具有遥控功能的客车防盗报警器的设计与实现

具有遥控功能的客车防盗报警器的设计与实现摘要：介绍了客车防盗报警器的设计思想和电路组成，着重分析了电路的工作原理，并给出了详实的实用电路。

关键词：红外线遥控；超声波；报警器；客车

本文所介绍的多功能客车防盗报警器系为国内某高档客车所设计，采用超声波技术，利用PIC单片机作为核心控制器件。该防盗报警器在车门被非法打开、门窗玻璃被打碎、车体受外力撞击时通过汽车喇叭发出报警声。

1整机框图

整个防盗报警系统的电路组成框图如图1所示。

电源遥控器用来控制报警系统的电源通断，驾驶员离开驾驶室时通过遥控器接通报警器电源，报警器处于预警状态。此时40kHz振荡器产生的方波信号加到超声波发射器件上，并向车厢内发出超声波信号，经过多重反射的超声波信号由超声波接收器件接收，再经放大、检波滤波电路后送入PIC单片机的RA0口进行检测。正常情况下超声波检测电路输出信号的幅度是固定不变的，报警器不报警。当车门被非法打开或门窗玻璃被打碎或车体受外力撞击时，超声波接收电路的输出信号的大小将发生变化，报警器接通汽车喇叭，发出报警声。

2电源遥控电路

电源遥控电路的原理图如图2所示。图2（a）为红外线遥控器发射电路，只有一个发射指令键S，当S被按下时，\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026的编码启动端TE被接低电平VSS，其编码输出端D0输出两串相同的编码脉冲。\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026的地址密码任意设置，原理图中，将A0～A7接高电平VDD，而将A8～A11接低电平VSS。\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026的DO端发出的编码脉冲作用于由门电路D1和D2等构成的40kHz载波振荡器，对载波进行幅度键控调制，并通过红外发射管VD1，VD2对外发射红外线遥控信号。

图2（b）为红外线接收和控制电路。红外接收二极管VD3接收到的幅度调制信号首先由\o"CX20106货源和PDF资料"CX20106完成前置放大、载波选频、脉冲解调等工作。当红外接收管VD3收到红外光脉冲时，从\o"CX20106货源和PDF资料"CX20106的7脚输出与编码脉冲相位相反的解调脉冲，由反相器D3进行反相后，再送入***\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028的Di端。当\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028的加密地址编码与发射器中\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026的加密地址编码完全相同时，\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028的解码指示端VT输出高电平，三极管VT2导通，继电器K吸合，发光二极管LED发光，报警电路得电开始工作。当接收电路再次收到发射器的遥控信号时，\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028的VT端输出低电平，三极管VT2处于截止状态，发光二极管LED熄灭，报警器停止工作。

\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026和\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028的A0～A11为加密地址编码输入端，除了A0只可编为三态（“1”，“0”和“开路”）外，A1～A11均可编为四态（“1”，“0”，“开路”和“与A0相联”）。当编为三态时，有312＝531000种不重复编码；当编为四态时，有411＝4194303种不重复编码。因此采用\o"VD5026货源和PDF资料"VD5026，\o"VD5028货源和PDF资料"VD5028作为编码、解码电路，要想破解密码是非常困难的。

3超声波发射与接收检测电路

超声波发射与检测电路的原理图如图3所示。超声波发射电路由VT3和VT4等构成。VT3，VT4与超声波发射器B1构成强反馈稳频振荡电路。这种电路非常简单，且容易起振。超声波发射器B1既是反馈选频器件又是发射换能器件。此振荡器能够非常稳定地工作于B1的中心频率fO（40kHz）上。由于超声波传感器为谐振器件，驱动时所需的电流较小，一般仅为几毫安至十几毫安，但是必须要有一定幅度的驱动电压，所以超声波发射电路所用的电源电压比较高，为12V。

超声波发射器件向门窗密闭的客车内发射超声波，经过车厢内壁、门窗的多重反射最后到达超声波接收器件B2。正常情况下B2接收到的超声波信号幅度是固定的，如果遇到车体受撞击、车门被非法打开、门窗玻璃被打碎等情况，则超声波信号的发射方向、传播路径等均要发生变化，超声波接收器件B2接收到的超声波信号的频率与发射的超声波信号的频率有所不同（即多普勒效应）。超声波接收器件B2接收到的微弱信号经斩波稳零运算放大器TC901进行高增益放大后，由二极管D2和电容C3进行整流滤波，将40kHz信号滤掉，而将多普勒信号检出，再直接耦合到uA741的同相输入端进行放大。图中TC901和uA741均为单电源运用，R3和R4构成偏置分压器，向TC901的同相输入端提供1／2电源电压的偏置，R5用来提高放大电路的输入阻抗，可达到提高超声波接收检测电路灵敏度的目的。由于uA741与TC901是直接耦合，故也被偏置在1／2电源电压。经uA741放大后的信号，由VD3和VD4进行半波整流，变为直流电压，送入PIC单片机的RA0口以决定是否报警。

4PIC单片机控制电路

PIC单片机控制电路是本报警器的核心控制电路，采用具有8位A／D转换器的\o"PIC16C71货源和PDF资料"PIC16C71，电路原理如图4所示，程序流程如图5所示。

当通过遥控器启动报警电路后，PIC单片机得电开始工作，并对RA接口、RB接口进行初始化设置。由于刚加电时电路的工作状态不太稳定，所以经过2s的延时后才开始检测RA0口的电压值，然后单片机反复检测RA0口的电压值并与初始测量电压值相比较，当有变化时接通汽车喇叭发出报警声。报警声设置为报警1s，停1s，再报警1s，如此反复直至解除报警。

电路报警后即使拔出超声波发射和接收探头，仍然继续报警，只有通过遥控器关闭报警电路的总电源才能解除报警。

由于\o"PIC16C71货源和PDF资料"PIC16C71单片机内含A／D转换器，因此模拟参考电压可由软件设置为电源电压或RA3引脚的电压，本电路采用电源电压作为参考电压。A／D模块有3个寄存器：A／D转换结果寄存器（ADRES），A／D控制寄存器0（ADCON0）和A／D控制寄存器1（ADCON1）。A／D控制寄存器0控制A／D模块的工作，寄存器的上电复位值是00H，未用位执行读操作时为0，不能执行写操作，其他位均可读写。A／D控制寄存器1只用了0～2位，这3位是A／D转换口配置位，这些位将模拟口配置成不同的工作方式，包括模拟量输入输出、数字量输入输出以及参考电压（RA3）。

以RA0通道为例，给出A／D转换程序如下：

BSFSTATUS，RP0；选择页面1

CLRFADCON1；使能A／D功能

BCFSTATUS，RP0；选择页面1

MOVLWOXC1；A／D开启，选择0通道

MOVWFADCON0

BSFINTCON，ADIE；使能A／D中断

BSFINFCON，GIE；使能全部中断

BSFADCON0，GO；A／D转换开