一种多功能车钥匙控制系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种多功能车钥匙控制系统，是由主控模块、酒精浓度检测模块、指纹识别模块、存储模块、无线遥控模块、车载接收端、定位模块、按键模块、照明灯、显示模块、亮度检测模块、USB接口、供电模块、电量检测模块、GPRS模块和智能终端组成；本实用新型具有指纹识别功能，只有在汽车钥匙端通过指纹识别并成功后，才能对车锁进行控制，具有酒精检测功能，当检测到司机的酒精浓度大于阈值时，在显示模块上进行提醒显示，并将其危险信号传送给智能终端，由智能终端禁止车辆起动，避免酒驾出现安全事故。还具有定位功能，并将钥匙的定位实时传送给智能终端，避免钥匙遗失。

主设计要求

1.一种多功能车钥匙控制系统，其特征在于：是由主控模块、酒精浓度检测模块、指纹识别模块、存储模块、无线遥控模块、车载接收端、定位模块、按键模块、照明灯、显示模块、亮度检测模块、USB接口、供电模块、电量检测模块、GPRS模块和智能终端组成；所述酒精浓度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述指纹识别模块连接着主控模块；所述存储模块连接着主控模块；所述无线遥控模块连接着主控模块；所述车载接收端的无线接收模块通过天线连接着无线遥控模块；所述定位模块连接着主控模块；所述按键模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端；所述亮度检测模块连接着显示模块；所述亮度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述USB接口的输出端连接着供电模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着电量检测模块的输入端；所述电量检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述智能终端通过GPRS模块连接着主控模块；所述车载接收端包括车载模块、无线接收模块、车锁模块、调压模块、车载电源，所述无线接收模块连接着车载模块；所述车载模块的输出端连接着车锁模块的输入端；所述车载电源的输出端连接着调压模块的输入端；所述调压模块的输出端连接着车载模块的输入端；所述酒精浓度检测模块采用MQ-3气敏传感器；所述指纹识别模块采用ZFM-206指纹识别模块；所述主控模块采用ATmega64单片机；所述电量检测模块采用BQ2040芯片；所述无线遥控模块、无线接收模块均采用NRF2401芯片。

设计方案

1.一种多功能车钥匙控制系统，其特征在于：是由主控模块、酒精浓度检测模块、指纹识别模块、存储模块、无线遥控模块、车载接收端、定位模块、按键模块、照明灯、显示模块、亮度检测模块、USB接口、供电模块、电量检测模块、GPRS模块和智能终端组成；

所述酒精浓度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述指纹识别模块连接着主控模块；

所述存储模块连接着主控模块；所述无线遥控模块连接着主控模块；所述车载接收端的无线接收模块通过天线连接着无线遥控模块；所述定位模块连接着主控模块；所述按键模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端；所述亮度检测模块连接着显示模块；所述亮度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述USB接口的输出端连接着供电模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着电量检测模块的输入端；所述电量检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述智能终端通过GPRS模块连接着主控模块；

所述车载接收端包括车载模块、无线接收模块、车锁模块、调压模块、车载电源，所述无线接收模块连接着车载模块；所述车载模块的输出端连接着车锁模块的输入端；所述车载电源的输出端连接着调压模块的输入端；所述调压模块的输出端连接着车载模块的输入端；

所述酒精浓度检测模块采用MQ-3气敏传感器；

所述指纹识别模块采用ZFM-206指纹识别模块；

所述主控模块采用ATmega64单片机；

所述电量检测模块采用BQ2040芯片；

所述无线遥控模块、无线接收模块均采用NRF2401芯片。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种多功能车钥匙控制系统。

背景技术

现如今，汽车已成为人们生活和工作中不可或缺的重要工具，因此汽车门控系统的安全性和方便性至关重要，而汽车钥匙则逐渐向智能化方向发展，已经不需要将钥匙插入汽车内即可实现汽车的上锁和解锁，使用方便、简单，但现有的汽车车钥匙功能单一，很少具备防盗功能，增加了车辆被盗的风险性，因此提供一种多功能车钥匙控制系统，使车钥匙具有多功能性，且具有防盗功能。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种多功能车钥匙控制系统，具有指纹识别功能，只有在汽车钥匙端通过指纹识别并成功后，才能对车锁进行控制，具有酒精检测功能，当检测到司机的酒精浓度大于阈值时，在显示模块上进行提醒显示，并将其危险信号传送给智能终端，由智能终端禁止车辆起动，避免酒驾出现安全事故。还具有定位功能，并将钥匙的定位实时传送给智能终端，避免钥匙遗失。

