基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统
基于HT66单片机的自行车智能无线防盗报警器
设备算法单片机的pc0和pc1引脚来模拟I2C通信，。
使用pc0作为数据线SDA，pc1作为，注意使用I/O口时要对其进行初始化。
先进行#define SDA _pc0//数据线#define SCL _pc1//时钟线#define SDAC _pcc0//数据线控制端#define SCLC _pcc1//时钟线控制端#define SDAIn() SDAC=1// pc0用作输入#define SCLIn() SCLC=1// pc1输入#define SDAOut() SDAC=0// pc0作输出#define SCLOut() SCLC=0// pc1作输出）起始信号的模拟，如图2所示。
图２ 起始信号的模拟void IIC_Start() //开始信号{ SDAOut();//数据总线对应的引脚设置为输出SCLOut();//时钟总线对应的引脚设置为输出SDA=1; //单片机开始拉高数据线SCL=1; //单片机开始拉高时钟线Delay5us(); //5us的延时，满足开始信号大于4.7us的时序要求SDA=0; //下降沿启动信号Delay5us(); //5us的延时SCL = 0; //SCL为低电平时，SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递）}（2）停止信号的模拟，如图3所示。
图３ 停止信号的模拟void IIC_Stop() //停止信号{ SDAOut();//数据总线对应的引脚设置为输出SCLOut();//时钟总线对应的引脚设置为输出SDA=0;//数据线拉低SCL=1;//时钟线拉高Delay5us();//满足大于等于4.0us的时序要求SDA=1; //构建上升沿满足停止信号时序要求Delay5us();//满足大于等于4.7us的时序要求}（3）发送应答信号的模拟，如图4图４ 从机应答的模拟void IIC_Response()//从机接收到单片机发出的信息，从机要应答{ SCLOut();//数据总线对应的引脚设置为输出SDAIn();//时钟总线对应的引脚设置为输出SCL=1; //拉高时钟线Delay5us();//适当的延时,等待SDA被拉低，表示应答SCL=0; //拉低时钟线Delay5us();///满足大于等于4.0us的时序要求图１ 系统结构图。
多功能自行车测速系统
正 常 工 作 。 不 足 之 处 就 是 单 片 机 处 理 数 据 过
多 ， 处理 速 度 有 点慢 。 本 设 计使 用 了Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 液 晶 屏 ， 显 示 界 面 清 新 ， 给 人 的 感 觉 比 市 场 上 的 自 行 车 测 速 设 备
围３ － Ｉ 时 钟 电 路 原 理 豳
８ ０ ５ １ 单 片机 ，应用 程序 储存 空间为 ８ Ｋ ，３ 个１ ６ 位 定 时器／ 计 数器 ，即Ｔ Ｏ，Ｔｌ ，Ｔ ２ ，４ 个 方 供 电 ，且 Ｖ Ｃ Ｃ ２ 必 须 大
于Ｖ Ｃ Ｃ ｌ ＋ ０ ． ２ Ｖ 时 才 由Ｖ Ｃ Ｃ ２ 供 电 。 外 接 晶振 为 ３ ２ ． ７ ６ ８ ｋ Ｈ ｚ 。Ｓ Ｃ Ｌ Ｋ、 ｘ ／ ｏ 、Ｒ Ｅ Ｓ 端 各上拉 ｉ Ｏ Ｋ电 阻 ， 以保 证 读 取 时 间 正 常 。 ［ １ ］
能使 车 手及 时 的观 察 速度 、路程 、温湿 度 、
