本发明涉及一种车牌防丢的检测报警系统。本系统采取两路涡流式接近开关传感器信号来判断车牌状态，系统包括接近开关传感器，信号转换电路，单片机控制电路，指示灯显示电路、报警电路、显示器、报警器和电源电路。其中，信号转换电路采用了电压跟随器和三极管驱动电路，克服接近开关接收过来的信号驱动能力有限和容易受信号的干扰的缺点；单片机处理芯片采用成本低廉的单片机AT89S52，满足了系统的全部要求；显示和报警电路分别采用的单个的LED和单个的喇叭；电源电路采用7805芯片，把汽车的12V电源转为了系统需要的5V电源。本发明能够作为车牌防丢的检测报警系统，为每个汽车的身份证”的保护提供了一种途径。
1.一种车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：包括两个安装在车牌位置，同时检测车牌状态的涡流式接近开关传感器(1)，涡流式接近开关传感器(1)连接一个信号转换电路(2)，信号装换电路(2)连接一个单片机控制电路(3)，单片机控制电路(3)连接一个指示灯显示电路(4)和一个报警电路(5)，从而连接至显示器(6)和报警器(7)；两个涡流式接近开关传感器(1)的信号进入信号转换电路(2)，然后进入单片机控制电路(3)，单片机控制电路(3)根据设定的逻辑来驱动显示电路(4)和报警电路(5)，从而完成显示器(6)显示和报警器(7)动作；电源电路(8)为系统的各个电路供电；信号转换电路(2)的结构是：双路的涡流式接近开关传感器(1)信号分别各串联了一个10K电阻R3和一个10K电阻R6，然后分别连接运放LM324的输入端引脚3和输入端引脚5，在运放LM324的输入端引脚3和输入端引脚5分别并联一个0.1uF的电容C5和一个0.1uF的电容C8，运放LM324的输入端引脚2与输出端引脚1直接连接，输入端引脚6与输出端引脚7直接连接，运放LM324的输出端引脚1串接一个由0.1uF的电容C3和1K电阻R2组成的并联结构，然后连接9013三极管Q1，输出端引脚7串接一个由
0.1uF的电容C7和1K电阻R6组成的并联结构，然后连接9013三极管Q2，9013三极管Q1发射极串接一个1K电阻R4，9013三极管Q2发射极串接一个1K电阻R9，电阻R4和电阻R9的另一端分别接地，转换输出信号分别从9013三极管Q1的发射极和1K电阻R4连接处与9013三极管Q2的发射极和1K电阻R9的连接处取出；通过在线路上分别串联了一个10K电阻R3和10K电阻R6、运放LM324跟随器，和9013三极管Q1和9013三极管Q2的驱动电路来完成信号的转换，然后将转换输出信号输入到对应的单片机控制电路(3)I/O口，克服涡流式接近开关传感器(1)接收过来的信号驱动能力有限和容易受信号干扰的缺点，同时为了保证9013三极管Q1和9013三极管Q2开关的速度的要求，在9013三极管Q1和9013三极管Q2基极分别加入了0.1uF的电容C3和0.1uF的电容C7加速。
2.根据权利要求1所述车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：两个所述的涡流式接近开关传感器(1)，检测距离是10mm，工作电压是DC 5-36V；本涡流式接近开关传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路和放大输出电路；振荡器产生一个交变磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振；振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的；目标离传感器越近，线圈内的阻尼就越大；阻尼越大，传感器振荡器的电流就越小；接近开关的电流损耗，随着与金属目标距离的减小而减小；采用双路的涡流式接近开关传感器信号，保证系统的可靠性，排除了单个开关传感器异常带来的影响；同时，由于涡流式接近开关传感器分别放置在车牌的左右两个边缘，系统就能检测到车牌单边的螺丝脱落的异常信息，从而增加了系统对异常情况的分析能力。
3.根据权利要求1所述车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：所述的单片机控制电路(3)是：控制芯采用AT89S52，复位电路由10pF的电容C2、10K电阻R1、以及按钮开关(S1)组成，复位信号从电容C2和10K电阻R1的连接处取出，连接控制芯片AT89S52的第9管脚；晶振电路采用石英晶体(Y1)与两个30pF的电容C4和C6连接，晶振信号从石英晶体(Y1)的两端取出，分别接入控制芯片AT89S52的第18和第19管脚；在电源VCC和接地GND之间串接一个
