电动车无线防盗报警器传感器设计报告教材Word文档下载推荐.docx

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前言3

一、总体方案设计3

二、无线收发模块4

2.1方案选择4

2.2无线模块NRF905/NRF24L01比较4

2.3NRF24L01简介4

三、报警电路模块6

3.1蜂鸣器6

3.2扬声器6

四、信号触发模块6

4.1振动传感器6

五、控制模块7

5.1控制单元--STC15L2K08S27

六、总体结构工作原理框图8

七、技术难点……………………………………………………………8

八、附件..................................................................................................9

8.1遥控器电路PCB图和实物图...........................................................9

8.1主控电路PCB图和实物图...............................................................10

8.3主控电路--main.c程序......................................................................12

前言

随着科学技术的迅猛发展，人民生活水平的不断提高，电动车已经进入人们的生活，并进一步方便了人们的出行。

并且电动车以电为能源，无废气排放，不污染环境符合国家节能减排的需求，越来越受到人们的青睐。

然而就在电动车进入千家万户的同时，其失盗率也连连攀升，给使用者带来了很大的经济损失，为解决广大电动车使用者的后顾之忧，现设计一套基于单片机的关于电动车用无线防盗报警器的系统，给广大使用者装上一把“安心锁”。

一、总体方案设计

电动车无线防盗报警器的总体方案设计是根据其功能和设计要求，从全局的角度，以系统的观点而进行整体方面的设计。

系统主要分为无线收发模块、信号触发模块、报警电路模块、控制模块，框图如下：

其中单片机作为控制单元，振动开关和人体感应作信号触发，远距离无线收发模块作信号传输，扬声器（或蜂鸣器）作报警装置。

二、无线收发模块

2.1方案选择

方案一：

采用GSM模块，GSM模块需借助移动卫星或手机卡，虽能远距离传输，但成本大，需内置sim卡，通信过程收发后成本较高。

方案二：

TI公司的CC2430，此模块采用Zigbee总线模式，传输速率达250kbps，内部集成高性能8051内核，但价格较贵，且Zigbee协议相对较复杂。

方案三：

用NRF24l01/905无线射频通信，它是一款高速低功耗通信模块，传输距离较远200m左右（增强型可达1千米），且价钱较便宜，采用SPI总线通信模式电路简单，操作方便。

综上所述，我们认为方案三最佳，故首选了方案三。

2.2无线模块NRF905/NRF24L01比较

元件

工作频率

数据传输速度

最大发射功率

特点

NRF905

433MHZ

50kbps

10dBm

传输速率较低，占用I/O口多，价格昂贵

NRF24LO1

2.4GHZ

250kbps～2Mbps

0dBm

传输数据量大，占用I/O口少，价格便宜

综上所述，无线模块我们最终选择了NRF24L01。

2.3NRF24L01简介

NRF24L01具有以下几个特点：

（1） 

2.4Ghz 

全球开放ISM 

频段免许可证使用；

（2）最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合；

（3） 

126个频道，满足多点通信和跳频通信需要；

（4） 

内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制；

（5） 

低功耗工作电压1.9-3.6V，待机模式下状态为22uA；

掉电模式下为900nA；

（6） 

内置2.4Ghz天线，体积小巧15mm 

X29mm；

（7） 

模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据（提供中断指示），可直接接各种单片机使用，软件编程非常方便。

表2-1NRF24L01工作模式

NRF24L01所处模式

PWR_UP位状态

PRIM_RX位状态

CE引脚电平

FIFO寄存器状态

接收模式

1

-

发送模式

数据在TXFIFO寄存器中

1→0

停留在发送模式

待机模式II

TXFIFO为空

待机模式I

无数据传输

掉电模式

图2.1NRF24L01管脚图

图2-1NRF24L01管脚图

三、报警电路模块

电路中，主要运用了扬声器（或蜂鸣器）作报警装置。

3.1蜂鸣器

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种，在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

3.2扬声器

扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件，扬声器的性能优劣对音质的高低影响很大。

扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种；

按其频率范围可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器

四、信号触发模块

4.1振动传感器

振动传感器在测试技术中是关键部件之一，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。

具有成本低、灵敏度高、工作稳定可靠，振动检测可调节范围大的优点，被大量应用到汽车、摩托车车防盗系统上，目前80％的车辆报警器都用这类传感器。

当检测到振动大于一定幅度时，动作指示灯点亮，并发出报警，振动检测的灵敏度可以通过灵敏度调节旋钮调节

图4.1振动传感器实物图

振动传感器的性能特点刚好符合本设计的需要。

五、控制模块

5.1控制单元--STC15L2K08S2

STC15L2K08S2是由宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度比传统8051单片机快8-12倍。

内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/S，即25万次/秒）。

STC15L2K08S2具有以下特点：

1.增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；

2.工作电压：

3.6–2.4V（3.3V单片机）。

5.2主控制器原理图

图5.1主控制器原理图

六、总体结构工作原理框图

图6-1电动车无线防盗报警器总体结构工作原理框图

当有人非法靠近电动车足以引起振动开关工作时，单片机（STC15L2K08S2）收到触发信号源，发送数据，同时蜂鸣器发出报警信号。

收发模块（NRF24L01）接收到数据并传送到用户携带的接收器（遥控器）。

接收单片机（STC15L2K08S2）接收到信号源后，蜂鸣器报警和指示灯亮，及时提醒用户。

用户可通过遥控器及时做处理，切断电动车电源，关掉报警器。

安装在电动车部分的报警器主要用电池蓄电池供电，同时还有9V备用电源，以便电动车没电时报警器还能正常工作。

而用户携带的遥控器主要用3.3V低压小电池供电，体积小，便于随身携带。

通过无线防盗报警器可更快捷方便的防范非法盗车者。

七、技术难点

1.遥控器体积问题，越小越好。

2.遥控器能耗问题，续航能力应足够强。

3.报警的漏报问题处理，如何降低误报率。

4.无线传输模块传送的距离问题，有待市场实际调查解决，根据实际情况做出合理设计。

八、附件

图8.1电车报警系统主控PCB图

图8.2a电车报警系统主控实物图

图8.3b电车报警系统遥控器实物图

图8.4电车报警系统主控实物图

图8.5电车报警系统遥控器PCB图

图8.6电车报警系统主控实物图

图8.7电车报警系统总主控实物图

主控制器--main.c程序：