电动车无线防盗报警器设计Word文档下载推荐.docx
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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找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。
图2-1整体框架结构体系
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
.1HF-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2-2HF-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。
.2LR-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。
本设计确实是想找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，例如邮包炸弹利用的会是倒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。
MiMtE
振动传感器的性能特点符合本设计的需要，但在元件采购的进程中发觉徐州电子市场找不到振动传感器的销售，给本设计的实物制作造成了困难。
因此将在第4章音乐集成电路报警模块设计中对信号触发模块的设计做详细介绍。
报警电路模块
.1蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采纳直流电压供电，普遍应用于运算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、机、按时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器要紧分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种，在电路顶用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
（1）压电式蜂鸣器
压电式蜂鸣器要紧由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路组成。
当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。
在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处置后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一路。
（2）电磁式蜂鸣器
电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。
振动膜片在电磁线圈和磁铁的彼此作用下，周期性地振动发声。
（3）自制简易蜂鸣器电路
目前蜂鸣器被普遍应用与多种操纵装置和家用电器的特定功能指示。
笔者在做本设计的时候发觉了一种简易蜂鸣器电路[1][2]，现介绍给大伙儿（如图2-5）。
图2-5简易蜂鸣器电路
大体电路如上图所示，由R1～R4、C一、C2和Q一、Q2组成自激多谐振荡器电路，产生的音频振荡信号经Q3放大、驱动压电陶瓷片发出响亮的蜂鸣声。
电路的振荡频率见式（2.1）。
f=
式（2.1）
改变其元件的参数，就能够够取得自己中意的声调。
压电陶瓷片为该电路的发声部件，其质量好坏直接阻碍发声音量的大小，选历时还要注意其工作电压。
在制作时，最好选用带有助声腔的蜂鸣器。
图中电感L可用线圈完好的废旧6V～12V直流继电器绕组代替，也可用废旧录音机磁头和晶体管收音机中音频变压器绕组代替。
按图中所示数值，本电路可在3V～15V直流电压范围内正常工作，其最大工作电流为45ma。
假设加大工作电压，须将Q3换成耐压和电流值较大的三极管。
.2扬声器
扬声器是一种把电信号转变成声信号的换能器件，扬声器的性能好坏对音质的高低阻碍专门大。
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。
电动式扬声器的结构和工作原理
电动式扬声器应用最普遍，它又分为纸盆式、号筒式[3]和球顶形三种。
而前两种应用比较普遍，因此那个地址只介绍前两种。
（1）纸盆式扬声器
纸盆式扬声器其结构如图2-6所示。
它由三部份组成：