时 间 ，方便 车 手及 时 调整 自己 的动 作 ，供 自 己 和 队 友 们 进 行 比 较 ， 提 醒 车 手 及 时 添 加 衣 物 和 补 充 水 分 ， 减 少 在 锻 炼 和 游 玩 中 身 体 失 调 ，从而达 到运动 与代步的 最佳效果 。
图１ － １系统总体结构框固
ｆ
Ｔ Ｍ Ｏ Ｄ ｌ ＝ Ｏ ｘ ０ ５ ；／ ／ 设Ｔ ０ 为 计 数器 方 式 ｌ 工
作； Ｔ Ｈ Ｏ ＝ Ｏ ； ／ ／ 将寄 存器初值清零 ：
Ｔ Ｌ Ｏ ＝ Ｏ；
日、周 、时 、分 、秒 进 行计 时 ，且具 有 闰年 补偿等 多种功 能。 Ｖ Ｃ Ｃ ２ 为 主 电源 ，Ｖ Ｃ Ｃｌ 为 备 用 电 源 ， 当 主 电源 断 电后 也 能 保 持 时钟 的 连 续 运 行 。
基于感知技术的自行车交通安全预警系统研究
基于感知技术的自行车交通安全预警系统研究自行车作为一种环保、健康的交通工具，越来越受到人们的青睐。
但同时，自行车交通事故也随之增加，给骑行者的生命安全带来威胁。
为了提高自行车交通的安全性，许多研究和创新都集中在基于感知技术的自行车交通安全预警系统上，本文将探讨该系统的研究进展和应用前景。
1. 感知技术在自行车交通安全预警系统中，感知技术是关键环节。
感知技术包括图像处理、雷达、红外线等传感器。
通过这些传感器，系统可以实时地获取路况信息、车辆行驶情况等关键数据，为骑行者提供交通预警和安全指导。
2. 实时交通信息采集基于感知技术的自行车交通安全预警系统能够实时采集交通信息，包括车流量、速度、车道堵塞情况等。
通过这些数据，系统可以帮助骑行者选择最安全和最顺畅的路线，避免发生交通事故。
3. 骑行行为监测该系统还可以监测骑行者的行为，如是否佩戴头盔、是否闯红灯等。
通过监测，系统可以发出警示信号，提醒骑行者注意安全，减少交通事故的发生。
4. 碰撞预警基于感知技术的自行车交通安全预警系统还可以提供碰撞预警功能。
当系统检测到可能发生碰撞的情况，会向骑行者发送即时警示，让其做出及时反应，避免伤害。
5. 路线规划和导航该系统还可以根据骑行者的目的地和偏好，提供最佳的路线规划和导航功能。
通过算法和实时数据，系统可以计算出最安全和最便捷的骑行路线，并提供语音导航，帮助骑行者减少迷路和避免危险区域。
6. 应用前景基于感知技术的自行车交通安全预警系统在提高自行车交通安全性方面具有巨大潜力。
随着智能手机和智能手表的普及，这个系统可以与这些设备集成，提供更便捷的使用体验。
此外，该系统还可以与城市的交通管理系统相连接，实现全方位的交通信息共享和整合。
总结起来，基于感知技术的自行车交通安全预警系统可以提供实时交通信息采集、骑行行为监测、碰撞预警、路线规划和导航等功能。
这些创新技术将有助于提高自行车交通的安全性和便捷性。
随着技术的进一步发展和普及，该系统有望在未来成为自行车骑行者不可或缺的安全工具。
光电报警电路实验原理
光电报警电路实验原理光电报警电路实验，听上去就像是个超级酷的科技玩意儿！其实它就是利用光电传感器来监测环境的变化，然后发出报警信号，嘿，听起来是不是挺厉害的？我们日常生活中，像是家里的安防系统、一些高科技的玩意儿，都会用到这样的原理。
想象一下，走进家门，突然灯光一闪，警报声嘟嘟嘟地响起来，那种感觉简直就像是在玩《007》一样刺激！咱们得知道，这个光电报警电路是怎么工作的。
简单来说，它就是通过光线的变化来判断有没有“可疑人物”靠近。
光电传感器就像个细心的小侦探，时刻关注着周围的环境。
一旦有光线被遮挡，比如有人走过，传感器立刻就会“报警”，就像是说：“嘿，注意了，有情况！”这时，电路就会把这个信号传递给报警装置，警报声瞬间响起，让人心里一紧，立马警觉起来。
说到光电传感器，它的构造其实并不复杂。
里面有一个光敏元件，光线照射到它的时候，电流就会流动，通俗点讲就是有光的时候，它就“活跃”。
可是一旦光线被遮挡，电流就会停止，就像是一个懒散的学生，突然被老师叫到了一样，立马就紧张起来。
