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安徽大学本科毕业论文（设计、创作）题目：基于STC89C51单片机的防盗系统设计学生姓名：金天祥学号：P01114045院（系）：电子信息工程学院专业：电子信息工程专业入学时间：2011年9月导师姓名：王丽华职称/学位：讲师导师所在单位：电子信息工程学院完成时间：年月基于STC89C51单片机的防盗系统设计摘要我们生活的这个时代，科技的创新可谓是日新月异。在先人的努力下，目前的防盗系统可以说是较为完善的，但“道高一尺，魔高一丈”。窃贼尤其是自行车小偷花样百出，使得车主防不胜防。本设计是为了解决自行车的防盗问题。设计的思路是，可以将自行车停于装有压力传感器的停车位，当自行车被搬离原处，压力传感器输出电压信号，HX711AD模块对产生的电压信号进行采样，输出一个24bitAD转换的值送单片机，单片机引脚检测到信号后，控制蜂鸣器报警，同时控制GSM模块向车主发送一条“Warning,yourcarmaybestolen.”的短信，从而实现防盗功能。本设计还有类似“解锁”的功能，车主通过无线收发模块，给单片机引脚一个信号，控制系统停止工作，从而安全取车。关键词：单片机；压力传感器；GSM模块；无线收发模块DesignofantitheftsystembasedonSTC89C61singlechipmicrocomputerAbstractThetimeswelivein,innovationandtechnologycanbedescribedwitheachpassingday.Intheancestors’efforts,thecurrentanti-theftsystemcanbesaidtobealittleimprovement,but”Onefoot,Oneupmanship”.Thethiefespeciallybicyclethief,whichhasalotoftricks,makingtheownersimpossibletoguardagainst.Thisisdesignedtosolvetheproblemofbicycletheft.Therearetheideasofthedesign.Thebikeparkedintheparkingspaceisprovidedwithapressuresensor.Whenthebikeismovedawayfromtheoriginalplace,thepressuresensoroutputvoltagesignal,theHX711ADmodulecompletessamplingthevoltagesignalisgenerated,theoutputofa24bitADconversionvalueissenttotheSCM.WhenthesignalisdetectedwithaSCMpin,SCMcontrolsthebuzzertoworkandcontrolstheGSMmoduletosendamessage”Warning,yourcarmaybestolen.”totheowner,inordertoachievetheanti-theftfunction.Wealsodesignaunlockfunction,TheownercansendasignaltotheSCMpinthroughthewirelesstransceivermodule,thecontrolsystemisn’tworkingandtakesthecarsafety.Keywords:singlechipmicrocomputer;pressuresensor;theGSMmodule;thewirelesstransceivermodule目录1引言……………………………………………………………………………52系统结构和工作原理……………………………………………………………5-63系统硬件设计………………………………………………………………………6-113.1主机控制模块……………………………………………………………………6-73.2数字压力传感器模块……………………………………………………………7-83.2.1压力传感器…………………………………………………………………7-83.2.2A/D转换………………………………………………………………83.3蜂鸣器报警模块…………………………………………………………………8-93.4GSM模块…………………………………………………………………………9-103.5无线收发模块………………………………………………………………………10-114系统软件设计………………………………………………………………………11-134.1初始化子程序………………………………………………………………………11-124.2压力传感器子程序………………………………………………………………12-134.3蜂鸣器报警子程序…………………………………………………………………134.4GSM发短信子程序……………………………………………………………13-144.5报警系统停止程序………………………………………………………………14-155结论……………………………………………………………………………………15主要参考文献……………………………………………………………………………16致谢………………………………………………………………………………………171引言自行车作为一种方便快捷的交通工具深受大学生们的青睐，它不仅小巧轻便，而且绿色环保，兼之价格较低，因而在全国各大高校均有一定的规模。由于自行车本身机动灵活难以控制，加之管理制度不完善，宿舍楼、食堂、教学楼前自行车排放横七竖八、混乱不堪的情况时有发生，此外停车设施的设计一般也比较简陋，管理人员缺乏，且不能时时监控导致自行车被盗事件频频发生。