加速度传感器在汽车防盗系统中的应用研究

汽车防盗中，车体倾斜角度的测量要求其信号的噪声必须很小，这就要限制信号带宽。而对于振动的测量，则需要10～200Hz的较宽信号范围。首先，将XFILY、YFILT引脚的滤波电容CX、CY设定为0．027μF，这样输出的数字、模拟信号的带宽全都限制在200Hz以下，再将ADXl202输出的带宽为200Hz的数字和模拟信号分别经过低通滤波和高通滤波，就可以获得倾斜、振动监测所需带宽的信号。将ADXL202同时作为振动测量和倾角测量传感器的方案原理图如图4所示。

　　2．2 倾斜角度的测量

　　对于拖车或整车搬运的盗窃方式，如果车体的角度相对于初始状态改变5°，就可判定有盗车情况发生。

　　倾斜角度测量值通过XOUT、YOUT端口输出的数字信号得到。由于经XFILT、YFILT端口的电容低通滤波，信号带宽为200Hz．则根据ADXl202的噪声计算公式为：

　　其中，Noise为噪声的几何平均值，BW为信号带宽，f(Hz)为频率。则其噪声平均水平为：

　　如果ADXl202的敏感轴从水平位置变化了5°，就相当于ADXL202输出的数字信号改变约87mg，这样14．4mg的噪声水平就显得过高了。因为期望的噪声水平最多不能超过信号的十分之一，即8．7mg。将XOUT、YOUT端口输出的200Hz数字信号进行16次采样，并将采得的信号取平均值，就可以实现数字低通滤波，将信号的带宽降为12．5Hz。此时的噪声水平为：

　　这种噪声水平完全可以满足系统要求。

　　ADXl202的温度变化系数为2mg／℃，在监测的0°～5°倾角范围内，每改变1°，输出约改变17mg。由于室外昼夜温差很可能达到8．5℃，温度漂移很可能造成虚假报警，必须对其限制。可以利用软件微分器进行信号处理，即如果ADXL202的输出变化率大于87mg/min，就认为有警情；如果小于这个数值，就可以认为是由于温度变化引起的温度漂移，不予报警。

　　2．3 汽车微小振动的测量

　　通过对车体微小振动的测量，可以实现对破坏车体行为的监测。若在一个较短时间段内，振动的能量超过设定的阈值，就可以判定有破坏汽车的情况发生。

　　监测汽车微小振动所需信号由XFILT、YFILT端口获得。虽然在XFILT、YFITL端口输出的模拟信号已经过200Hz低通滤波，但仍需将信号再经10Hz高通滤波，才能达到振动监测所需的10~200Hz带宽要求。另外，从XFILT、YFILT端口输出的模拟信号负载能力很弱，可以将带通滤波后的信号送入电压跟随器，以提高其负载能力，然后，将信号送人微处理器内部的A/D端口进行模，数转换。根据采样定理(Nyquist Criteria)，徽处理器采样频率定为400Hz，即每2．5ms采样一次。

　　利用软件积分器测量振动的能量，是将微处理器记录的16次振幅采样值的绝对值求和，即可得到40ms内振动的能量。如果这个绝对值之和超过设定的数字阈值，微处理器就可以进行报警。

　　利用加速度传感器ADXL202组成的防盗监测装置，不但拥有传统汽车防盗传感器件的灵敏性，而且扩大了汽车防盗的监测范围(可以对拖车和整车搬运的盗窃方式进行预警)，而且还简化了系统的电路结构，提高了系统可靠性。ADXL202完全可以取代磁效应传感器等传统敏感元件。成为汽车防盗监测信号的可靠敏感器件。另外，ADXL202在计算机外围设备、信息产品、运动监测等方面也有着广泛的应用。