的载波频率就越大,其传输距离就越长,因为频率低衰减小,频率高衰减大。当载波频率确信后HF-15装置的3、4脚所接的型号为PH303的发光二极管,将给红外遥控接收电路型号为PH303的二极管一个脉冲,HJ-15通过内部的前置放大电路、整形电路和滤波电路对接收到的脉冲信号进行分析,当是其识别的波形时就启动该电路,完成红外收发的工作。
HF-15/HJ-15红外收发装置的传输距离和平安性的确能够知足本设计的需要,可是其体积比较大,价钱也远远超出了市场上此刻所出售的整套电动车无线防盗报警器的价钱,从产品的性价比考虑,不予采纳。
.2 LR-T15CTM4-S红外接收远程操纵系统模块
LR-T15CTM4-S系列是红外遥控接收模块。该模块的最大优势确实是即便在很弱的光源下也能靠得住运行、并爱惜、避免受到其他输出脉冲的干扰。
LR-T15CTM4-S系列89C51单片机所识别。
LR-T15CTM4-S系列与无线发送装置的有效作用距离为28米,相对HF-15/HJ-15红外收发组件有了相当大的改观,其最大优势确实是即便在很弱的光源下也能靠得住运行、并能有效避免受到其他输出脉冲的干扰。
本设计确实是想到如此的红外无线收发模块:体积小、重量轻,5V供电电压,4.5V 高电平输出,低电流消耗;作用距离长,能适用恶劣环境,而不至于受到其他输出脉冲的干扰。因此欲采纳LR-T15CTM4-S红外接收远程操纵系统模块为本设计的无线收发模块。该模块将在第3章中详细介绍。
信号触发模块
.1水银开关
水银开关(见图2-3),又称倾侧开关,是电路开关的一种,用一个接着电极的小巧容器贮存着一小滴水银,容器中多数注入惰性气体或为真空。因为重力的关系,水银水珠会随容器中较低的地址流去,若是同时接触到两个电极的话,开关便会将电路闭合,开启开关。
图2-3 水银开关
容器的形状亦会阻碍水银水珠接触电极的条件,例如邮包利用的会是倒 V 字型的,令收件人在不知情的情形下倾侧邮包,闭合电路、制动爆炸,但送件人(或邮包携带者)那么可不能。
水银开关的原理很简单,在一般固定电路中都可用于信号触发,但在本设计中,电动车无线防盗报警器不可能完全维持水平状态;而且水银对人体及环境均有迫害,不适合在本设计中采纳。
.2振动传感器
振动传感器在测试技术中是关键部件之一,它的作用主若是将机械量接收下来,并转换为与之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。因此咱们有时也称它为换能器、拾振器等。振动传感器目前普遍应用的报警检测传感器,它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号,并通过LM358等运放器放大并输出操纵信号。当检测到振动大于必然幅度时,动作指示灯点亮,并发出报警,振动检测的灵敏度能够通过灵敏度调剂旋钮调剂,顺时针灵敏度增加,逆时针灵敏度降低。
振动传感器并非是直接将原始要测的机械量转变成电量,而是将原始要测的机械量作为振动传感器的输入量Mi,然后由机械接收部份加以接收,形成另一个适合于变换的机械量Mt,最后由机电变换部份再将Mt变换为电量E,如图2-4所示。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部份和机电变换部份的工作性能来决定的。振动传感器具有本钱低、灵敏度高、工作稳固靠得住,振动检测可调剂范围大的优势,器件的内部均含有专用的操纵芯片,应用超级方便,可直接带动小功率负载,用一只三极管进行电流放大后,即可驱动继电器或报警被大量应用到汽车、摩托车、电动车的防盗系统上,目前80%的车辆报警器都用这种传感器。