然后，电流的变化就会触发其他电路的工作，让报警装置发声，真是神奇的合作呢！光电报警电路实验也有一些小技巧。
比如说，如果想让报警更灵敏，可以调整光电传感器的灵敏度。
这就像是调音响，调得好，音乐才会动听；调得不对，反而会噪音四起。
同样道理，灵敏度调得好，报警就能迅速反应，防止不法分子轻松溜走。
不过，也得小心了，太灵敏的话，路过的小猫小狗都可能被当成“罪犯”，那就尴尬了！说到这里，不得不提到电路的连接。
电路中的每一个部分就像是一个个小伙伴，紧密合作才能完成任务。
我们一般会用面包板来搭建这个电路，简单又方便。
把各种元件都插在面包板上，像是在拼积木一样。
每个连接都要牢靠，不然可就得小心了，别让报警装置“罢工”。
就像做菜，调料放得不对，味道可就全变了，得仔细对待哦。
实验的时候，咱们还得注意安全。
毕竟，电流可不是开玩笑的，搞不好就会让人一跳三尺。
自行车行驶安全警示系统设计
自行车行驶安全警示系统设计作者：黄秋婷杨智黄子君来源：《科教导刊·电子版》2019年第30期摘要目前国内外针对自行车安全警示系统的设计还不够完善，市面上出现的安全警示装置虽然精度很高，但同时价格也较为昂贵。
为此设计一款性价比比较高的安全警示系统。
本文基于STM32微处理器设计一款自行车行驶安全警示系統，从速度与距离这两个方面进行衡量，综合确定自行车当前的安全状态。
测距技术采用US-100超声波模块测距，测速技术采用光电测速。
经仿真测试，系统能较为精确的测量与障碍物的距离，以及当前行驶速度。
本设计具有一定的实用价值。
关键词 STM32 安全行驶警示系统中图分类号：F224.1 文献标识码：A0引言随着经济的快速发展，生活节奏日益加快，由于缺少运动许多人被亚健康所困扰，再者随着城市交通压力的增加，人们意识到汽车出行尾气等弊处，开始提倡绿色出行，因此越来越多人选择自行车作为出行或者上班的交通工具，但是自行车过程中安全系数仍有待提高，市场上出现一种对磁场敏感性元件霍尔元件以及红外测距来提高自行车行驶的安全系数，但在测速以及测距方面仍存在不足之处，为此本文基于超声波测距模块和单片机控制系统及显示模块和LED灯预警装置判断与障碍物距离，完成警示作用，采用测速传感器。
1系统方案本系统采用模块化设计，分为测速模块、测距模块、报警装置、调速模块以及人机接口模块，系统结构图如图2.1所示。
测距采用超声波技术。
超声波模块选用US-100，其距离测量范围为2cm至4.5m，工作电压2.4V至5.5V，感应角度小于15度。
测速采用无接触光电传感器，其具有精度高，反应快等优点。
显示模块采用型号为SSD1306的OLED屏，其具有安装空间小、功耗低等优点。
2.1微处理电路微处理电路主要由下载电路、复位电路、稳压电源、时钟电路组成。
STM32上引脚PA2，PA3，PB10，PB12连接超声波模块;PC13对应Key0按键接口; PB1，PB5，PB8连接报警装置;PC6，PB12，PB13，PB15用于连接OLED屏;PA8是PWM输出口;PA9 用于调节车轮转向;PB7与测速模块连接。
基于光电传感器的防盗报警系统
ｅ ｅ ｔ ｏ。ｏｐｔｃ ｓ ｎｓ ｌｃ ｒ ・ ＿ 。 ｉ ｅ ｏｒ
Ｓ ｎ ｏＺｈ ｎ ｎＬ ｏ Ｑｉｎ ｉｎ ｏ ｇＴａ ， ａ ｇＢｉ ，ｕ ａ ｑａ
（ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙｏ ｌｃ ｏ ｉ Ｔ ｓ＆Ｍ ｅｓｒ ｎ ａ ｏａ ｒ，Ｋ ｙＬｂ ｒｔｒ ｆｎｔ ｍｅｔｔ ｎＳｉ ｃ Ｓｉ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎＥｅｔ ｎｃ ｅｔ ｅ ａ ｒ ａ ｅ ｔ ｂ ｒｔ ｙ ｅ ａｏａｏ ｏ ｓｕ ｎａ ｏ ｃ ｎ ｅ ｕ ｍｅ Ｌ ｏ ｙ Ｉ ｒ ｉ ｅ