4.根据权利要求1所述车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：所述的指示灯显示电路(4)结构是：控制信号从控制芯片AT89S52的第3管脚取出，连接一个1K电阻R8，再连接到
9013三极管Q4的基极，9013三极管Q4的集电极连接发光二极管D1，即显示器(6)，显示器(6)的另一端连接5V电源，9013三极管Q4的发射极接入一个1.2K的电阻R10，该电阻R10的另一端接地。
5.根据权利要求1所述车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：所述的报警电路(5)结构是：控制信号从控制芯片AT89S52的第3管脚取出，连接一个1K电阻R7，再连接到9013三极管Q3的基极，9013三极管Q3的集电极连接5V电源，9013三极管Q3的发射极连接报警器(7)，报警器(7)的另一端接地。
6.根据权利要求1所述车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：所述的电源电路(8)结构是：在汽车的12V电压输入端并入1000uF的电容C161和0.1uF的电容C162，然后连接电源芯片7805的第1引脚，在电源芯片7805第1和第3引脚间串接一个IN4007二极管D161，第2和第3引脚串接0.1uF的电容C163，第2引脚接地，系统电源从电源芯片7805第3引脚处取出。
一种车牌防丢的检测报警系统
技术领域
[0001] 本发明涉及信号检测领域，特别是一种车牌防丢的检测报警系统，可应用于汽车车牌检测报警。
背景技术
[0002] 车辆号牌，是车辆的“身份证”，是区别其他机动车辆的一项重要信息。随着汽车数量的迅猛增加，它也随之带来一系列的问题。当汽车过积水路面时，前车牌就很容易因水流的冲击而丢失，而长期驾驶，也会使车牌松动，造成丢失.对于车主来说，车牌丢失不易发现，且补办车牌程序繁琐，给失主造成了不必要的麻烦。
[0003] 目前的所有汽车对车牌防丢的设计基本为零，所以，从更加人性化的角度来说，设计一种车牌的防丢报警装置显得尤为重要。
发明内容
[0004] 本发明针对现有汽车对车牌的保护的不足，提供了一种结构简单、性能可靠的车牌防丢的检测报警系统。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方案：一种车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：包括两个安装在车牌位置，同时检测车牌状态的涡流式接近开关传感器,接近开关传感器连接一个信号转换电路,信号装换电路连接一个单片机控制电路,单片机控制电路连接一个指示灯显示电路和一个报警电路，从而连接至显示器和报警器；两个接近开关传感器的信号进入信号转换电路,然后进入单片机控制电路,单片机控制电路根据设定的逻辑来驱动显示电路和报警电路，从而完成显示器显示和报警器动作；电源电路为系统的各个电路供电。
[0006] 上述两路的涡流式接近开关传感器：涡流式接近开关传感器规格型号是LJ30A3-10-J/DZ，检测距离是10mm，工作电压是DC 5-36V。接近开关传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路、放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。目标离传感器越近，目标离传感器越近，线圈内的阻尼就越大；阻尼越大，传感器振荡器的电流就越小。接近开关的电流损耗,随着与金属目标距离的减小而减小。所以这种接近开关所能检测的物体必须是导电体，而车牌是铁质的，正好满足这种特性。所以选取涡流式接近开关作为系统车牌位置的传感器。采用两路的开关信号的作用：1、保证系统的可靠性，排除单个开关传感器异常带来的影响；2、接近开关分别放置在车牌的左右两个边缘，能检测到更多的异常信息，比如车牌单边的螺丝脱落等等情况。
[0007] 上述信号转换电路：在双路的接近开关传感器1信号接口处分别串联了一个10K电阻，然后连接运放LM324，在运放输入端引脚3并联一个0.1uF的电容，引脚2与引脚1直接连接，在输出引脚3处串接一个由0.1uF和1K电阻组成的并联结构，然后连接三极管9013,在三极管发射集串接一个1K电阻，电阻的另一端接地，转换输出信号从三极管发射集和1K电阻的连接处取出。由于接近开关信号的供电电压与系统的供电电压一样，都为+5V，所以系统采用统一的供电。由于从开关信号接收过来的信号驱动能力有限，同时受信号的干扰，波形不理想。为了克服这些缺点，在线路上串联了一个10K电阻，同时使用运放LM324的跟随器，再将信号输出到三极管，然后输出到对应的单片机I/O口。同时保证开关的迅速切换，加入了0.1uF的加速电容来加速整个过程。考虑到系统的逻辑顺序，采用常用的NPN三极管，成本比较低。