一种多功能车钥匙控制系统包括主控模块、酒精浓度检测模块、指纹识别模块、存储模块、无线遥控模块、车载接收端、定位模块、按键模块、照明灯、显示模块、亮度检测模块、USB接口、供电模块、电量检测模块、GPRS 模块、智能终端；

所述酒精浓度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述指纹识别模块连接着主控模块；所述存储模块连接着主控模块；所述无线遥控模块连接着主控模块；所述车载接收端的无线接收模块通过天线连接着无线遥控模块；所述定位模块连接着主控模块；所述按键模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端；所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端；所述亮度检测模块连接着显示模块；所述亮度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述USB接口的输出端连接着供电模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述供电模块的输出端连接着电量检测模块的输入端；所述电量检测模块的输出端连接着主控模块的输入端；所述智能终端通过GPRS模块连接着主控模块；

所述酒精浓度检测模块采用MQ-3气敏传感器；

所述指纹识别模块采用ZFM-206指纹识别模块；

所述主控模块采用ATmega64单片机；

所述电量检测模块采用BQ2040芯片；

所述无线遥控模块、无线接收模块均采用NRF2401芯片。

本实用新型的工作原理和过程：

使用时，采用电池供电，通过USB接口给电池充电，通过电量检测模块对电池的电量进行监测，并将电量情况通过GPRS模块传送给智能终端，以保证多功能车钥匙控制系统有充足的供电。通过按一下按键模块中的SW3 按键开启汽车钥匙，通过指纹识别模块进行指纹识别，指纹识别成功后，通过按下SW1按键，主控模块通过无线遥控模块将开锁控制信号进行编码通过无线射频传送给车载接收端，车载接收端的无线接收模块接收到开锁控制信号后进行解码并传送给车载模块，车载模块根据控制信号驱动车锁模块，开启车锁，即可以使用车辆；通过按下SW2按键，主控模块通过无线遥控模块将关锁控制信号进行编码通过无线射频传送给车载接收端，车载接收端的无线接收模块接收到关锁控制信号后进行解码并传送给车载模块，车载模块根据控制信号驱动车锁模块，关闭车锁，即不能使用车辆；当指纹识别不成功，则按键模块中的SW1、SW2按键均不能控制车锁，并由显示模块显示“指纹识别失败”字样进行提示，亮度检测模块用于检测周围环境的光线信息，根据周围环境的亮度调整显示模块的背光，确保显示模块能够清晰的显示相关信息；存储模块用于存储相关数据，并供主控模块调用，通过酒精浓度检测模块检测司机是否饮酒，若检测到的酒精含量超过阈值，则通过显示模块“酒后驾车危险”的提醒信息，同时，通过GPRS模块将危险信息传送给智能终端进行提醒。按一下按键模块中的SW4按键，主控模块检测到SW4按键一个脉冲信号，则驱动照明灯工作，实现照明，按两下按键模块中的SW4按键，主控模块检测到SW4按键两个脉冲信号，则驱动照明灯不工作，关闭照明灯。定位模块实时确定汽车钥匙的位置信息，并通过GPRS模块将汽车钥匙的位置信息实时传送给智能终端，避免司机对遗失的钥匙进行定位。车载接收端采用车载电源供电，通过调压模块将车载电压调整为合适的电压值给车载接收端各个模块供电。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有指纹识别功能，只有在汽车钥匙端通过指纹识别成功后，才能对车锁进行控制，并具有酒精检测功能，当检测到司机的酒精浓度大于阈值时，在显示模块上进行提醒显示，并将其危险信号传送给智能终端进行提醒，还具有定位功能，并将钥匙的定位实时传送给智能终端，避免钥匙遗失。

