电动车防盗系统的设计毕业设计论文1.doc
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1、电动车防盗系统的设计摘 要随着社会科技的进步、人民生活水平的提高和节能环保意识的增强,生活中的交通工具正在向污染少、能耗低的方向发展,而电动车正属于其中之一。电动车的环保、节能、轻便、成本低等特点,使它受到越来越多人的喜爱。而随着电动车的普及,它的防盗问题也越来越突出。为了更好地解决防盗问题,应用新技术来设计电动车防盗系统是非常必要。本课题的主要内容是设计一个单片机控制的电动车防盗系统,该防盗系统采用单片机AT89S52作为整个系统的控制核心。该系统对于车主来说,是用遥控器控制电动车的布防、撤防和寻车三种状态,只有当按下撤防键后才能进一步启动电动车。防盗的功能是通过振动传感器模块检测电动车的异
2、常振动信号,且把感应到的振动信号转换为电平信号,传递给单片机,通过程序判断是否报警,如果为报警信号,则利用GSM无线通信模块TC35向预设的车主手机发送报警短信,且通过扬声器发出警报声,以此来威慑不法分子,达到保护电动车的目的。而电动车的启动是通过语音来控制的,必须通过正确语音密码才能启动,因此能起到更高强度的防盗功效。本课题设计的多功能电动车防盗系统与普通的防盗系统的不同之处在于,其能够在发出报警声的同时,利用GSM无线通信技术发送短信至车主手机,且利用语音识别技术来识别启动密码,进而启动电动车,替换了使用钥匙启动的方式,使防盗效果达到更高的层次。关键词:电动车;防盗系统;传感器;报警信号A
3、bstractWith the advancement of social technology, the improve of peoples living standards and the strengthen of energy-saving environmental protection awareness, the direction of life transport is less to pollution, low energy consumption, and the electric car is belong to one of them. The character
4、istics of the electric car are environmental protection, energy-saving, portable, low-cost and so on, and that make it popular in more and more people. But with the popularization of electric car, its anti-theft problem is also becoming more prominent. In order to solve the anti-theft problem, appli
5、cation of new technologies to design the electric car anti-theft system is necessary.The main content of this topic is the design a electric car anti-theft system which controlled by a Single Chip Microcomputer, this electric car anti-theft system uses a AT89S52 MCU as the core of control in the who
6、le system. To the owner of car, this system is using remote controller to change the three states of electric car in deploying defense ,cancel defense and search car, and then only press down the cancel defense button can you start the electric car . The function of the anti-theft system is detected
7、 the abnormal vibration signal by vibration transducers module,and then convert the vibration signal to level signal, finally, transport the level signal to the MCU and judge whether it is the warning signal. If it is the warning signal ,so send a warning message to the owners mobile phone by TC35 G