①振动系统，包括锥形纸盆、音圈和定位支片等；
②磁路系统，包括永久磁铁、导磁板和场心柱等；
③辅助系统，包括盆架、接线板、压边和防尘罩等。
当处于磁场中的音圈有音频电流通过时，就产生随音频电流转变的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生彼此作用，使音圈沿着轴向振动，由于扬声器结构简单、低音饱满、音质柔和、频带宽，但效率较低。
（2）号筒式扬声器
号筒式扬声器其结构如图2-7所示，它由振动系统（高音头）和号筒两部份组成。
振动系统与纸盆扬声器相似，不同的是它的振膜不是纸盆，而是一球顶形膜片。
振膜的振动通过号筒（通过两次反射）向空气中辐射声波。
它的频率高、音量大，经常使用于室外及广场扩声。
.3音乐集成电路
就在商议报警电路元件的选历时，无心中发觉了音乐集成电路[4]，它是一种乐曲发生器，它能够向外发送固定存储的乐曲。
它具有声音悦耳、外接元件少、价钱低、功能全面及利用方便等特点，因此音乐集成电路在家用电器，时钟，玩具等方面取得了普遍的应用。
通过比较蜂鸣器﹑扬声器和音乐集成电路的外接元件数量、价钱、功能全面性及利用方便等特点决定采纳音乐集成电路作为本设计的报警电路模块，该模块将在第4章音乐集成电路报警模块设计中做详细介绍。
2.3本章小结
本章对该设计的整体框架结构体系设计进行了论述，并对该设计的各功能模块拟采纳和最终采纳的方案进行了详细的介绍，通过比较HF-15/HJ-15红外收发组件和LR-T15CTM4-S红外接收远程操纵系统模块确信了本设计的无线收发模块；
通过比较水银开关和振动传感器确信了本论文的信号触发模块；
通过比较蜂鸣器、扬声器和音乐集成电路确信了本论文的报警电路模块，而被选定的模块元件将在下面几章做详细的介绍。
3无线收发模块设计
它已转移成型、体积小、重量轻和低电流消耗。
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、避免不受操纵的输出脉冲的干扰。
3.1LR-T15CTM4-S红外接收远程操纵系统模块介绍
本末节将详细介绍LR-T15CTM4-S红外遥控接收模块（见图3-1）的要紧特性、引脚特点、光电特性、极限参数、材料配置，外部尺寸等物理特性。
要紧特性
（1）供电电压2.4V～6.5v之间；
（2）光电检测器及前置放大器封装在一路；
（3）PCM频率的内部过滤器；
（4）对不同种干扰光源的免疫力较强；
（5）低效输出
（6）低功率消耗；
图3-1LR-T15CTM4-S
因LR-T15CTM4-S红外遥控接收模块具有上述的要紧特性，因此其应用范围也是比较普遍的。
大致有①AV设备（如：
电视，DVD播放机，音响，CD播放机，机顶盒等）；
②家电（如：
电脑，空调，照相机等）；
③红外遥控器操纵玩具。
LR系列红外遥控接收模块的引脚配置和载波频率如表3-1所示。
表3-1LR系列引脚配置和载波频率
在本设计中该元件要与单片机连接利用，完成报警系统的上锁和解锁进程，因此要选择适合的工作电压和输入频率，焊接电路板时应考虑该电子元件的焊锡温度，以避免太高烧坏元件。
LR-T15CTM4-S红外遥控接收模块的建议操作条件和极限参数见表3-2和表3-3。
表3-2建议操作条件
参数
符号
数值
单位
运行电压
Vcc
V
输入频率
fin
30～60
kHz
表3-3极限参数（温度=25℃）
供电电压
7
输出电流
Iout
mA
运行温度
Topr
-20～+80
℃
存储温度
Tstg
-30～+85
焊锡温度
Tsd
270
工作原理方框图
图3-2方框图
发射装置输出波形
红外模块输出波形
图3-3输出波形
LR-T15CTM4-S红外遥控接收模块工作原理方框图如图3-1所示。
当无线发射装置有信号输入后，通过自动增益操纵器保证通道内的信号同步放大稳固动态工作点,以达到更高的传输效率。
通过限制器将突发的信号、过强的信号、误操作所产生的大信号和声反馈，按必然的比例进行紧缩或限幅，解决了功率放大器过载问题，从而爱惜了昂贵的功率放大器和扬声器。
通过滤波器过滤掉不睬想的信号，取得单一频段的理想信号，保证了信号传输的正确。
通过顶峰活塞和比较器比较电压，然后依照比较结果，把输出电压设定在数字高态。
通过积分器将前后信号叠加。
最后通过施密特触发器对脉冲边缘进行整形和产生输出方波脉冲，如图3-3所示。
外部应用电路
（1）该元件的外部应用电路[5]如图3-4所示。
①避免电压包括任何噪音因素的阻碍，请将RC滤波器放在顶端.RC滤波器应和Vcc引脚和GND引脚紧密联接
②ON/OFF脉冲宽度最好是小于
图3-4外部应用电路