[0008] 上述单片机控制电路：控制芯采用AT89S52，复位电路由10pF的电容10K电阻以及按钮开关组成，复位信号从电容和10K的连接处取出，连接控制芯片的第9管脚。晶振电路采用石英晶体与两个30pF的电容连接，晶振信号从石英晶体的两端取出，接入控制芯片的第18和第19引脚。在电源VCC和GND直接串接一个0.1uF的电容。单片机主要功能是接收来自接近开关的转换信号，同时按照一定的逻辑来完成对应信号状态显示和报警。考虑到系统对处理速度要求不高，处理的数据量也很小，同时对I/O口的需求量不多等因素，系统采取了低廉的常用的AT89S52就能满足系统的全部要求。外围晶振电路：晶振采用12MHz，外接30pF电容，将电容和石英晶体接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。
[0009] 上述的指示灯显示电路：控制信号从控制芯片的第4引脚取出，连接一个1K电阻，再连接到三极管9013的基极,三极管的集电极连接显示器，显示器的另一端连接5V电源，三极管的发射集接入一个1.2K的电阻，电阻的另一端接地。由于AT89S52的I/O驱动能力比较弱，所以采用三极管驱动的方法来驱动显示器显示。由于显示器正常显示的电流为4MA，而电源的电压为+5v，计算得到串联的电阻为1.2K。显示器的显示模式有两种：一种是常亮，表示车牌未丢，处于正常状态；另一种是闪烁状态，同时报警器响起，表示车牌状况异常。
[0010] 上述的报警电路：控制信号从控制芯片的第3引脚取出，连接一个1K电阻，再连接到三极管9013的基极，三极管的集电极连接5V电源，三极管的发射集连接报警器，报警器的另一端接地。由于AT89S52的I/O驱动能力比较弱，所以采用三极管驱动的方法来驱动报警器，由于报警器自身的阻性就比较大，工作时电流比较大，所以不需要串接电阻。
[0011] 上述的电源电路：汽车上采用的都是12V的电源，为了得到+5V的系统电压，采用常用的7805芯片。汽车的12V电压输入端并入1000uF和0.1uF的电容，然后连接电源芯片7805的第1引脚，在电源芯片7805第1和第3引脚间串接一个二极管IN4007,第2和第3引脚串接0.1uF的电容，第2管脚接地，系统电源从电源芯片7805第3管脚处取出。7805的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压为输出电压的3-4V以上，满足系统要求，同时由于使用普遍，经济性好。
[0012] 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著的技术进步：采取两路涡流式接近开关传感器信号来判断车牌状态，系统包括接近开关传感器，信号转换电路，单片机控制电路，指示灯显示电路、报警电路、显示器、报警器和电源电路。其中，信号转换电路采用了电压跟随器和三极管驱动电路，克服接近开关接收过来的信号驱动能力有限和容易受信号的干扰的缺点；单片机处理芯片采用成本低廉的单片机AT89S52，满足了系统的全部要求；显示和报警电路分别采用的单个的LED和单个的喇叭；电源电路采用7805芯片，把汽车的12V电源转为了系统需要的5V电源。本发明能够作为车牌防丢的检测报警系统，为每个汽车的“身份证”的保护提供了一种途径。
附图说明
[0013] 图1是本发明的系统结构框图。
[0014] 图2是本发明的信号转换电路图。
[0015] 图3是本发明的单片机控制电路图。
[0016] 图4是本发明的指示灯显示电路图。
[0017] 图5是本发明的报警电路图。
[0018] 图6是本发明的电源电路图。
[0019] 图7是本发明的涡流式接近开关传感器安装图。
[0020] 图8是本发明的系统工作流程图。
具体实施方式
[0021] 下面通过工作优选实施例结合附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0022] 实施例一：
[0023] 参见图1～图7，一种车牌防丢的检测报警系统，其特征在于：包括两个安装在车牌位置，同时检测车牌状态的涡流式接近开关传感器1，接近开关传感器1连接一个信号转换电路2，信号装换电路2连接一个单片机控制电路3，单片机控制电路3连接一个指示灯显示电路4和一个报警电路5，从而连接至显示器6和报警器7；两个接近开关传感器1的信号进入信号转换电路2，然后进入单片机控制电路3，单片机控制电路3根据设定的逻辑来驱动显示电路4和报警电路5，从而完成显示器6显示和报警器7动作；电源电路8为系统的各个电路供电。
[0024] 实施例二:
