基于车辆刹车系统的四轮锁死防盗电路设计

 

　　一、引言

　　目前市场上汽车防盗的产品很多，但多用于汽车车门、车窗及电子钥匙控制，虽然具有较好的报警功能，但很难真正的达到防盗功能，从而使犯罪分子有机可乘。本设计是基于车辆刹车系统的防盗控制，通过机械、液压与电气相结合，完美地实现了对四个车轮的锁死，从而确保车辆的安全。

　　二、系统原理

　　系统原理如图1所示。控制器根据遥控器的命令，通过继电器驱动电机的正反转来控制刹车油路使车轮抱死或者松开，实现防盗功能。在电机旋转时具有限位信号，防止由于扭矩过大发生过电流现象;在遥控器对系统进行控制时，系统会自动地发出各种语音提示，特别是当车辆正在行驶时进行误操作，系统会在较长时间内进行语音报警，并在一段时间后逐步锁定车辆，使车辆减速直到锁死，可实现对车辆的远程控制;另外系统还能对车辆行驶过程中引擎盖是否闭合、是否系安全带进行检测并发出语音报警。

　　

 

　　三、系统的硬件组成

　　(一)电机驱动主电路

　　系统通过控制电机的正反转来实现对车轮锁定和开锁功能，实现电路如图2所示。主回路根据控制器的指令，LOCK、OPEN分别控制继电器K1、K2的闭合，实现电机的正转、反转，进而控制车轮刹车油路，从而达到四轮抱死或者松开的目的，实现了防盗功能。为了防止电机过旋转，设置了限位开关STB1、STB2，实时地将信号反馈给控制器，使系统能够稳定地工作。

　　

　　二)系统的控制回路

　　控制系统的原理如图3 所示。

　　

　　控制器选用具有2个计数器和1个定时器的89C52单片机，计数器T0用于计算车辆行驶的速度，为系统进行各种控制提供重要的依据。轮速传感器的正弦信号经CD4013变换整形后由单片机对其采集处理，从而确定车辆当前的速度。

　　遥控器发出的开、锁信号通过LM324 比较放大，为单片机进行采集分析及各种保护处理驱动场效应管，来控制主控制回路，实现对车辆的防盗功能。同时在对车辆进行防盗控制时，系统要发出各种语音提示及报警功能，通过单片机控制语音芯片API8108A实现，将事先需要的各种语音信号存储在语音芯片中，在需要输出时由API8108A直接驱动扬声器。

　　系统除具有基本的防盗功能外，还集成了其他的功能，如对安全带、引擎盖、启动器等信号进行采集，当出现各种异常情况时，能瞬时发出各种报警，直至车辆停止。

　　为了使系统可靠的工作，控制系统采用了硬件看门狗，利用MAX813实时对单片机运行状况进行监控。由于系统有控制回路及主回路，需要各种电源，通过LM7805提供5V电源，通过三端可调稳压器LM317为遥控电路提供电源。

　　四、系统的软件实现

　　此系统设计采用单片机C语言，程序采用模块化设计，可扩展性强，阅读方便。系统上电工作时在进行各种初始化后，首先要对锁进行循环检测，并发出各种报警，以便及时排除可能故障。

　　在系统没有故障的情况下，控制器根据遥控器的开、锁信号及当前开、锁状态进行控制，并发出各种报警信息及提示信息。在控制过程中根据当前车速、启动机状态等信息进行处理，提示驾驶员正确安全的行驶。具体控制流程如图4 所示：

　　

　　在系统工作中，车辆可能被盗，在锁状态下工作，系统必须能使车辆安全地停下来，其部分实现代码如下：

　　

　　五、系统的抗干扰设计

　　由于车辆工作环境复杂，对系统的稳定性及抗干扰提出了很高的要求。信号传输采用屏蔽线，确保轮速信号不受干扰;在信号接收方面对脉冲信号进行整形，消除杂波;电子元件采用汽车级标准，能适用于恶劣环境;所有的电路板使用道康宁涂料，具有防潮、防腐、防震功能，同时也有很好的高频和低频介电特性，使系统的抗干扰性能大大提高。

　　此设计不仅具有很好的防盗性能，而且具有报警功能，并能对驾驶员在行驶中进行各种安全提示，是一种较为先进的智能防盗系统，目前已在部分车辆上安装使用。实践表明，系统设计合理、抗干扰性强、运行稳定，是一种可靠实用的防盗产品。