附图说明

图1为本实用新型的硬件结构图。

图2为本实用新型主控模块的电路图。

图3为本实用新型酒精浓度检测模块的电路图。

图4为本实用新型指纹识别模块的电路图。

图5为本实用新型存储模块的电路图。

图6为本实用新型无线遥控模块的电路图。

图7为本实用新型定位模块的电路图。

图8为本实用新型显示模块、亮度检测模块的电路图。

图9为本实用新型照明灯的电路图。

图10为本实用新型按键模块的电路图。

图11为本实用新型USB接口的电路图。

图12为本实用新型供电模块的电路图。

图13为本实用新型电量检测模块的电路图。

图14为本实用新型GPRS模块的电路图。

图15为本实用新型无线接收模块的电路图。

图16为本实用新型车载模块的电路图。

图17为本实用新型车锁模块的电路图。

图18为本实用新型车载电源的电路图。

图19为本实用新型调压模块的电路图。

具体实施方式

请参阅图1-图19所示，实施方式一：

一种多功能车钥匙控制系统包括主控模块、酒精浓度检测模块、指纹识别模块、存储模块、无线遥控模块、车载接收端、定位模块、按键模块、照明灯、显示模块、亮度检测模块、USB接口、供电模块、电量检测模块、GPRS 模块、智能终端，具有指纹识别功能，只有在汽车钥匙端通过指纹识别成功后，才能对车锁进行控制，并具有酒精检测功能，当检测到司机的酒精浓度大于阈值时，在显示模块上进行提醒显示，并将其危险信号传送给智能终端进行提醒，还具有定位功能，并将钥匙的定位实时传送给智能终端，避免钥匙遗失；

所述酒精浓度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端，酒精浓度检测模块采用MQ-3气敏传感器，MQ-3气敏传感器是一种检测酒精气体浓度的传感器，由微型AL2O3陶瓷管、SnO2测量电极和加热器构成。具有双路信号输出(TTL电平输出及模拟量输出)，对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性。在检测酒精气体时，通过MQ-3气敏传感器里面的加热丝给已液化的酒精气体加热，输出相应的电压值(0～5V)，传送给模数转换芯片ADC0804的VIN+引脚，模数转换芯片ADC0804将模拟电压值转换为数字信号传送给主控模块进行处理，然后通过显示模块进行显示，酒精浓度检测模块的CS、RD、WR、INIR、DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、 DB6、DB7端分别与主控模块的PD7、PG1、PG0、PG2、PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7引脚相连接；

所述指纹识别模块连接着主控模块，指纹识别模块采用ZFM-206指纹识别模块，以TI公司的TMS320VC5501高速DSP处理器为核心，结合具有公司自主知识产权的商用指纹算法，光学指纹传感器，具有指纹录入、图像处理、特征值提取、模板生成、模板储存、指纹比对和搜索等功能的智能型模块，并提供UART接口和通讯协议，方便进行二次开发应用。指纹识别模块的RX、TX端分别与主控模块的PD2、PD3引脚相连接，指纹识别模块用于获取用户指纹信息，获取完指纹信息后，才能打开汽车钥匙进行开关汽车锁的控制；

所述存储模块连接着主控模块，存储模块用于存储检测数据，并供主控模块调用，存储模块采用AT24C64存储芯片，通过I2C协议与主控模块连接通信，AT24C64存储芯片的SDA_A引脚与主控模块的PD1引脚相连接；AT24C64存储芯片的SCL_A引脚与主控模块的PD0引脚相连接，主控模块将检测的数据存储在AT24C64存储芯片中，掉电不丢失；