并且由于多数学生多一事不如少一事的想法，自行车丢失后，多数人并不进行报案，而且为了减少损失，大多数高校的学生倾向于购买二手车，这更加助长了盗贼偷窃自行车转手二手市场的做法[1]。自行车因其本身市场价格不高，所以目前自行车使用最广泛的就是锁具防盗器。市场上比较常见的锁具防盗器主要有链条锁、卡锁、车头锁、钢丝锁，以上车锁基本上都是通过锁定前轮或后轮来达到防盗目的的。其优点是价格比较便宜，几十元至一两百元，并且使用起来简单方便，缺点是这类锁具都易撬开、锯开或被小偷用工具打开，其防盗价值并不是很高。通过查阅相关的文献资料，发现在西方的一些发达的国家有人通过使用先进的GPS定位的技术进行自行车防盗。这类高端网络式防盗器具有防盗，监控，远程控制，远程报警，反窃等多种功能，是维护社会治安、保护车主利益的新型防盗产品。但是由于自行车市场价格低，使用GPS定位的网络式防盗器价格却比较高，所以在自行车当中网络式防盗器目前尚不能普遍使用，市场前景也比较小。本设计正是针对以往自行车防盗在某些方面上存在的缺陷，通过所学知识来尽力弥补这些不足，同时使用成本较低的单片机来完成系统控制，便于系统的大规模使用。采用无线或专用线的方式将压力传感器，报警控制器等设备连接构成集中报警信息探测、传输、控制和声、光响应的完整系统。它能及时发现警情，并将报警信息转送给车主，达到第一时间发现警情，第一时间传递，第一时间报警。组建一套合理、完善的报警系统，将起到了预防、制止和打击偷盗犯罪的重要作用，能使损失减小到最小。2系统结构和工作原理系统结构框图如图1所示，主要由两个单片机控制模块、压力传感器模块、蜂鸣器报警模块、无线收发模块、GSM模块组成。[2]工作原理是当车主将自行车停在压力检测区域时，此时压力传感器经AD模块送给单片机一个24bit的数据.我们设定一个阈值，只要从传感器来的转换的数值在阈值范围内，就不启动报警装置。一旦单片机引脚检测到一个很小的数值或是零值，说明此时自行车很可能不在原位了，也就是被盗了，就送蜂鸣器报警电路和GSM报警电路输入引脚一个信号，从而启动蜂鸣器报警和GSM报警。蜂鸣器报警就是一个扬声器，GSM模块采用SINCOM公司的SIM900A,GSM模块可以实现向车主发送短信或者打电话报警这两个功能。我们利用遥控模块将防盗报警系统关闭，遥控模块采用两个相同的无线传输模块，一个工作在发射模块，发射模块我们会加上一个按键，由车主携带，另一个工作在接受模块，与主单片机连接。无线收发模块采用NORDIC公司生产的nrf24l01芯片。3系统硬件设计3.1主机控制模块主机控制模块就是一个51单片机的最小系统。为了完成本次设计，我们采用了STC89C51单片机学习板作为开发板，STC89C51单片机学习板是一款基于8位单片机处理芯片STC89C52RC的系统。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。单片机最小系统电路图如图2。复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.我们设计的最小系统复位电路部分，电容取得是10uF，电阻取得是10k。单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。单片机复位后psw和pc的初始值都是00H。晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)或者是12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)，我们设计的晶振电路部分取得是11.0592MHz。单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用15~33pF，我们取得是22pF,并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。[3]单片机1GSM模块无线接收模块无线发送模块单片机2按键控制蜂鸣器报警压力传感器模块图1：自行车防盗系统结构框图3.2数字压力传感器模块数字压力传感器模块主要包括压力传感器和AD转换模块。主要框图如图3.3.2.1压力传感器压力传感器部分借用了电子称的称重传感器，主要是用于实验的称重传感器具有一个托盘，利于放置重物。实验电子称一般选用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器。它的特点是精度高、易加工、结构简单紧凑、抗偏载能力强、固有频率高。压力传感器中必不可少的一组器件就是电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。我们使用的压力传感器模块中是将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元件受力产生形变时，应变片产生相应的应变，转化成电阻变化。将应变片接成桥式电阻，图2：单片机最小系统压力传感器HX711AD单片机1图3：数字压力传感器模块主要框图力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化，通过测量输出电路的电压数值，最后通过换算即可得到被测物体的重量。[4]3.2.2A/D转换HX711AD采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度数字压力传感器设计的24bitA/D转换器芯片.与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快和抗干扰性能强等特点。一方面降低了整个模块的成