8、SM wireless communication module, and make a warning sound through speakers, deter criminals by this way, achieve the purpose of protection the electric car. By the way, start the electric car by Speech Recognition, it is necessary to input a correct password to start it, so that, it can reached a h
9、igher levels anti-theft. The multi-function electric car anti-theft system of this project is difference from the ordinary anti-theft system, it can make a warning sound and at the same time send a warning message to the owners mobile phone by TC35 GSM wireless communication module, also it use the
10、voice recognition technology to identify password, then start the the electric car, it take the place of the key, make the anti-theft to achieve a higher level.Key word: electric car; anti-theft system; transducers; warning signal目 录1绪论11.1 电动车防盗系统的研究背景11.2 国内电动车防盗系统的发展现状11.3 论文研究的内容及意义21.4 本系统的设计要求
11、和特点22 硬件方案的选择及论证32.1 系统框图的绘制32.2 振动传感模块方案32.2.1基于振动传感器ZD25的方案32.2.2基于SW-18010P振动开关的方案42.3 遥控发射接收模块方案52.3.1基于红外的发射接收系统52.3.2基于电磁波的发射接收系统52.4 语音识别模块方案62.4.1基于LD3320芯片的方案62.4.2基于SPCE061A芯片的方案73 防盗系统硬件设计原理介绍93.1 单片机AT89S52系统及其外围电路93.1.1单片机的介绍93.1.2单片机外围电路简介103.2 振动传感器模块123.3 无线遥控发射模块123.4 无线接收模块133.5 音效
12、报警模块143.6 语音识别模块153.6.1SPCE061A基本电路163.6.2电源稳压电路173.6.3音频输入电路173.6.4音频输出放大电路183.7 电机驱动模块183.8 GSM无线通信模块194 安装与调试224.1 硬件制作中遇到的问题及解决方法224.2 软件工作原理234.2.1主控单片机软件设计234.2.2语音识别软件设计254.2.3GSM无线通信软件设计265 结论28谢 辞30参考文献31附 录32附录一:系统总原理图33附录二:语音识别模块原理图.34 附录三:TC35 GSM无线通信模块原理图.35 附录四:程序代码36 1 绪论1.1 电动车防盗系统的研
13、究背景随着科学技术的迅猛发展,人民生活水平的不断提高,电动车成为中小城市市民主要的交通工具,它极大的提高了人们的出行方便。电动车以电为能源,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,因此政府也大力支持电动车的推广。目前摩托车、汽车等交通工具因污染环境而受到限制,且居高不下的油价,又给电动车带来了发展空间,因此电动车成为工薪阶层的最佳选择,受到越来越多人青睐。然而就在电动车进入千家万户的同时,其失窃率也连连攀升,给使用者带来了经济上和精神上的双重损失。一辆电动车的价格相当于普通购买者一个月的工资,甚至更多,所以用户对于防盗问题特别关心。而电动车的钥匙其实只是一个开关装置,就
14、防盗功能而言形同虚设,所以我们经常看到一辆电动车配备两把甚至三把防盗原子锁,可见用户对于防盗方面的忧虑和对于目前防盗能力的怀疑。部分电动车生产厂家在车体上加装遥控防盗装置,但也有的厂家会因为要控制成本而不给电动车加装防盗装置。为解决广大电动车使用者的忧虑,本次研究设计一套基于单片机控制的电动车智能防盗系统,给广大使用者装上一把“安心锁”。1.2 国内电动车防盗系统的发展现状为了充分掌握目前国内电动车市场防盗报警类产品的现状及发展动态,本人查阅了大量的市场调查报告,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,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
15、锁,它是一种将电子锁与机械锁相结合、具有防盗性能的锁具。其原理是将报警器与车锁集成,当车锁锁上时,只要内部振动传感器感知到车身振动,就会立即触发启动锁上的报警喇叭报警。这种防盗报警锁使用比较方便,售价也能为大家接受,一般在50元左右,如金霸王K-600、轮凯LK-325。但是用户反映使用这种防盗报警锁,发生误报的频率较高,而且发现是误报还得不到解除,同时在锁紧状态下无法人为撤防,造成不必要的干扰。(2)普通防盗报警器,与防盗报警锁相比,它的原理是将报警器与机械锁分离,其报警器主要由基于振动传感器报警电路实现,当处于布防状态下,振动传感器若检测到车身振动,则通过喇叭报警。这类报警装置体积较小,可