所述无线遥控模块连接着主控模块，无线遥控模块采用NRF2401芯片，天线部分包括电感L1、L2，用来将NRF2401芯片ANT1、ANT2脚产生 2.4G电平信号转换为电磁波信号，或者将电磁波信号转换为电平信号输入芯片的ANT1、ANT2脚；主控模块向NRF2401芯片发送控制信号和配置信号时采用电阻分压，NRF2401芯片向主控模块传送数据或者发送数据状态信号时采用74HC04反向器两级反向，这样就可以实现两个芯片在电压允许范围内的双向通信，主控模块通过PWR_UP_Z1、CE_Z1、CS_Z1三端设置 NRF2401芯片的工作模式，配置模式时，主控模块通过CLK1_Z1和 DATA_Z1端向NRF2401芯片发送配置字，发送数据时通过CLK1_Z1和DATA_Z1端向NRF2401芯片发送地址和数据，接收数据时通过CLK1_Z1 和DATA_Z2端从NRF2401芯片读取数据，CR1_Z1是NRF2401芯片通知主控模块已经接收到数据并且可以读取的状态信号。CLK2、DOUT和CR2 端为通道二保留实用，NRF2401芯片可以同时接收两路信号。无线遥控模块的CR1_Z1、PWR_UP_Z1、CE_Z1、CS_Z1、CLK1_Z1、DATA_Z1、DATA_Z2 端分别与主控模块的PB6、PB4、PB5、PB0、PB1、PB2、PB3引脚相连接；

所述车载接收端的无线接收模块通过天线连接着无线遥控模块，无线遥控模块和车载接收端的无线接收模块均采用NRF2401芯片，通过NRF2401 芯片发射的射频信号，实现汽车钥匙和车载接收端的无线数据通信，通信质量可靠稳定；

所述定位模块连接着主控模块，定位模块采用GR-87模块，GR-87是一个高效能、低耗电的智慧型卫星接收模块组称作卫星接收引擎，采用美国瑟孚SIRF star III公司设计的第三代卫星定位接收晶片，是一个完整的卫星定位接收器，具备全方位功能，只有四个端口与主控模块连接，其中VCC、 GND为供电部分，分别与电源和地相连接，TXD1、RXD1为串行通信部分，分别与主控模块的PE1、PE0引脚相连接；

所述按键模块的输出端连接着主控模块的输入端，按键模块采用 ST5.0LF160Q型号独立按键，按键模块包括开锁按键SW1、关锁按键SW2，钥匙开启\/关闭按键SW3、照明灯开关按键SW4，按键模块的SW1、SW2、 SW3端分别与主控模块的PE4、PE5、PE6、PE7引脚相连接，当按一下SW3 按键，则打开钥匙，通过指纹识别后，按下SW1按键，打开汽车车锁，即可以使用车辆，按下SW2按键，关闭汽车车锁，即不能使用车辆；若指纹识别不通过，则SW1和SW2按键不能动作，长按SW3按键，关闭汽车钥匙；按一下SW4按键开启照明灯，实现照明功能，连续按两下SW4按键，关闭照明灯；

所述主控模块的输出端连接着照明灯的输入端，照明灯采用XTE型号 LED，白光LED的基本特性是通过白光LED的电流量与发光量呈线性正比关系，因此，严格控制LED正向电流对于获得所需的发光量而言即为重要。 Q1的基极LED1端与主控模块的PA3引脚相连接，D1为齐纳二极管，作为恒压源加在Q2的栅基极上，由于基极偏压稳定，集电极电流也随着稳定，可以保证电流和亮度稳定；

所述主控模块的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块采用 LCD12864液晶显示屏，显示模块用于显示检测到的酒精浓度信息以及车锁的开关状态，显示模块的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7端与主控模块的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引脚相连接，用来显示数据；显示模块的RS端与主控模块的PA0引脚相连接，用来控制数据命令；显示模块的R\/W端与主控模块的PA1引脚相连接，用来控制读写操作；显示模块的使能端E与主控模块的PA2脚相连接；主控模块的PA0、PA1、 PA2引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态；显示模块的LED+端通过电阻R4与主控模块的PD6引脚相连接，主控模块给显示模块提供恒电流；亮度检测模块的SRC口通过电阻R2与显示模块的LED-端相连接，并由OUT1_LCD端连接至主控模块的PD4引脚；显示模块的LED+端通过电阻R3连接至亮度检测模块的SNK口；

所述亮度检测模块连接着显示模块，亮度检测模块采用LX1970光亮传感器，亮度检测模块的电流输出端SRC通过电阻R2与显示模块的LED- 端相连接，电流吸入端SNK通过电阻R3与显示模块的LED+端相连接，并通过OUT1_LCD、OUT2_LCD、OUT3_LCD端与主控模块的PD4、PD5、 PD6引脚相连接，以控制亮度检测模块的SRC端和SNK端与显示模块间的电流的通断；