ａ ｃｄ ｎ ｔ． ｉｈ ｅｉｔ ｎｔｅｇ ｎ ｒ ｌｒ ｃ ｍｂｎ ｄｗｉｈｒｄｏｃ ｄ ｃ ｉｅ ｔ ｃｗｈｃ ｘｓ ｉ ｅ ｅａ ａ ｍ， ｏ ｉｅ ｔ ａ ｉ ｏ ｅ—ｄ ｃ ｄ ｒｃ ｉ ｎ ｂｅ ＯｆＵ Ｕａｓ ｇｅｐ ｉｔ ｅ ｈ ｌ ａ ｅｏ ｅ ｈｐｅ ａ ｌｓ ｆ ｉ ｌ ｏｎ ｔ ｕｉ ｎ
一种光电传感式自行车防盗报警系统[实用新型专利]
![一种光电传感式自行车防盗报警系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/433b9fcbaaea998fcd220ed5.png)
专利名称：一种光电传感式自行车防盗报警系统专利类型：实用新型专利
发明人：王晨晖,任芳雨
申请号：CN201821899103.6
申请日：20181119
公开号：CN209683888U
公开日：
20191126
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于自行车防盗技术领域，尤其为一种光电传感式自行车防盗报警系统，包括自行车防盗锁以及滑动在所述自行车防盗锁内部的锁叉，所述自行车防盗锁的内部固定安装有PCB 板，所述自行车防盗锁的外侧壁上安装有光电转化模块；结构设计合理，使用方便，成本低，符合大学生群体普遍购买力，体积小，便于大多数自行车结构的安装，减少对车体自重的影响，可自主编程，人性化程度高，以太阳能为主要供电能源，必要时亦可人为充电，随时随地保持整个系统持续不断的电力供应，体现清洁能源低碳环保的特点，定时开关机或延时开关机，给予适应者者自由弹性的控制方式，更加人性化，兼具盗窃提醒功能，以短信形式告知手机用户。
申请人：任芳雨
地址：111010 辽宁省辽阳市白塔区新运大街33组293-3-1-8号
国籍：CN
代理机构：北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：谈杰
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基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统
基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统，基于光电传感器，辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器，组成基本框架，灵敏度高，结构简洁，使用便利，易于后期维护，市场前景广阔。
标签：光电传感器；时间继电器；自行车防盗报警
现今市面上的报警装置，具有价位高、体积大、难安装、使用不便以及灵敏度低等种种弊端。
我们急需一款物美价廉的报警系统以减少经济损失，优化使用效果。
我们分析研讨，设计出了基于光电传感器元件的自行车防盗报警系统。
本报警系统主要基于光电传感器，辅助以太阳能聚合物大容量移动电源、手机APP 控制GPRS网络连接模块、时间继电器以及报警发声器，组成基本框架。
1 自行车防盗报警系统的硬件组成
1.1 对射式光电传感器
光电传感器按照按检测方式可分为漫射式、对射式、镜面反射式、槽式光电开关和光纤式光电传感器。
基于自行车防盗报警系统的操作要求，我们选择了包括发射器和接收器，且结构上两者相互分离的对射式光电传感器。
对射式光电传感器的工作原理是当物体经过发射器与接收器之间，光束被遮挡从而中断的情况下会产生一个信号变化，从而起到控制电路通断的作用。
其特点与优势在于对射式光电传感器能够辨别不透明的反光物体，且有效距离较大。
由于所发射的光束跨越感应距离的时间较短且仅一次，所以不易受到干扰。
