电动自行车报警系统的开发[毕业论文].doc
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1、 本科毕业设计(论文) 论文题目 电动自行车报警系统的开发 (英文) The Development Of Electric Bicycle Alarming Device 所在学院 电子信息学院 专业班级 学生姓名 指导教师 职称 完成日期 年 月 日摘 要电动自行车报警系统顾名思义就是一种安防系统,它主要是针对现今社会自行车、摩托车等盗窃案频发的一种有效的预防措施。这是一款基于单片机的电动自行车报警器。通过大量的市场调研和查阅资料,并且加以分析整理,证实了这项开发的可行性。这篇文章主要描述了报警器的各个模块的详细功能。从整体设计入手,对各个模块进行分析、选择并确定下最后方案。使用prote
2、l绘制出系统的电路图,并且将其绘制成PCB图。根据该电路图连接电路并进行硬件调试。这项设计用单片机作为控制单元,振荡器作为信号触发,远距离无线模块作为信号传输,压电陶瓷片作为声音发生报警模块。当单片机接收到信号后会是声音系统发出警报声,这样就可以威慑到盗车贼,使他们不敢进行下一步的动作。而在我们不确定自己的车子的具体位置时,我们可以通过无线遥控是报警器发出警报声,这样我们就可以迅速的确定车子的方向。接下来我们即将了解的这款报警器体积更小,成本更低,实用性更强。关键词:单片机;无线模块;振荡器;压电陶瓷片Abstract The system of electric bicycle alrm i
3、s one kind of security measures just like the name itself.It is an effective measure which mainly aimed at the modern society, such as prevente thefts happended frequently of bicycle and motorcycle. It is based on SCM.It is feasible after analysing and drrssing the data what get from consulting or m
4、aket investigition and study.The use of Protel drawing system circuit diagram, and to draw PCB diagrams. According to the circuit diagram of connection circuit and hardware debugging. SCM is the contrtol unit and Oscillator as a signal to trigger, signal transmission is token by wireless module,and
5、piezoelectric ceramic piece is token by alarm.After receiving the signal ,the SCM will make the sound system.If we forget the position of the bicycle,we can use wireless remote to make it to be sure.Now we will know the alarm has smaller volume, lower cost, more practical.Keywords:SCM;Wireless modul
6、e;Oscillator;The piezoelectric ceramic piece目 录1引言12总体设计23硬件设计33硬件设计33.1 处理系统33.1.1 电源电路33.1.2 主控电路33.1.3 报警电路43.1.4 振荡电路43.2 无线模块53.2.1 无线电53.3 信号触发模块63.4 报警模块74软件设计114.1 软件开发工具114.2 总体程序流程114.2.1 无线模块124.2.2 同步码识别124.2.3数字和地址码识别134.2.4 报警功能实现155制作和调试22 5.1 电路板的设计与制作235.2 系统调试23 5.2.1 硬件调试235.2.2软件
7、调试235.2.3 综合调试24 5.3 无线遥控控制报警器测试246结论25致 谢26参考文献27附录1 系统实物图28附录2 实验原理图30附录3 毕业设计作品说明书31附录4 程序代码32- 34 - 2 -浙江万里学院本科毕业设计1 引言1.1电动防盗报警器的发展为了充分掌握电动车市场防盗报警类产品的现状及发展动态,我深入开展了市场调研和文献搜索,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,现在购买电动车的用户同时配备防盗报警装置的约占98。电动自行车之所以能走进千家万户,为广大消费者所青睐,一个很重要的原因就是其价格相对于摩托车和汽车要低得多,能被一般收入的人
8、们所接受。因此,开发一种高性能、低价位的电动车专用防盗报警器是适合市场需要的,也是目前电动车用户这个消费群体给我们提出的一项艰巨任务。- 24 -浙江万里学院本科毕业设计1.2电动车无线防盗报警器的研究要求电动车无线防盗报警器的的研究要求就是体积小,能安装在比较隐蔽的地方,不易被盗车贼发现拆卸,而车主又能操作方便;灵敏度较高,性能稳定,漏报率、误报率和故障率都应比较低,报警声应适中,能在有效范围内提醒车主或路人,达到震慑盗车贼的目的即可,以免报警声音太大,噪音扰民;价格适中能让普通消费者所接受。1.3电动车防盗报警器的研究意义随着科学技术的迅猛发展,人民生活水平的不断提高,电动自行车已经进入人
9、们的生活,并进一步改善了人们的出行方便。电动自行车以电为能源,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,上牌手续方便,政府也大力支持。目前摩托车,燃油助力车因污染环境而受到限制。国家出台燃油含税政策,又给电动自行车带来了福音,因此电动自行车成为工薪阶层的最佳选择,也受到越来越多人青睐。然而就在电动自行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,为解决广大电动自行车使用者的后顾之忧,现设计一套基于单片机的关于电动自行车用无线防盗报警器的方案,给广大使用者装上一把“安心锁”。着眼于解决上述问题,我们展开了一系列调查研究、开发创新工作,希望我们的努力
