电动车无线防盗报警器传感器设计报告教材.docx

1、电动车无线防盗报警器传感器设计报告教材钦 州学院传感器及其接口技术设计报告 电动车无线防盗报警器 院 系 专 业 学 生 班 级 姓 名 学 号 指导教师单位 指导教师姓名 X年X月前言 3一、总体方案设计 3二、无线收发模块 42.1 方案选择 42.2 无线模块NRF905/NRF24L01比较 42.3 NRF24L01简介 4三、报警电路模块 63.1 蜂鸣器 63.2 扬声器 6四、信号触发模块 64.1振动传感器 6五、控制模块 75.1控制单元-STC15L2K08S2 7六、总体结构工作原理框图 8七、技术难点8八、附件.98.1 遥控器电路PCB图和实物图.98.1主控电路P

2、CB图和实物图.108.3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

3、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

4、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NRF905433MHZ50kbps10dBm传输速率较低，占用I/O口多，价格昂贵NRF24LO12.4GHZ250kbps 2Mbps0dBm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。2.3 NRF24L01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

5、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15mmX29mm； (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2-1 NRF24L01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111-发送模式101数据在TX FIFO 寄存器中发送模式1010停

6、留在发送模式待机模式II101TX FIFO 为空待机模式I1-0无数据传输掉电模式0-图2.1 NRF24L01管脚图图2-1 NRF24L01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

7、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

8、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-STC15L2K08S2STC15L2K08S2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

9、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：