基于单片机的无线防盗系统

基于单片机的电动车无线防盗报警系统的设计

南京师范大学物理科学与技术学院

【摘要】本文针对电动车被盗的各种手段，提出了一种多功能的无线防盗报警系统的设计方案，并给出了系统的硬件设计流程。它以ATS52单片机为控制核心，通过采集无线密码信息，实现对各个防盗措施的智能化。该系统可以实现防整车拖走，防砸锁撬锁，防强行推车，防卸边盖，偷电池，防剪断等功能。发生偷盗情况时，系统会发出高响度报警声，吓退小偷。经实验测试，该系统工作稳定，性能良好，成本较低，具有很好的应用价值，。

【关键词】无线防盗报警器 单片机 智能控制 一、引言

电动车由于它的节能环保，经济方便，正越来越受到人们的偏爱，但同时，车友们却常常为爱车的防盗问题感到头疼。我们常见的产品，其防盗关键部件，多采用震动式信号拾取，一般使用压电陶瓷片做震动信号拾取，而高档的则采用封装一体化的震动传感器来拾取信号。由于压电陶瓷片对空气的震动很敏感，如遇汽车喇叭、大声喧哗等声波震动都会导致其发出报警声，不但起不了应有的报警作用，而且耗电并产生噪音。而先进的一体化震动传感模块虽然具有比较大的防盗实用性，对外界环境声响没有反应，只对同一物体上的震动非常敏感，但它也并非完美，如果小偷知道它的特点，可以通过切断蓄电池电源使之失去防盗功能。

..

.

二、总设计方案

正是在这种前景下，设计制作了一套全功能的无线车辆防盗报警系统。该系统可分为两大部分，即报警系统和单片机控制部分。前者由若干个模块组成，每个模块针对小偷可能的各种偷盗手段，做出了相应的防范措施，小偷破坏锁具，它能报警，推动车，它也能报警，小偷企图卸掉车侧边盖去剪报警电源或偷窃电动车电源时，它同样会报警并响个不停。它的另一个优点是，当车主要骑车时，可使用无线钥匙，接收端收到信号，进行密码匹配，匹配成功后，再经由单片机控制，切断报警系统的启动电源，当车主停车时，接收端不再收到信号，单片机给总继电器电路信号，接通整个报警系统的电源，使报警器自动进入预警状态。该装置不怕窃贼从车头剪线，因为其中还设置了总电路的防剪断电路。除此之外，这种 “一对一”的密码配对模式，使得就算在最坏的情况下，所有的防盗措施都失去效果时，小偷把车偷去了，也不能正常使用。最后要提的是，设置了备用电源，就可以防止小偷断开电动车蓄电池，以切断整个电路的企图。 三、硬件电路的设计 1、实现功能

在布防状态下，如发现以下情况，则在单片机的控制下，发出警报声。

（1）、车子电线被恶意剪断，则启用车内安装的备用电源（干电池组）并发出警报声。

（2）、电动车被强行推动（基于电磁阻尼原理的电路监控），则发出

..

.

报警，并将电动机卡死（机械卡死）。

（3）、非法接通电动车电源。当电动车电源线被非法接通（不是通过无线密码开启）时，则MCU控制电动机卡死，并发出警报声。 （4）、电动车电池被盗，发出警报声。此功能的实现主要基于电压监控装置即电压表等元件，监控电瓶状态。

（5）、电压过低时，发出电压警报，告知车主，电瓶需充电。此功能不在防盗布防状态下也是有效的。

（6）、电路过载，发出报警。当电动车工作电路电流过大时，MCU控制发出警报声，并自动切断主电路电源，以防止电路在大电流下损坏。此功能不在防盗布防时也可以工作。

电动车的智能报警功能在单片机的控制下，通过简单电路实现。对于电动车的工作主电路，通过电流传感器，对微电流进行监控，并监控电路电流是否过大。当监测到电路电流异常时，在单片机的控制下，控制相应装置做出对应动作。电瓶的监控以电压传感器为基础，主要监控电压过低和无电压这两种情况。当电压过低时，点亮红灯，并发出10秒短时警报声；当无电压时，发出长时间警报声。 2、系统流程

本无线车辆防盗报警器由智能无线钥匙、无线接收和发射模块、51单片机数据处理和控制、基于单片机的电机卡死、遥控系统以及报警电路组成。无线电子钥匙可随身携带，用于控制报警系统的电源通断，车主将电动车停好后，按下“上锁”，则电动车关闭电源，并开启防盗布防，主机开始采集数据，报警器处于预警状态。当需要使用

..