对射式光电传感器对使用环境的要求很低，外界环境几乎不影响其使用精度，可以使用在条件恶劣的野外或布满灰尘的环境下，符合自行车防盗报警系统的使用环境。
其弊端在于耗电量相对较高，发射器和接收器两个单元均需要分别安装敷设电缆。
1.2 手机APP控制GPRS网络连接模块
手机APP控制GPRS网络连接模块能够通过GPRS网络实现手机APP的双向反馈控制。
该设备支持定时、延时、多人控制等功能，实现了手机APP远程控制。
1.2.1 定时设置
该GPRS网络连接模块可通过手机APP设置时间，使设备按照设置好的时间开始或结束工作。
最多可设置8组定时时间，可帮助用户合理安排时间，人性化程度高。
1.2.2 延时设置
延时设置功能可控制设备在当前时间点按照设定的延时时间段推迟开启或关闭设备，便于整体把控系统的运行。
1.2.3 点动模式
点动模式为继电器设置1S延时，适用于改装后的点动式开关，能够控制信号线输出，符合防盗报警系统开关形式。
1.2.4 设备权限分享
该功能可实现多人控制系统，设定第一个连接GPRS的账号为主账号，主账号可分享多个用户控制设备。
1.3 太阳能聚合物可充电式移动电源
聚合物电源是一种新型的高密度锂电池，该电池以胶质聚合物为电解质，相比于采用液体电解质的普通锂电池，不会出现任何漏液渗液情况，安全性高。
聚合物电池密度高，可塑性强，使用铝膜包装，可根据移动电源的需求做成任何形状，与等容量的其他种类移动电源相比更为轻薄，最小厚度可达到0.5mm。
且容量更大，充电速度更快，放电电流相对平稳。
搭配太阳能电池板，可保证在电量不足的特殊情况下也可进行太阳能充电，保证了系统的持续使用。
1.4 时间继电器
时间继电器以STC11f02e芯片为结构核心，STCI 1F02E是宏晶科技设计生产的STCl 1/10xx系列单片机之一，其特点为：高速，1个时钟/机器周期，增强型8051内核，速度比普通8051快8～12倍；宽电压5.5-4.1V/3.7V；低功耗设计；工作频率，0-35MHz，具有2kB的片内Flash程序存储器、2kB的EEPROM存储器和256103的片内SRAM数据存储器，体积小价格低廉。
同时应用新型数字LED倒计时显示模块，加入一左一右两个时间调整按钮以便于调整设置延时时间间隔。
该时间继电器具体操作过程及优势介绍如下：
（1）可自行设定延时时间，通过按键调整延时时间间隔，设置完毕后，该模块自动于下一次系统启动后按照设置值进行倒计时，该功能也称为掉电记忆功能。
（2）延时精确，每秒误差在0.01%以下，延时时间间隔范围广，0-999秒均可实现，LED显示屏每秒钟更新一次实时数值，便于实时监测。
（3）LED数字显示，常开触发延时，继电器模块电压为5V，可由外部信号触发，上电瞬间，电源LED灯亮，继电器不工作，当有外部触发（高电或者高电平触发）时，继电器开始工作，倒计时延时，延时时间间隔到后，继电器断
开。
（4）低功耗，整机功耗大致在50mA左右，输入电压在3.6V-5V之间工作。
1.5 ISD1420单片机录放音模块、功放及扬声器
ISDl420是Winbond公司生产ISDl400系列单片语音录放集成电路的一种，是永久记忆型语音录放电路。
该芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值可直接存储在片内EE-PROM单元中，不需要经过A/D或D/A转换，因此能够较好地真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩所造成的量化噪声和失真现象。
1.5.1 录放音模块特点
（1）使用方便的10秒语音录放。
（2）高质量、自然的语音还原。
（3）自我独特的语音录制。
（4）带循环播放，电动播放，单遍播放功能。
（5）可用单片机控制。
