加速度傳感器在汽車(chē)防盜系統中的應用研究

摘要：在分析竊賊盜竊汽車(chē)常用手法的基礎上，優(yōu)選了汽車(chē)防盜監測所需的傳感器件。探討了在汽車(chē)防盜系統中，將美國AD公司生產(chǎn)的加速度傳感器ADXL202同時(shí)作為振動(dòng)傳感器和傾角傳感器的兩種不同的敏感器件設計方案，并對采用該傳感器的信息處理方法進(jìn)行了探討。

　　現代汽車(chē)的防盜系統通常采用對車(chē)體的沖擊、振動(dòng)監測的方式防盜預警，常用的器件多為磁效應傳感器。雖然磁效應加速度傳感器的敏感性能很好，但由于磁傳感器存在裝配、安裝誤差，其頻率響應不穩定，會(huì )造成后續信號處理電路和微控制器接口電路比較復雜，致使系統報警的可靠性降低，誤報率較高。另外，拖車(chē)或整車(chē)搬運的方法也是目前竊賦盜竊汽車(chē)常用的手段，對付這種盜竊方式最有效的方法是對車(chē)體的傾斜角度進(jìn)行監測，而磁效應傳感器無(wú)法測量靜態(tài)加速度，不能對車(chē)體的傾斜角度進(jìn)行測量，也就無(wú)法對這種盜竊方式進(jìn)行監測預警?？傊?，利用磁效應傳感器不能很好地完成防盜監測的任務(wù)，這就需要一種更合理、更可靠的傳感器件來(lái)替代。

　　ADXL202是AD公司設計生產(chǎn)采用MEMs工藝制作的低價(jià)格、低功耗、單芯片集成雙軸加速度傳感器，3～5.25V單電源供電，工作電流小于6mA，可以測量O～5kHz、±2g范圍內動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度，60Hz時(shí)分辨率為2mg，可以數字、模擬信號形式輸出，體積僅為5mm×5mm×2mm；可以對車(chē)體微小振動(dòng)和整車(chē)的傾斜角度同時(shí)進(jìn)行監測。將其應用于汽車(chē)防盜系統不但擴大了系統的監測范圍，而且簡(jiǎn)化了系統，提高了防盜系統報管的可靠性。因此，選定其作為汽車(chē)防盜系統的傳感器件。

1 加速度傳感器ADXL202的工作機理

　　1．1 利用ADXL202進(jìn)行加速度測量的基本原理

　　ADXL202的模塊結構如圖l所示，它是在單一芯片上集成兩個(gè)相互獨立、測量方向相互垂直的敏感元的測量模塊，是由多晶硅微加工表面工藝制成的電容式加速度傳感器；由硅片表面的彈性結構支撐起的質(zhì)量塊下面貼附電容的一個(gè)極板，電容的另一極扳固定。當加速度引起質(zhì)量塊的相對位置變化時(shí)，電容值也發(fā)生變化；兩個(gè)敏感元的信號處理電路將各自的電容變化轉換成幅值與加速度成正比的方波信號，經(jīng)工作周期調制(DCM)后，就能將模擬信號轉換為數字信號，通過(guò)引腳XOUTYOUT進(jìn)行輸出。另外，ADXL202還可以通過(guò)XFILT、YFILT引腳輸出模擬信號。

1．2 ADXL202引腳功能簡(jiǎn)介

　　ADXL202的封裝形式為L(cháng)CC-8，其封裝和引腳的示意圖如圖2所示。

　　引腳ST用于芯片自測，VDD上電后，ST在靜電力的作用下，輸出的工作循環(huán)脈寬改變10％左右，相當于作用800mg加速度的輸出信號，測試這個(gè)引腳就可以用于判斷芯片是否正常工作；引腳T2需外接RSET電阻，在0．5ms～10ms范圍內設置工作循環(huán)周期T2；引腳COM作為公共接地端；引腳XOUT、YOUT用于輸出數字信號；引腳XFILT、YFILT外加濾波電容，用以設置檢測信號的帶寬范圍，VDD引腳作為芯片供電電源輸入端。