基于單片機的兒童反鎖汽車內報警器設計

張偉崗　王佳航　付家珂

摘 要：本次設計采用STC89C52單片機，該設計主要由光電傳感器、LED和蜂鳴器電路模塊、無線通信模塊及繼電器四部分組成。本次涉及用光電傳感器檢測兒童，用繼電器模擬車門開關。該系統從多個角度出發，充分考慮可能引發事故的各種因素，保證兒童的安全。

關鍵詞：單片機;光電傳感器;無線通訊

1 報警器系統設計

該系統以STC89C52單片機[1]作為控制裝置的控制器，采用光電傳感器檢測兒童的存在，采用繼電器模擬車門的開關，當車門關閉時，若光電傳感器檢測到兒童在車內，單片機會控制無線通訊模塊發送指令給報警器，報警器由單片機最小系統、LED電路、蜂鳴器電路及無線通訊模塊組成。當報警器接受到無線通訊模塊發送的報警指令時，單片機控制蜂鳴器報警，并且使LED燈亮起，及時的吸引駕駛員或是周圍的人及時采取措施。

系統設計流程圖如下：

2 系統軟件設計

系統軟件設計主要完成采集光電傳感器的信號和繼電器設置狀態判決是否觸發報警。主要包括處理、傳感器掃描、數據處理、無線通訊[2]。系統軟件設計流程圖如圖2所示。

3 硬件電路的設計

本次設計中硬件電路需要解決的主要任務是要檢測車門鎖的狀態、車內是否有兒童、把檢測到兒童的信號轉換成電信號、用處理過的電信號觸發報警信號。即當車門關閉并且光電傳感器檢測兒童在車內時觸發報警。報警器接收報警信號并作出處理。對于車門的控制采用繼電器模擬，用按鍵控制繼電器的開關。根據功能需求所需實現的具體的功能將硬件分為五個電路模塊進行設計[3]，硬件框圖如圖3、4所示：

3.1 光電傳感器電路

此次使用的傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路。檢測到兒童在車內的時候，黑色的數據線會向單片機發送低電平，正常的狀態為高電平，光電傳感器傳輸的是數字信號單片機易于控制和檢測[5]。

3.2 復位電路模塊

單片機在時鐘電路工作以后， 在RESET端持續給出2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。上電復位是復位時在單片機接通電源后，對單片機的復位。本次設計采用的是外部手動按鍵復位電路。當需要外部復位時，按下復位按鈕即可達到復位目的。

3.3 晶振電路

XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。一個機器周期共有12個振蕩周期，外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周為1/12us，故而一個機器周期為1us。

3.4 繼電器模塊

由于本次設計條件有限，采用一個四角按鍵控制繼電器來模擬車門開關。本次設計采用的是光電耦合傳感器。設置繼電器為低電平觸發，通過按鍵按下改變繼電器連接I/O口的電平變化，從而達到控制繼電器的目的。

3.5 無限通信模塊

本次設計采用的無線通信模塊為HC-12無線通信模塊，模塊內涵MCU用戶無需對模塊另外變成各種傳統模式直觀收發串口數據即可使用，方便模塊，采用多種串口透傳數據用戶和，根據使用要求用at指令進行選擇4種模式為FU1、FU2、FU3及FU4。模塊可根據實際情況改變工作模式。

4 結論

本設計詳細的分析了兒童被鎖車內的原因以及可能帶來的后果，同時，該系統從多個角度出發，充分考慮可能引發事故的各種因素，并且經過一系列的分析和選取設計出了一套基于單片機和光電傳感器的報警系統，以解決兒童被誤鎖車內可能引起的各類問題。

參考文獻：

[1]周立功.單片機實驗與實踐.北京航空航天大學出版社，2004.3.

[2]陳有卿.《通用集成電路應用與實例分析》.中國電力出版社.2007.

[3]周潤景.《基于Proteus的AVR單片機設計與仿真》.北京航空航天大學出版社 2007.

[4]馬中梅.《單片機的C語言程序設計（第四版）》.北京航空航天大學出版社 2007.

[5]張道德.《.單片機接口技術（C51版）》.中國水利水電出版社.2007.