摘要：文中先介绍基于STM8控制的综合型汽车防盗器的总体设计思路和方框图，然后较详细地介绍了系统硬件各模块电路的设计及工作原理，最后分析本防盗器的有益效果。
关键词：STM8；单片机；防盗器；汽车防盗
引言
随着工业机械自动化生产和人们生活水平的提高，汽车这种高档的交通工具已经被较多数家庭所拥有。在人员复杂多样、交规越来越严格的当今社会，拥有汽车的人们开始担心爱车被盗或被大意的人借走而出现超速、闯红灯等被扣分和处罚的违法行为。虽然汽车本身已经带有防盗器，但该防盗器的遥控器都是一键启动或关闭，操作简单，而且跟车钥匙连在一起，如果不小心钥匙落入他人手中，对汽车将造成极大的安全隐患，因此，人们又开始关注汽车的防盗性，尤其是专用性问题。本文就此提供了一种介绍基于STM8控制的综合型汽车防盗器的设计与研究方法，该防盗器不仅有较高的防盗性、个人专用性，而且设置了多种途径的应急启动方案，让汽车在多种极限情况下也能顺利启动。
一、系统总体设计思路及方框图
本综合型防盗器设计有指纹启动、遥控密码启动、按键密码启动三种不同的启动方式，通过钥匙检测信号来区分使用何种启动方式。
总体设计思路如下：插入车钥匙，当扭到Ⅰ挡为密码启动模式，车主通过遥控密码模块或按键密码模块输入启动密码。当车钥匙扭到Ⅱ挡为指纹启动模式，车主通过指纹检测模块输入指纹信息。当启动密码或指纹信息输入完成后，系统主控芯片将所输入的信息与系统内部存储的信息进行对比，如果信息对比正确，则系统主控芯片输出允许启动汽车信号，此时车钥匙扭到Ⅲ挡即可启动发动机；当信息对比错误时，受控负载无控制信号输出，无法启动汽车。当密码或指纹信息连续输入错误次数超过设定次数时，主控芯片锁住启动信号，并接通汽车喇叭和双闪灯进行声光报警，达到保护车辆免受盗抢的目的。
二、系统硬件电路设计
（一）系统主控芯片
本防盗系统中，所使用的主控芯片是一块STM8S103F3P6单片机。STM8S系列是意法半导体公司生产的8位单片机，具有3级流水线的哈佛结构，2.95～5.5V的宽电压供电范围，低功耗，内置存储器、看门狗、I2C、模数转换等多种功能模块，能满足本防盗器系统的所有功能开发需要。此外，本主控芯片还支持单线接口模块SWIM，使系统的在线调试和后续软件升级极为方便。
本主控芯片主要有以下几个功能：一是将指纹检测模块、遥控密码模块和按键密码模块送来的数据进行运算和处理，并与系统内部存储器的信息进行对比，当信息对比匹配时才允许启动车辆，否则不允许启动车辆；二是将钥匙检测模块送来的信号进行运算，用于识别系统是指纹启动模式还是密码启动模式；三是控制受控负载输出控制信号，当系统允许启动时，主控芯片控制受控负载接通汽车的受控电路，允许启动车辆，否则不接通受控电路，汽车将无法启动；同时，如果多次非法启动，主控芯片将控制受控负载接通汽车喇叭和双闪灯进行声光报警，提醒车主或过往人员车辆被非法启动，达到保护车辆安全的目的。
（二）钥匙检测模块
本模块用于检测汽车钥匙孔电路，以识别汽车的启动方式，主要使用一个光电耦合器、三极管和一些电阻电容元件组成。光电耦合器的输入端经过一个电阻与钥匙孔电路的Ⅱ挡电路连接，当钥匙扭到Ⅱ挡位置时，电流通过电阻进入光电耦合器，使光电耦合器输出端输出信号。此输出信号经过三极管放大后送往系统主控芯片，主控芯片接收到此信号则认定为指纹启动模式，否则为密码启动模式。
（三）指纹检测模块
本防盗系统采用FM-180 指纹识别模块作为指纹检测模块，FM-180 指纹识别模块采用光学指纹传感器，由高性能DSP处理器和FLASH等芯片组成，具有指纹图像处理、模板提取、模板匹配、指纹搜索和模板存储等功能。