*光照强度检查检测表面的红外模块是0Lux（照度单位）
图3-5抵达物距离实验条件
LR-T15CTM4-S红外遥控接收头与红外发射装置的夹角θ直接阻碍传输的距离，夹角越小传输距离越远，当夹角θ=0°
时传输距离最远为28m；
当夹角θ=45°
时传输距离为15m。
抵达物距离实验条件见图3-5。
（2）当LR-T15CTM4-S系列受到一些干扰信号抑制时，它仍然能够接收数据信号。
只是灵敏度降低到不能产生理想脉冲的水平。
一些抑制LR-T15CTM4-S系列干扰信号的例子：
①荧光灯信号电子镇流器（参照图3-6，图3-7）
②频率为38KHz的持续信号或在其他任何频率
③直流灯（钨灯泡或节能灯）
图3-6和图3-7显示的信号来自一个用60Hz电子镇流器作用的荧光灯。
一种荧光灯电子镇流器造成的不同类型的干扰信号。
若是灯的频率在50kHz--100kHz之间，那么通常的振荡频率是光学干扰信号，那个频率是电气振荡驱动电路镇流器频率的两倍。
所有LR-T15CTM4-S系列的红外接收机模块都能够制止这种干扰信号如图3-6和图3-7所示。
因此这些灯将可不能产生不睬想的输出脉冲。
只是灵敏性会依照干扰信号的强弱而有所降低，更重要的是电子镇流器的高调制的振荡幅度。
光电特性
LR-T15CTM4-S红外接收模块的光电特性[6]见表3-4。
表3-4光电特性
条件
最小
典型
最大
-
5
供电电流
Icc
无信号输入
1
包过滤器中心频率
fo
-3
3
%
峰值波长
λp
-
940
nm
高层次的输出电压
Voh
低层次的输出电压
Vol
高层次输出脉冲宽度
Twh
450
600
750
μs
低层次输出脉冲宽度
Twl
到达物距离
L
±
0°
28
m
30°
22
45°
15
通过下表能够看出当LR-T15CTM4-S红外遥控接收模块的供电电压为5V时，其灵敏度最高；
供电电压和电流是成正比关系，即供电电压越大电源电流越大，反之越小；
距离和输出脉冲宽度近似成反比例关系，即距离越远输出脉冲宽度越窄，反之越宽。
测试条件如表3-9所示。
表3-5灵敏度与供电电压表3-6电源电流与电压
表3-7输出脉冲宽度与距离表3-8方向性（水平/垂直）
表3-9测试条件
试验条件
备注
高温
Ta=+75,Vcc=5.0Vt=500h
①，②
低温
Ta=-25,Vcc=5.0Vt=500h
高气温/高湿度
Ta=+80℃90%RH,Vcc=5.0Vt=500h
热循环
Ta=-30℃（0.5h）--+85℃（0.5h）20圈
②，③
属性测试
高度=75cm3次
④
①负载测试的供电电压是5V
②光电学特性正常条件下应在停止2小时后恢复正常
③加热周期测试应在无负载条件下重复20次
④测试装置应从高度75厘米的硬木版上下降3次
外部特点
.1注意事项
（1）在可不能造成其变型或变质的地址贮存和利用。
（2）在非很湿的地址贮存和利用。
（3）为了避免静电的损害，在利用前确保人体和烙铁间接地。
（4）电源和地线之间接入解耦冷凝器（47μf--470μf）以减少供电线路噪音阻碍。
（5）远程操纵系统的表现取决于环境条件和周边元件的能力。
因此，那个地址强烈推荐该接收模块与周边元件如电阻器，冷凝器，继电器等一起利用。
.2材料配置
表3-10LR-T15CTM4-S系列材料配置
规格
配置
集成电路
硅（99%）
光电二极管
引线框架
铁（99.5%），银（0.5%）
环氧树脂
树脂（55.5%），固化剂（45.5%）
银环
银（80%）树脂（10%），固化剂（10%）
导线
金（99.9%）
盾状盒
铁（99%），锡（1%）
内部
.3外部尺寸（单位：
mm）
图3-10LR-T15CTM4-S系列外部尺寸
3.2无线收发模块设计
本设计无线接收模块的设计如图3-10所示，LR-T15CTM4-S红外接收远程操纵系统模块的Vcc脚接+5V电压，GND脚接地，Vout脚接AT89C51单片机的P00口。
当LR-T15CTM4-S红外接收头收到彩色电视遥控器的脉冲信号后，就能够通过其内部电路给单片机P00口一个4.5V高电平，完成无线收发模块的工作环节。
图3-10无线收发模块
3.3本章小结
本章介绍了作为本设计无线收发模块的LR-T15CTM4-S系列电子元件的一样特性、引脚特点、光电特性、极限参数、材料配置，外部尺寸等物理特性，并依照其特性设计出无线收发模块。
4音乐集成电路模块设计
音乐集成电路报警模块是该设计的信号触发模块和报警电路模块的组合模块，将弹簧开关作
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