10、可以在报警器成本与性能之间找到一个最佳平衡点,为电动车增加一道理想的安全防线,解除用户的后顾之忧。2总体设计 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,主要包括电源模块设计,信号发生模块设计和报警电路模块设计等内容。本课题是要设计一个电动自行车报警系统,要求是实现一个可以无线遥控,在30米以内能够无线寻车的东东报警器。通过网络、书籍等各种途径,搜索与本课题相关的资料并进行理解和学习,对无线传输、以及一些单片机的程序编写有充分的了解。根据系统设计的功能要求,确定的系统框架如下图所示:单片机无线接收模块报警电路模块信号触发模块图2-1
11、 设计框图其中单片机作为控制单元模块,振荡电路作为信号触发模块,采用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,若外界有振荡信号产生,单片机就会发送一个报警信号给报警电路,是的报警模块发出报警声,以此来威慑犯罪分子,达到保护电动自行车的目的。此外,在自己无法确定自己车子的确切确切方位时,你也可以通过无线遥控,传输给单片机一个信号,使得报警器发出报警声,这样,我们就可以通过声音找到自己车子的确切方位。 3 硬件设计本系统只要由四大模块组成:微处理模块、无线遥控模块、信号触发模块和报警模块。下面就是整体的PCB电路图。
12、图2-2 PCB电路图3.1微处理系统本系统的微处理器选用的是STC12C2052芯片它属于STC公司生产的单片机。STC公司的单片机主要是基于8051内核,是新一代增强型单片机,指令代码完全兼容传统8051,速度快812倍,带ADC,4路PWM,双串口,有全球唯一ID号,加密性好,抗干扰强。不需要设置,外部复位电路可以保留,也可以不用,保留时就是用外部电路,如果不用时,将RESET脚接地,启用内部复位电路。它的芯片引脚图如下:图3-1 STC12c2052芯片引脚图STC12C2052单片机作为现今使用很普遍的一款单片机,它必然会有一些性能是无法代替的。它采用的是RISC型CPU内核,运转1
13、个机器周期所用的时间是1个时钟,与普通的单片机相比较它快了的12倍;它还比一般的单片机多了一个第二复位功能脚,这个引脚可以任意调整复位门槛电压(在频率12MHz时,是不需要这项功能的);考虑到有些突发状况的发生而掉电以至于数据无法及时保存,STC12C2052单片机加了一个掉电检测电路(接在P4.6),这样就可以在掉电时,及时将数据保存进EEPROM,正常工作时无需操作EEPROM;它用两种模式进行低功耗的设计,一种是空闲模式,另一种是掉电模式;STC12C2052的工作频率是在035Mhz,而普通的单片机工作在0420Mhz,这就意味着它比一般的单片机要节能;它的片内Flash存储器以及芯片
14、内EEPROM都可以擦写10万次以上;它采用的是8 通道,10 位高速ADC,速度可达25 万次/ 秒,2 路PWM 还可当2 路D/A 使用;还有2 通道捕获/ 比较单元(PWM/PCA/CCP),也可用来再实现2 个定时器或2 个外部中断(支持上升沿/ 下降沿中断);通用I/O 口(36/40/44 个),复位后为,准双向口/ 弱上拉(普通8051 传统I/O 口)可设置成四种模式:准双向口/ 弱上拉,推挽/ 强上拉,仅为输入/ 高阻,开漏每个I/O 口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不得超过100mA.它的高速性以及先进的指令集结构,决定了它现今使用的绝对普遍性。图3-2 单片机
15、主控电路图3.1.1电源电路图3-3 电源转换电路现在电动自行车的供电电瓶一般是36V和48V两种,以48V电瓶最为常用,经过实际测试,48V电瓶充电满的时候实际电压大概是56V。但是单片机供电电压一般是4.5-5.5V之间,所以我们需要有一个降压电路,来给单片机提供工作电压。图3-2是电源转换电路,此电路可以从36V-60V降压到5V。这就可以满足我们芯片上电要求的5V电压。其中二极管D1是作为电路保护用,防止电源接反以致烧坏电路板。F1是一个保险管,主要实现后级电路的保护。R1电阻是一个功率电阻,主要实现分压的作用。二极管Z1是采用IN4749大功率稳压管来实现稳压作用,使得电压稳定在24
16、V,而后经过限流电阻R2和稳压管Z2来实现5V电压的稳定。最终通过电容滤波来实现稳定的5V电压输出,作为单片机正常工作电源。3.2无线收发模块无线收发装置常见的不只一种,例如红外装置和无线电装置都是。但结合各项功能比较,本系统选用的是无线电收发装置。无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过调节将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。 (1) 产生:当导体中通过迅速变化的电流时,导体就会向它周围的空间发射电磁波。 (2) 传播:电磁波的传播不
17、需要介质,可以在真空中传播,也可在介质中传播。无线电通信中使用的电磁波叫无线电波,是频率在一定范围内的电磁波。(3) 频率、波长、波速间的关系:电磁波在真空中传播的速度与光速相同,是,在空气中传播的速度和在真空中近似。频率、波长、波速三者间的关系为波速=波长频率,用字母表示为=vt。本课题需要有无线功能来实现遥控作用,需要采用无线收发模块,发射采用常用的315M频段的无线遥控器,采用BHM2262作为编码芯片,无线接收模块采用超外差式无线接收模块,接收频率和发射模块配套,同样是315M。图3-4 无线收发装置如上图所示就是无线收发装置。该无线装置最大的优点是实物体积小,运用简单,接收距离广。R
18、XD-MODEL接收模块是VHF/UHF超高频无线数据传送接收模块,它采用LC振荡电路,输出的数据信号为四路高电平,有电动或互锁功能,使用极为方便,并且价格低廉,所以被广泛使用。接收模块有较宽的接收带宽,一般为2MHz,出厂时调在315MHz。接收板采用5V供电。3.3信号触发模块本系统的信号触发模块采用的是先进流行的滚珠开关。 滚珠开关结构材质:1.青铜盖、2.青铜珠子-底层镀镍-表层镀金、3.青铜管-底层镀镍-表层镀金、4.ABS胶座或PC胶座、5.VC热缩套管、6.硬青铜导针-底层镀镍-表层镀金、7.磷铜弹簧夹。滚珠开关由于体积小重量轻在本领域得到广泛的应用如:数码相框的旋转屏幕,手机重
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- 毕业论文 电动自行车 报警 系统 开发