.

电动车时，按下“解锁”按键，电动车解除防盗布防。按下“通电”，则电动车电源系统正常供电，此时可正常使用电动车。布防状态下，如果电动车电池被盗、电线被剪、非法接通电源（不是通过无线密码开启时）等，单片机对发生变化的信号进行采集和处理，最后输出信号，实施相应保护，驱动报警电路。 主机程序流程图如下： 电瓶供电 电机机械卡死装置 备用电源 基于微电流监控器的电线布防 C51单片机 基于电压监控器 的电瓶监控器 串并转换 语音报警 报警喇叭 鉴频器 抽样 解调器 315M晶振电路 低频放大器 315M接收头

无线钥匙流程图如下：

中频放大器 ..

.

电源模块 单片机 控制按钮 串并转换 FSK调制 晶振电路（100K） 315M发射头 载波调制 晶振电路（315M）

3、报警系统部分

在接收端，采用了多个电路布防模块。防剪断电路中，将细导线布设于窃贼必经之路上，报警电路可以安装在不易被窃贼破坏的隐蔽处。通过简单的电路，使在细导线断开的情况下，VMOS管获得栅偏压而饱和导通，喇叭B得电工作，从而不停地发出响亮的警笛声。

防蓄电池被偷电路中，采用了干簧管，将其固定在电源上，在车上装置吸铁，电源远离车子，干簧管断开，驱动电路报警。

防整车抬走的措施，采用了水银开关，车辆停放时，向左倾斜了一定角度，通过按键，使之进入布防态后，只要歪动车辆幅度过大，它就会发出报警声来。

当车辆被强行推着走时，收端没有收到应有的匹配密码信息，进入非正常启动态，单片机控制电机卡死，利用电磁阻尼原理，使得卡死的电磁铁坠落，穿过车轮，强行阻止车辆再次前行。为了避免车辆正常行驶出现卡死，务必在平时使用时，通过发端按键进行设置。

..

.

它还有最基本的设置，就是振动报警部分，这是为了防止小偷砸车等破坏行为的，采用了一体化振传，灵敏度可以进行设置，这样就不会造成普通报警器出现的声波干扰即报警的情况了。

最后，如果通过电流传感器检测到电路中电流发生异常时，即蓄电池被小偷切断时，这时，由发端单片机控制，转接备用电池，给整个电路提供保障。这个电源供给电路，是与单片机相连的，同时与之连接的还有总报警系统的总控制开关，这是由继电器来实现的。 四、软件设计部分

软件部分采用的是ATS52单片机，简单易于修改，它的设计流程如下：

开始 程序初始化 等待按键 按键？ Y 相关执行程序 N N 结束吗？ Y 结束

本防盗器采用智能无线数字钥匙，无需传统意义上的钥匙以及钥

..

.

匙插孔，可以有效避免传统钥匙容易被复制的弊端。车主将无线电子钥匙随身携带，当需要使用电动车时，按下“解锁”按键，电动车解除防盗布防。按下“通电”，则电动车电源系统正常供电，，此时可正常使用电动车。这一步骤相当于将传统钥匙插入钥匙孔，并旋至“通电”的过程。车主将电动车停好后，按下“上锁“，则电动车关闭电源，并开启防盗布防。以上过程的实现，主要是建立在无限电子密码基础之上。无线遥控器安装的MCU内存储电子密码，当按下控制键时，即有相应密码发射出去，无线接收机接收无线密码，并与接收器上的MCU内存储密码进行比对，如果密码正确，则在接收机上的MCU控制相应电路，做相应的动作。如果不对，则将接收的不正确密码清除。无线发射器和无线接收器通过地址码进行配对，同一对发射器与接收器设定相同地址码。当两者地址码相同时，才可以进行密码的发射与接收，否则，不进行信息交换。由于无线钥匙（即发端）的密码匹配的特殊应用，使得整个报警系统得到了完善，最坏的情况下，小偷偷取了车，也无法正常使用，在以后经过一番的大力的推广下，这种点子一定可以有效地打击盗贼的偷窃行为。

..

.

..