基于单片机的汽车防盗报警系统设计与实现

摘要：为了有效保护车辆，防止车辆被盗，汽车防盗报警系统的设计成为研究的热点问题。基于 STC89C52 单片机设计了一套汽车防盗报警系统，该系统由硬件和软件两部分组成，通过高效集成电路形成完整的控制系统，电路结构简单、易于检测。介绍了各部件的结构及工作原理，利用实车试验对系统的性能进行了测试。试验结果表明，该系统对入侵信息反应灵敏并能够报警提示，可靠性与稳定性较高。

关键词：单片机；汽车防盗系统；设计；红外人体传感器

随着汽车的日益普及，为有效确保汽车安全，汽车防盗系统被人们广泛重视。目前汽车防盗系统主要有 4 种：机械式防盗系统、电子式防盗系统、芯片式防盗系统和网联式防盗系统。芯片式和网联式防盗系统是未来主要的发展趋势，而现在广泛用于汽车上的是电子式防盗系统。文章基于单片机设计了一套汽车防盗报警系统，使用红外人体传感器将体热信号转变为电信号，控制防盗系统发出报警信息，从而确保汽车安全。

1 基于单片机的汽车防盗报警系统总体设计

文章设计的汽车防盗系统主要包括硬件监测和软件控制 2 个部分。系统主要分为信息采集、控制系统、报警与显示系统，具体结构，如图 1 所示。系统采用的STC89C52 单片机是一种高性能、低功耗、 CMOS 8 位微控制器，具有 8 KB 字节系统可编程 Flash 存储器，可以实时监测红外人体传感器（DYP- ME003 ）传送的报警信息。当传感器识别到有人侵入时报警系统开启，利用蜂鸣器（声）和 LED 指示灯（光）进行报警，并且把入侵信息记录于 AT24C04 外存储芯片之中。该系统同时显示环境温度和湿度值，每 2 s 由温湿度传感器（ DHT11 ）读取温度和湿度值，并在液晶屏幕上实时显示；利用时钟电路（DS1302 ）显示并获取当前的时间信息。初始时间值通过设置按钮、上调按钮和下调按钮确定。由于系统装有备用电池，当中央控制系统断电后时钟依旧可以保持运转。该系统利用四键键盘完成开 / 关报警状态切换、时钟初始值设定及报警时间查询功能等。

2 系统主要模块设计

2.1 单片机设计

系统采用 STC89C52 单片机作为主控制芯片 [3] ，该芯片是 52 内核 8 位单片机，与 Intel 系列 52 内核单片机可以兼容使用，可以进行 ISP 下载，广泛用于常规控制检测电路。图 2 示出 STC89C52 单片机系统结构原理图。图 2 中引脚 ALERT 输入的是红外人体传感器信号（DYP- ME003 ），当信号是高电平时表示有人入侵，当信号是低电平时表示没有监控到人。 DATA 是温度和湿度传感器单总线引脚。 2402_SCL 和 2402_SDA 是AT24C04 外存芯片的通信引脚，该芯片是 IIC 接口芯片，通过数据线和时钟线双线接口通信。 K1 ， K2 ， K3 ， K4依次是设置按钮、上调按钮、下调按钮和查询按钮。 L2是 LED 报警发光指示灯。 P0.0~P0.7 是 LCD 数据线，P2.5~P2.7 是 LCD 控制线。系统采用 12.017 2 MHz 外部晶振电路。

2.2 温湿度传感器设计

系统采用的是数字温湿度传感器（ DHT11 ），该传感器由电阻式感湿元件和负温度系数测温元件组成，而且和高性能 8 位单片机相连，具有体积小、功耗低、感应快且抗干扰强等优点，信号传输距离在 20 m 以上，特别适用于汽车防弹监控这类要求较为严苛的系统，而且 DHT11 能够在特别精确的湿度校验室中进行校准。该传感器采用 4 针单排引脚封装，易于连接。传感器具体结构和管脚，如图 3 所示，电源引脚的供电电压为 3.5~5.5 V 。

2.3 红外人体传感器设计

系统采用的红外人体传感器（ DYP- ME003 ）是利用红外线技术的自动控制传感器，具有感应灵敏度高、可靠性强、可以在超低电压下工作，以及应用广泛等特点。其可以进行全自动感应，当人入侵时输出高电平，当人离开感应区域时输出低电平。工作电压（ DC ）位于 4.5~20 V ，静态电流小于 50 μ A ，易于与各种电路对接。图 4 示出红外人体传感器电路图，由图 4 可以看出：ALERT 是引脚输出信号，有人入侵时信号呈现高电平，无人入侵时信号呈现低电平；R16 是高阻抗电阻，用于防止管脚误报。

2.4 外部存储器设计

外部存储器（ EEPROM ）电路，如图 5 所示。图 5 中A0， A1 ， A2 为地址输入引脚，用于硬件寻址，并且可以同时接入 8 片芯片。 Vcc 和 GND 为电源和接地引脚，电压为 1.6~5.5 V 。 WP 是写保护，当 WP 接地时可以确保元件正常进行读写操作，当 WP 接入高电平时，进行写保护只可以完成读操作。 SDA 为串行地址输入 / 输出端口，双向传输，漏极开路，需外接上拉电阻到 Vcc ，其阻值为 10 k Ω 。 SCL 为串行时钟输入，在高低电平不同状态与 SDA 配合，执行不同的命令。红外报警监控系统的报警时间存储在 EEPROM 芯片 AT24C04 中，并可以通过查询按钮进行查看。

3 试验测试分析

对设计的汽车防盗报警系统进行试验测试，系统实物，如图 6 所示。为了能够进行实时报警、记录和查询，在系统设计中利用蜂鸣器、储存器、按钮组及显示屏等组件实现上述功能。试验操作和系统显示过程如下：系统通电，LCD 屏幕显示 “ Alert ” ，位于 LCD 屏幕下方的红色 LED 指示灯点亮，利用按钮组的设置按钮让系统处于报警状态，则屏幕显示为“ A ” ，若红外人体传感器感应到人入侵信号时，蜂鸣器开始报警。

图6 中显示右侧的红色 LED 指示灯点亮，而且蜂鸣器报警。如果此时需要停止报警，则通过再次按设置按钮关闭，报警停止。因为上一次系统报警时储存器已将相应的报警时间储存，所以需要通过按查询按钮查找上一次系统报警的具体时间。由此设计的汽车防盗报警系统实现了“ 初始化 — 监测 — 报警 — 查询 ” 的完整监控过程。