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4.2.2 振动传感器原理
将传感器紧固在被测的振动体上，当振动体在传感器敏感的测量方向上振动时，传感器内部的振动磁钢相应的强制振动，安装在振动磁钢旁边的磁敏元件能够感应磁钢振动引起的磁场变化，并产生一交变电压信号，此信号经电路处理放大后，输出与被测振动参数（频率和幅度大小）相对应的交变电压信号。
振动传感器在测试技术中是关键部件之一，它的作用主要是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。由于它也是一种机电转换装置。所以我们有时也称它为换能器、拾振器等。
振动传感器并不是直接将原始要测的机械量转变为电量，而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量。因此一个传感器的工作性能是由机械接收部分和机电变换部分的工作性能来决定的。
①相对式机械接收原理
由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时，把仪器固定在不动的支架上，使触杆与被测物体的振动方向一致，并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触，当物体振动时，触杆就跟随它一起运动，并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线，根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。
由此可知，相对式机械接收部分所测得的结果是被测物体相对于参考体的相对振动，只有当参考体绝对不动时，才能测得被测物体的绝对振动。这样，就发生一个问题，当需要测的是绝对振动，但又找不到不动的参考点时，这类仪器就无用武之地。例如：在行驶的内燃机车上测试内燃机车的振动，在地震时测量地面及楼房的振动??，都不存在一个不动的参考点。在这种情况下，我们必须用另一种测量方式的测振仪进行测量，即利用惯性式测振仪。
②惯性式机械接收原理
惯性式机械测振仪测振时，是将测振仪直接固定在被测振动物体的测点上，当传感器外壳随被测振动物体运动时，由弹性支承的惯性质量块将与外壳发生相对运动，则装在质量块上的记录笔就可记录下质量元件与外壳的相对振动位移幅值，然后利用惯性质量块与外壳的相对振动位移的关系式，即可求出被测物体的绝对振动位移波形。
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4.2.3 传感器的选择
汽车防盗的方式有很多种，最简单的防盗检测是能通过振动传感器来获得的。振动传感器可采用压电陶瓷片作为检测元件，为了增强灵敏度，在陶瓷片上焊一截带有小锤的弹簧，当挤压敲打压电陶瓷片表面时，小锤摆动，引起陶瓷片表面振动，能产生一个微小的电压，通过导线输出，经放大给报警系统比较器，如果大于设定的电位，则输出一个高电平给微处理器，使微处理器处于工作状态，输出一个变量电压给驱动级直接驱动继电器吸合，声光报警系统得到电后发出报警指示。
汽车防盗报警系统其硬件电路由报警指示电路、点火电源切断电路、声光报警驱动电路、微处理器、A/D转换器、多路传感器、无线信号发射/接收电路等组成。电路结构示意图如图4.2所示：
图4.2汽车报警系统硬件原理框图
振动传感器工作的可靠性虽然与电路组成有关，但是与振动传感器本身的性能关系更大。
振动传感器的基本工作原理是。当检测到机械振动信号后，他在电路的配合下将机械振动信号转换成电信号的输出。根据检测震动的方法不同，出现了不同转换方式的振动器。
本课题采用的是全方位微型振动传感器。
微型振动传感器结构仍然采用了机械式振动传感器的结构形式，不同的是将金属圆筒改用耐氧化的金属材料并作成单端封闭的管状结构，两个单端封闭的管状体由中间的管状绝缘体连接成一体，其空间密封一根质量很轻的碳棒，两个半封闭的金属圆筒上引出两个电极。传感器受到振动后，碳棒振动忽而断开两个电极，忽而断开两个电极。在电路的配合下，振动信号转换成电信号输出。全方位微型振动器整体长度10mm，直径3mm，体积较小，故称为微型振动传感器。又由于其振子质量小，安装方位对灵敏度的影响较小，估厂家有成为“微型全方位振动传感器”。由于采用整体密封盒耐氧化的金属材料，使传感器的使用寿命大大延长。全方位微型振动传感器的优点是：①结构简单，便于安装；②输出阻抗低，输出的信号可直接与TTL电路或单片机端口直接连接。其缺点是：耐高温性能较差。
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5 硬件设计
本防盗系统设计的基本要求是：红外遥控模块通过发送和接受红外信号来控制整个报警系统的开启和关闭；振动检测模块能检测到振动信号，并且传输到单片机的的信号是能够识别的；当本防盗系统处于开启状态下，单片机控制模块接收到了振动检测模块输入的数字信号后，能够向报警模块发出报警信号，如果没有接收到由振动检测模块传输的信号时，整个系统一直处于预警状态。
5.1 红外遥控模块电路设计
本系统的红外遥控模块主要通过发送和接收红外信号来完成报警状态的切换功能。 本防盗系统设计采用将热释电红外传感器、菲涅耳透镜和调理电路集成在一个模块上，可以实现5V电压供电，性能稳定，使用方便。当传感器感应到人体信号，感应器模块输出端便一直输出高电平，当传感器不再感应到人体信号，有高电平转为低电平。
遥控模块的电路主要单片机电路和无线发射模块组成，其遥控流程如图5.1所示。主要控制输入口为单片机的P1.0与P1.2口，在程序中分别设置其值为0x25和0x65，当防盗报警系统开启时主人可通过该遥控器远程按下开关按键，相当于向P1.0口输入一个低电平，通过SPI串行接口传送给单片机得到一个中断程序，进而向无线模块输送值0x25，当报警器上的无线接收模块得到0x25时，便将其输送给报警器上的单片机处理，单片机得到中断信号则停止报警。
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图5.1红外遥控模块电路图
5.2 振动检测电路
振动检测模块的基本功能是将振动传感器检测到的车辆振动通过数字脉冲信号输出，以便单片机控制电路能够识别。
振动检测模块电路图如图5.2所示：其输入的波形是复幅度相同的振动脉冲信号。与振动传感器串联的上拉电阻取值很大，减少了静态功耗。
图5.2振动检测电路
当振动传感器检测到振动信号时，振动传感器截止，P21引脚为高电平。振动时间越长，传感器截止的时间也就越长。如果没有振动，传感器导通，P21脚为低电平。
振动检测模块输出的是数字脉冲信号，如图5.3所示：考虑到检测电路输出的是数字脉冲信号，所以选择P21作为检测电路信号的输入端，单片机就可以正确的检测到振动检测模块检输入的信号。只要通过程序把P21的触发方式选择为下降沿触发，单片机控制模块就会通过输出信号驱使声光报警器报警。其中脉冲宽度与振动时间成正比。(5V为外接电源电压)
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