[0025] 本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
[0026] 图7所示的是涡流式接近开关的安装位置示意图，两个涡流式接近开关传感器的规格型号是LJ30A3-10-J/DZ，检测距离是10mm，工作电压是DC 5-36V。两个接近开关分别安装在车牌的左右两边，对应图7中的位置A和位置B处。两路接近开关提供两路的传感器信号，这样就可以保证系统的可靠性，排除了单个开关传感器异常带来的影响。同时，接近开关分别放置在车牌的左右两个边缘，系统就能检测到更多的异常信息，比如车牌单边的螺丝脱落等等情况，提高了系统对异常情况的分析能力。
[0027] 所述开关信号转换电路如图2，所述双路的接近开关传感器1分别各串联了一个10K电阻R3和R4，然后连接运放LM324，在运放输入端引脚3、15并联一个0.1uF的电容C5和C8，引脚2、16与引脚1、17直接连接，在输出引脚3、15处串接一个由0.1uF电容C5和C8和1K电阻R2和R6组成的并联结构，然后连接三极管9013Q1和Q2，在三极管Q1和Q2发射集串接一个
1K电阻R4和R9，电阻R4和R9的另一端接地，转换输出信号从三极管Q1和Q2发射集和1K电阻R4和R9的连接处取出。由于接近开关信号的供电电压与系统的供电电压一样，都为+5V，所以系统采用统一的供电。系统控制板采用具有四个口的插槽P1作为接口接收来自各个传感器的信号，插槽的四个口分别为电源正端、开关信号一、开关信号二和电源地。在控制板信号传输线路上串联了一个10K电阻R3和R6，同时使用运放LM324的跟随器，再将信号输出到三极管Q1和Q2，然后输出到对应的单片机控制电路3的I/O口，这样就克服了从接近开关传感器1信号接收过来的信号驱动能力有限，同时受信号的干扰，波形不理想的缺点。在三极管Q1和Q2的基极，加入了0.1uF的电容C3和C7加速，来保证开关的迅速。三极管Q1和Q2采用了常用的9013，成本比较低。
[0028] 如图3所示，单片机控制电路3是：系统选取了低廉的AT89S52单片机控制芯片。复位电路由10pF的电容C2和10K电阻R1以及按钮开关组成，复位信号从电容和10K的连接处取出，连接控制芯片的第9管脚。晶振电路采用石英晶体Y1与两个30pF的电容C4和C6连接，晶振信号从石英晶体Y1的两端取出，接入控制芯片AT89S52的第18和第19引脚。在电源VCC和接地GND直接串接一个0.1uF的电容C1。系统对CPU的要求是：接收来自接近开关的转换信号，同时按照一定的逻辑来完成对应信号状态显示和报警。由于系统对处理速度要求不高，处理的数据量也很小，同时对I/O口的需求量不多等因素。选用AT89S52就能满足系统的全部要求。晶振采用常用的12MHz，同时外接两个30pF电容。图8为系统的工作流程图，系统首先检测来自接近开关的信号，然后判断车牌是否正常，如果车牌处于正常状态，则驱动LED常亮，并继续检测接近开关的信号，如果不正常，则驱动LED闪烁，并驱动蜂鸣器来表明系统异常。
[0029] 所述的指示灯显示电路4的结构：参考图5，选取常用的LED来做状态显示。控制信号从控制芯片AT89S52的第4引脚取出，连接一个1K电阻R8，再连接到三极管9013Q4的基极，三极管Q4的集电极连接LED D1；LED D1的另一端连接5V电源，三极管Q4的发射集接入一个1.2K的电阻R10，电阻R10的另一端接地。考虑到AT89S52的I/O驱动能力比较弱，所以采用三极管9013来驱动LED显示。由于LED正常显示的电流为4mA，而电源的电压为+5V，计算得到串联的电阻为1.2K。考虑系统对状态的显示要求，LED的实际显示模式有两种：一种是常亮，表示车牌未丢，处于正常状态；另一种是闪烁状态，同时报警器响起，表示车牌状况异常。
[0030] 所述报警电路5的结构：参考图4，报警采用常规的蜂鸣器。控制信号从控制芯片AT89S52的第3引脚取出，连接一个1K电阻R7，再连接到三极管9013Q3的基极,三极管Q3的集电极连接5V电源，三极管Q3的发射集连接蜂鸣器,蜂鸣器的另一端接地。同样由于AT89S52的I/O驱动能力比较弱，所以采用三极管Q3驱动的方法来驱动蜂鸣器，因蜂鸣器自身的阻性特性，不需要串接电阻。
[0031] 六、电源电路器件的选取
[0032] 选取主芯片7805芯片来完成电压的转换。在汽车的12V电压输入端并入1000uF的电容C161和0.1uF的C162，然后连接电源芯片7805的第1引脚，在电源芯片7805第1和第3引脚间串接一个二极管IN4007D161，第2和第3引脚串接0.1uF的电容C163，第2管脚接地，系统电源从电源芯片7805第3管脚处取出。由于7805使用普遍，所以经济性好。