16、独立安装在电动车上较为隐蔽的地方,不易被发现而拆卸。其布防、撤防都是通过报警器外壳上的同一开关按钮实现,电源一般使用两节7号电池,性能比较稳定,价格在60元左右。但是一旦将其安装在车身较为隐蔽的地方,如车身底部等,那么车主启动布防和撤防时要按开关就很困难,不易操作;如果安装在方便车主启动开关的地方,此报警器又很容易被盗贼发现而将其拆卸。(3)遥控防盗报警器,由车载主机和手持遥控发射器组成。车载主机和上文所述的报警器功能相同,而遥控器则相当于主机的一个无线遥控电源开关,它采用的是无线发射技术,主要是作用是进行布防、撤防和启动报警功能,如保镖E406,金鹦鹉7200系列。这类报警器是现在电动车市场
17、上的主流防盗产品,一般灵敏度较高,性能稳定,报警声响可达100分贝以上,基本可以满足一般电动车用户的需要,市场价格在80元左右。漏报率和故障率都较低,但是误报率很高,报警噪音扰民现象严重。1.3 论文研究的内容及意义现在市场上有各式各样的电动车防盗报警装置出售,一些高档的智能报警器由于价格过高,用户不愿意为售价仅两三千的电动车去配置,而得不到推广;另外,也有价格适中、质量可靠的防盗报警器出售,但是此类报警器的报警喇叭一般都只是安装在电动车身上,而完成警情传递任务的主要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,如刮风打雷、大车经过等,都有可能触发其响应而发出报警,这种由于误报警带来
18、的噪音污染常常造成一定程度的扰民。种种原因使得大部分电动车用户并没有为他们的车去配备防盗报警装置,导致一些不法分子有机可乘,电动车被盗现象日益严重,“电动车保险”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,一种高品质、高性能、高强度,能够满足用户的高要求的电动车防盗产品是现今市场的需求方向。因此,本次论文是研究设计一个智能的电动车防盗系统,在现有的普通防盗器之上,利用语音识别技术和GSM无线通信技术再给防盗器添加两道防线,使其功能更趋于完美。利用新的技术,作出新的改进,使电动车防盗系统更完整,也希望能应用于除了电动车之外的各种防盗场景。1
19、.4 本系统的设计要求和特点本防盗系统的要求是能够实现在布防状态下能够检测异常振动等情况,并通过扬声器发出报警声,同时通过TC35模块发送警报短信到预设的车主手机号上。本次设计的电动车遥控器不但要能控制系统的布防、撤防和寻车等功能,还要能做为语音识别系统的触发信号。电动车需要通过验证正确的语音密码后才能启动,即由语音来控制电动车的启动。本设计结合了语音识别和GSM无线通信两种技术,比一般的防盗系统更完善。而且通过语音识别控制电动车的启动,能够在遥控器丢失及被干扰破解等情况下还能起到防盗的功能。而通过GSM通信技术可以在电动车有异常情况时,发送警报短信到车主手机。此功能让本系统能够起到双向防盗的
20、作用,以便车主及时了解自己爱车的车况,并作出及时正确的处理,以减少不必要的损失。2 硬件方案的选择及论证2.1系统框图的绘制 AT89S52音效报警模块振动传感模块GSM模块遥控器模块车主手机语音识别模块启动电动车 图2.1 系统结构框图如图2.1所示,整个系统由主控单片机AT89S52控制,包括有振动传感器模块、遥控器模块、语音识别模块、音效报警模块、GSM模块等5大模块,其中由振动传感器检测异常振动信号并转化为电平信号输入单片机,单片机识别后通过音效报警模块发出报警声响,并通过GSM模块给预设的车主手机发送警报短信。遥控器是用来控制电动车的布防、撤防和启动语音识别等功能,当语音识别启动后,
21、如果口令验证正确后,电动车则启动。 2.2 振动传感模块方案本系统最基本的部分为振动检测部分,通过检测振动并转化为触发报警的信号是系统正常运作的前提。因此本文将对振动检测元件的选择作必要的阐述。 2.2.1基于振动传感器ZD25的方案振动传感器ZD25是一种目前广泛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等运放放大并输出控制信号。它具有灵敏度高、工作稳定可靠、振动检测可调节范围大的优点。振动传感器ZD25的工作原理是将传感器紧接触在被测的振动体上,当振动体在传感器敏感的测量方向上振动时,传感器的敏感元件产生相应的强制振动。振动产生的振动信号使磁敏元件
22、产生电阻变化,导致输出电压产生相应的变化。经电路处理放大后,输出与振动特性(频率和幅度)相似的电压变化的波形信号,如图2.2、图2.3所示。 图2.2 无振动时的波形图图2.3 有振动时的波形图振动信号的输出与振动的幅度和频率相似,即输出电压频率与振动频率成正比,电压幅值大小与振动位移幅值成正比。传感器的工作电压为12V,输出信号稳定,能抗杂波干扰。在单电源工作下,无振动时,输出为DC4V左右直流信号,有振动时,输出为叠加在DC4V上的交变电压信号。2.2.2基于SW-18010P振动开关的方案振动开关是在感应振动力大小后将感应结果传递到电路装置,并使电路启动工作的电子开关。SW-18010P
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