（6）功耗小，工作電压3-5v。
1.5.2 按键控制录放音操作方法REC键：录音按键，按住就能录音，松开按键停止录音。
RLAYE键：触发模式放音，按一下就播放当前整段语音。
PLAYL键：电动模式放音，按住才放音，松开就停止放音。
RPL跳线：循环播放模式控制，可循环播放。
FT：直通控制，可使咪头语音直通到喇叭放音。
1.5.3 功放
以TSD1030单片机为核心的功放模块，能将语音录放模块输出的小信号放大到适合3W/4R的扬声器直接连接，方便可靠，其主要有以下特点：优秀的噪声抑制、双声道立体声、5v供电，能耗小、输出功率大，能量足。
1.5.4 扬声器特点
采用环保耐高温材料，功率足3W，质量好，做工细，音量好，操作简单，安装方便。
2 自行车防盗报警系统的硬件设计及工作原理
首先该系统通过GPRS网络将手机与系统模块连接在一起，相当于整个自行车防盗报警系统的总开关。
手机app通过GPRS网络控制，连通太阳能聚合物移动电源，由此，整个电路处于通路状态，电流流经，光电传感器开始发射红外光线，系统开始正常工作。
在自行车被盗过程中，盗窃者实施盗窃动作时，势必会造成自行车后轮的轻微转动，自行车车轮上的辐条随之转动。
辐条通过光电传感器发射孔与接收板之间间隙的瞬间，光束被遮挡，接收器接收不到光束，触发光电传感器做出开关动作，即将光信号转化为电信号，电路通。
由于车辐条间具有一定的间隙，故为保证报警声的持续连贯性，电路中设置时间继电器以延长报警时间。
预先将时间继电器延时时间间隔设置为60秒，则从盗窃动作发生，即电流经过时间继电器的那一时刻起，60秒的时间内，光电传感器的作用效果完全消失，而其他电路元件持续正常运行，电流流入报警发声器，指令发声器持续发声60秒，完成一个周期，保证了报警声持续而连贯。
与此同时，手机APP控制GPRS连接模块接收到报警信号，可实时提醒用户，做到报警及时。
光电传感器作用效果继续控制整个电路，重复上述所有步骤，直至下一个盗窃动作的发生。
3 自行车防盗报警系统的创新点
3.1 结构简单，取材方便
运用常见的物理元件——对射式光电传感器作为项目的核心构件，并辅助以太阳能聚合物移动电源、手机APP控制GPRS网络连接模块、ISD1420单片机录放音模块、功放、扬声器以及时间继电器。
其结构简洁，易操作。
产品各系统模块独立安装，发生故障发生时易检查故障元件。
3.2 操作便捷，易于控制
①将系统的总开关——手机APP控制GPRS网絡连接模块与手机连接，随时随地启动关闭。
通过手机app可以设置电源开关机时间，方便快捷。
②通过设置时间继电器延时时间间隔，可控制报警发声器使报警声持续而连贯，发声器音效可自主编程设置。
3.3 反应灵敏，报警及时
①对射式光电传感器具有精度高、反应快、部件分离等特点，发出光束不受其他可见光影响，瞬间制动，及时传递信号。
②手机APP控制GPRS网络连接模块可在被盗窃动作发生瞬间及时告知用户，做到高效快捷，报警及时。
3.4 造价低廉，易于维护
各种元构件平价，原理清晰明了，适于自主维修。
3.5 体积小，重量轻
原件均采用单片机技术，最大限度缩小系统体积，减轻重量。
3.6 清洁环保
电源采用太阳能聚合物移动电源，清洁环保，绿色低碳。
3.7 自主编程，人性化设计
产品中多个单片机原件可实现自主编程，人性化程度高。
4 结语
基于光电传感器而设计的自行车防盗报警系统，可实现对自行车的中远距离无线监控。
根据实际验证，该防盗装置运行良好，报警准确，无噪声污染，可以方便地移植，以便构成更智能的防盗系统。
参考文献
[1]詹艳艳.基于STC11FO2E的立体旋转LED设计与实现[J].电子技术，2012，（4）.
[2]熊建云.基于ISDl 420的智能仪器语音系统的设计[J].自动化与仪器仪表，2013，（4）.。