ASK發(fā)射器/接收器對用作汽車防盜警報系統(tǒng)

在你把車停好并進入你的房子后，你可能最不想想到的是有人偷了你的車。該設(shè)計思路提出了一個簡單的電路，該電路由發(fā)射器/接收器對組成，并用作汽車防盜警報系統(tǒng)。

這個簡單的電路由一對發(fā)射器/接收器組成，用作汽車防盜警報系統(tǒng)。設(shè)計的前提是簡單的。您將發(fā)射器放在停在家外的車輛中，然后將接收器留在家中。當(dāng)車輛離開該區(qū)域時，該電路會發(fā)出警報，因為發(fā)射器和接收器之間的距離增加，并且接收的功率電平低于預(yù)定水平（閾值）。實際上，該電路是對潛在汽車盜竊的警告。出于安全目的，該電路還可以應(yīng)用于其他應(yīng)用，例如保護USB閃存驅(qū)動器或監(jiān)控孩子的存在。

圖1顯示了載波頻率為315MHz的ASK發(fā)射器系統(tǒng)。 IC1是ICM7555，這是一款基于555的定時器，可提供雙電平振蕩信號。IC2是MAX1472 ASK發(fā)送器，具有高達+10dBm的可調(diào)輸出功率電平。該電路放置在車主的汽車中。

圖1.IC1和IC2構(gòu)成315MHz ASK發(fā)射器。

圖2顯示了放置在家中的接收器和報警系統(tǒng)。IC3是MAX1470，315MHz ASK接收器，接收靈敏度為-115dBm。集成的接收信號強度指示器（RSSI）和峰值檢測器用于確定發(fā)射器是否位于指定距離內(nèi)。RSSI信號由內(nèi)部二階Sallen-Key濾波器濾波。濾波器的極點可通過引腳 OPP 和 DSP/DF 上的兩個外部電容器進行配置。該濾波器將頻率限制為最大ASK數(shù)據(jù)速率，濾波后的數(shù)據(jù)信號在內(nèi)部連接到數(shù)據(jù)切片器和峰值檢測器。

數(shù)據(jù)切片器將接收到的RSSI信號轉(zhuǎn)換為邏輯電平。它使用平均電壓電平來確定接收的信號是邏輯高電平還是低電平。自調(diào)節(jié)平均電壓電平由RC（5kΩ，0.47μF）濾波器確定，該濾波器保持平均RSSI值。這里RSSI信號用于確定其平均值。因此，當(dāng)傳輸 0 或 1 的長序列時，平均值將發(fā)生變化。這在本應(yīng)用中不是問題，因為不使用數(shù)據(jù)信號，而是由IC1的振蕩驅(qū)動的，IC1是一個555定時器，邏輯0和1狀態(tài)的出現(xiàn)次數(shù)相等。相反，重點是集成峰值檢測器。

IC3包含一個集成峰值檢波器（運算放大器和二極管），其輸出位于引腳PDOUT上。引腳PDOUT上的RC電路（1MΩ，0.1μF）為RSSI信號提供一個RC諧振電路濾波器。這是必需的，因為ASK調(diào)制。在較大的RC常數(shù)下，電壓電平將通過555定時器的振蕩保持其峰值。當(dāng)時間常數(shù)與人類速度進行比較時，它仍然會快速響應(yīng)，并在達到閾值后立即觸發(fā)警報。

IC2 和 IC3 是 ASK 發(fā)射器和接收器對，也可在歐洲和世界大部分地區(qū)針對 ISM 頻段的 433MHz 工作進行優(yōu)化。ISM 頻段允許未經(jīng)許可的應(yīng)用程序。此設(shè)計中使用的 315MHz 頻率適用于北美。

圖2.IC3和IC4構(gòu)成具有聲音報警功能的ASK接收器。

當(dāng)汽車的發(fā)射器遠離房屋中的接收器時，接收的功率會隨著距離的增加而降低。然后，RSSI電平降至閾值電壓以下，該閾值電壓由連接到比較器IC4（本例中為MAX9075）的可調(diào)電阻分壓器定義。根據(jù)整個系統(tǒng)和發(fā)射器/接收器位置調(diào)整閾值電壓，使其與理想距離相關(guān)。請注意，閾值應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)在住宅中的位置進行調(diào)整。從臥室或公共休息室到車庫或街道的距離因每棟房屋而異。此外，房屋建筑材料密度的差異也會影響信號衰減。最后，IC4觸發(fā)接收器中的蜂鳴器，發(fā)出聲音警報。此時，車主可以驗證汽車是否丟失。

有一種方法可以克服低信號電平：增加一個低鼻放大器（LNA），如MAX2634。放置在接收器上的LNA增加了接收器的有效范圍，并且比全功率放大器的成本更低。該LNA可以針對315MHz和433MHz ISM頻段進行優(yōu)化。此外，信噪比（SNR）越高，設(shè)置最佳閾值的自由度就越大。

當(dāng)發(fā)射器的功率降低到閾值電平以下時，警報的音頻電平將上升。這種越來越響亮的警報旨在提高警報級別。音頻電平的上升是ASK調(diào)制使RSSI高于和低于閾值的結(jié)果。其效果類似于在50%占空比下施加脈寬調(diào)制（PWM）信號來驅(qū)動蜂鳴器。一旦RSSI完全低于閾值，蜂鳴器的音量將達到最大值。要增加上升體積時間，請減小RC槽電路值。驗證閾值設(shè)置是否正確，以便在車輛超出用戶定義的距離接收器時完全啟用蜂鳴器。

這種防盜系統(tǒng)也可以在包含機密或機密信息的USB閃存驅(qū)動器上實施。在此應(yīng)用程序中，用戶將USB驅(qū)動器連接到其鑰匙串并保存在口袋或錢包中。當(dāng) USB 驅(qū)動器從其蓋子上取下時，它可以激活集成在 USB 蓋中的電池供電接收器。發(fā)射器位于閃存驅(qū)動器本身上，直接從計算機獲取電源。當(dāng)用戶離開時，鑰匙串上的警報將觸發(fā)。發(fā)射器和接收器對提供低功耗關(guān)斷或待機模式，也可用于實現(xiàn)省電功能。通過感應(yīng)何時取下USB蓋，關(guān)斷模式可用于延長電池壽命。

這種汽車警報系統(tǒng)還有另一個應(yīng)用：提醒父母孩子留在車里。任何時候無人看管的兒童留在車內(nèi)都是引起警報的原因。在這種情況下，父母將發(fā)射器固定在汽車座椅上并保留接收器。設(shè)備的功能與上述完全一致。如果成年人離汽車太遠，發(fā)射器和接收器就會超出彼此的范圍。警報會響起，提醒孩子還在車里。對于此應(yīng)用，調(diào)整電位計以在距離超過幾英尺時觸發(fā)警報。您還可以在孩子走開時反轉(zhuǎn)發(fā)射器和接收器的位置。警報有助于定位孩子的位置，盡管在嘈雜的環(huán)境中效果會減弱。另一個積極的副作用是警報會引起旁觀者的注意，以幫助父母和孩子團聚。

審核編輯：郭婷