基于单片机的儿童反锁汽车内报警器设计

张伟岗　王佳航　付家珂

摘 要：本次设计采用STC89C52单片机，该设计主要由光电传感器、LED和蜂鸣器电路模块、无线通信模块及继电器四部分组成。本次涉及用光电传感器检测儿童，用继电器模拟车门开关。该系统从多个角度出发，充分考虑可能引发事故的各种因素，保证儿童的安全。

关键词：单片机;光电传感器;无线通讯

1 报警器系统设计

该系统以STC89C52单片机[1]作为控制装置的控制器，采用光电传感器检测儿童的存在，采用继电器模拟车门的开关，当车门关闭时，若光电传感器检测到儿童在车内，单片机会控制无线通讯模块发送指令给报警器，报警器由单片机最小系统、LED电路、蜂鸣器电路及无线通讯模块组成。当报警器接受到无线通讯模块发送的报警指令时，单片机控制蜂鸣器报警，并且使LED灯亮起，及时的吸引驾驶员或是周围的人及时采取措施。

系统设计流程图如下：

2 系统软件设计

系统软件设计主要完成采集光电传感器的信号和继电器设置状态判决是否触发报警。主要包括处理、传感器扫描、数据处理、无线通讯[2]。系统软件设计流程图如图2所示。

3 硬件电路的设计

本次设计中硬件电路需要解决的主要任务是要检测车门锁的状态、车内是否有儿童、把检测到儿童的信号转换成电信号、用处理过的电信号触发报警信号。即当车门关闭并且光电传感器检测儿童在车内时触发报警。报警器接收报警信号并作出处理。对于车门的控制采用继电器模拟，用按键控制继电器的开关。根据功能需求所需实现的具体的功能将硬件分为五个电路模块进行设计[3]，硬件框图如图3、4所示：

3.1 光电传感器电路

此次使用的传感器能以非接触形式检测出人体辐射的紅外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。检测到儿童在车内的时候，黑色的数据线会向单片机发送低电平，正常的状态为高电平，光电传感器传输的是数字信号单片机易于控制和检测[5]。

3.2 复位电路模块

单片机在时钟电路工作以后， 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。上电复位是复位时在单片机接通电源后，对单片机的复位。本次设计采用的是外部手动按键复位电路。当需要外部复位时，按下复位按钮即可达到复位目的。

3.3 晶振电路

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。一个机器周期共有12个振荡周期，外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周为1/12us，故而一个机器周期为1us。

3.4 继电器模块

由于本次设计条件有限，采用一个四角按键控制继电器来模拟车门开关。本次设计采用的是光电耦合传感器。设置继电器为低电平触发，通过按键按下改变继电器连接I/O口的电平变化，从而达到控制继电器的目的。

3.5 无限通信模块

本次设计采用的无线通信模块为HC-12无线通信模块，模块内涵MCU用户无需对模块另外变成各种传统模式直观收发串口数据即可使用，方便模块，采用多种串口透传数据用户和，根据使用要求用at指令进行选择4种模式为FU1、FU2、FU3及FU4。模块可根据实际情况改变工作模式。

4 结论

本设计详细的分析了儿童被锁车内的原因以及可能带来的后果，同时，该系统从多个角度出发，充分考虑可能引发事故的各种因素，并且经过一系列的分析和选取设计出了一套基于单片机和光电传感器的报警系统，以解决儿童被误锁车内可能引起的各类问题。

参考文献：

[1]周立功.单片机实验与实践.北京航空航天大学出版社，2004.3.

[2]陈有卿.《通用集成电路应用与实例分析》.中国电力出版社.2007.

[3]周润景.《基于Proteus的AVR单片机设计与仿真》.北京航空航天大学出版社 2007.

[4]马中梅.《单片机的C语言程序设计（第四版）》.北京航空航天大学出版社 2007.

[5]张道德.《.单片机接口技术（C51版）》.中国水利水电出版社.2007.