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本指纹检测模块主要通过两根串口线与系统主控芯片进行数据通信，当汽车插入钥匙并扭到Ⅱ挡后，指纹检测模块的指纹提取窗口发亮，提示使用者由此处输入指纹。当使用者输入指纹后，此模块将指纹信息发到系统主控芯片，以识别是否是车主指纹或系统内已经存有的指纹，进而判断是否允许车辆启动。
（四）遥控密码模块
本模块电路采用2262/2272四路遥控密码发射接收模块，其中，2622模块为四路遥控发射模块，用于输入遥控启动密码；2722模块为四路遥控接收模块，与系统主控芯片四个IO引脚相连接。当按下2622遥控发射模块的某一个按键时，系统主控芯片相应的IO引脚得到低电平信号。四路不同的输出信号，按先后顺序和总位数的不同，可以组成不同的密码串。
（五）按键密码模块
本模块电路为一个轻触按键，按键的一端接地，另一端与系统主控芯片连接。本系统的按键密码设计思路和原理如下：在一定的时间内，按键每按一次，主控芯片向上记一次数，在不同的时间间隔内按不同的次数，将得到不同的数字组合。例如，先连续按两下按键，过一秒钟后再连续按三下按键，则系统得到的密码将是23，以此类推得到不同的按键密码。
（六）受控负载
本受控负载用于控制汽车的电路系统，主要由继电器和一些三极管、电阻电容等元件组成。系统主控芯片通过电阻电容和三极管控制继电器的电磁线圈，继电器的输出触点与汽车相应的电路系统（如供油电路）连接，控制汽车电路的通断情况。当使用者输入指纹或启动密码正确时，系统主控芯片控制继电器吸合，接通汽车的电路系统，如接通汽车的启动电路或供油电路，使汽车电路接通和工作。
（七）系统电源模块
本设计所使用的电源降压模块是3R33电源模块，将汽车的12V电压降至系统使用的5V。3R33模块是一款广为使用的降压型DC-DC模块，它具有性能好，指标较高，输入电压从4.75V到23V都可以，输出-输入压差小，只有1～2V，输出电压可在0.925V～20V之间可调，输出电流可达3A，效率可达95%等项优点，极适合在汽车上使用。
三、系统的有益效果
本综合型防盗器设计的有益效果是：通过指纹提取模块限制汽车的个人专用性；通过遥控密码或按键密码模块启动汽车，使汽车在应急情况下能通过多种途径启动发动机，保证汽车的正常启动和使用。指纹信息、遥控密码和按键密码可由车主随意更改，设计比较人性化。如果车主钥匙不小心落入他人手中，也因为指纹不对或没有启动密码而无法启动车辆，如果密码或指纹输入超过系统设置的最高次数，系统将通过汽车喇叭和双闪灯进行声光报警，引起车主或路人的注意，从而保证了汽车的安全，让汽车具有良好的个人专用性和防盗性。本防盗器系统电路结构较简单，对汽车的改动小，价格较低，适合于大多普通消费水平使用者。
结语
综上，本综合型防盗器以STM8单片机为系统控制核心，通过多个外围电路模块来检测汽车的相关信息，再通过受控负载模块控制车辆的电路系统，只有系统接收到符合启动条件的信息时才接通汽车的电路系统，让汽车能正常启动和工作；当系统检测到被非法启动时，通过汽车的声光系统进行报警，达到汽车个人专用和防盗的目的。
参考文献：
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作者简介：
梁飘，1984年10月，男，壮族，广西百色靖西人，广西大学在读研究生，现就职于广西理工职业技术学院，工程师，专职教师兼实验员，主要从事电子自动化控制、机器人应用技术、制冷与空调技术方向的研究。
论文作者:梁飘,黄定铭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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