所述亮度检测模块的输出端连接着主控模块的输入端，亮度检测模块采用LX1970光亮传感器，LX1970光亮传感器用于接收可见光并转换成电流信号，SNK端、SRC端电流大小反映了亮度的高低，当环境亮度明显变暗时，LX1970能自动开启显示模块的背光源以提高显示器的亮度，LX1970光亮传感器将采集到的显示模块界面光电流经过高增益放大器送至两个电流输出端SRC和SNK端，主控模块通过判断SRC和SNK电流的大小，得到环境亮度值的大小，实现对显示模块背光亮度的自由调节，亮度检测模块的电流输出端SRC通过电阻R2与显示模块的LED-端相连接，电流吸入端 SNK通过电阻R3与显示模块的LED+端相连接，并通过OUT1_LCD、 OUT2_LCD、OUT3_LCD端与主控模块的PD4、PD5、PD6引脚相连接，以控制亮度检测模块的SRC端和SNK端与显示模块间的电流的通断，系统上电工作后，LX1970光亮传感器感测显示模块界面周围环境照度值，输出相应的电流值传送给主控模块进行判断，若检测到的环境照度值S>540lx，则计算出需要调整值后，控制主控模块启动引脚E进行背光控制和对比度调节，否则，显示模块的对比度维持在一个恒定值；若检测到环境照度值S<325lx，计算出需要调整值后，控制主控模块启动引脚E进行背光控制，若检测到的环境照度值为325lx≤S≤540lx，背光关闭，调整完成后，LX1970继续采集环境照度值进行下一轮的感测调节；

所述USB接口的输出端连接着供电模块的输入端，USB接口的VCC 端连接至LTC4053充电芯片的VCC端，经过LTC4053充电芯片对供电模块中的电池进行充电，充电电流大小是由LTC4053的PROG引脚上的电阻 R6来设定，充电时间由TIMER引脚上的电容C79来设定，当LTC4053 无电压输入时，电路能自动截止，反向漏电流小于5uA，无需外加二极管来防止电池漏电，避免了电池的损耗；

所述供电模块的输出端连接着主控模块的输入端，供电模块采用 MC34063芯片，MC34063芯片由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成，用于将5V锂电池的+5V电压转换为+12V电压；

所述供电模块的输出端连接着电量检测模块的输入端，电量检测模块采用BQ2040芯片，BQ2040芯片内置了温度传感器，它通过内置的温度传感器和内部计数器来估算被测锂离子电池的放电程度，放电的同时还可以根据温度需要进行温度补偿，并且能够通过锂离子电池的放电周期，校准锂离子电池的实际容量，负责控制电池的管理工作，电量检测模块的BAT+、BAT- 端分别与供电模块中的电池组的正极和负极相连接，对电池组的电量进行检测，并通过HDQ端传送给主控模块的PA4引脚进行处理；

所述电量检测模块的输出端连接着主控模块的输入端，电量检测模块采用BQ2040芯片，电量检测模块的HDQ端与主控模块的PA4引脚相连接， BQ2040芯片内置了温度传感器，它通过内置的温度传感器和内部计数器来估算被测锂离子电池的放电程度，放电的同时还可以根据温度需要进行温度补偿，并且能够通过锂离子电池的放电周期，校准锂离子电池的实际容量，负责控制电池的管理工作，电量检测模块的BAT+、BAT-端分别与供电模块中的电池组的正极和负极相连接，对电池组的电量进行检测，并通过HDQ端传送给主控模块进行处理，主控模块将电池的电量情况传送给显示模块显示，同时通过GPRS模块传送给智能终端，用户通过智能终端就能了解到钥匙的电池的电量情况；

所述智能终端通过GPRS模块连接着主控模块，GPRS模块采用MC55 模块，MC55模块除了具有CSM模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了TCP\/IP协议，可以直接与Internet互通；它的数据输入、输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且有固定的参数，8位数据位和1位停止位，无校验位，它与主控模块协同工作，共同完成数据的远程传输；智能终端通过GPRS模块接收主控模块传送的数据信息，主控模块的PA5引脚与GPRS模块的IGT端相连接，用于启动MC55模块；主控模块的PE2、PE3引脚分别与GPRS模块的RXD0、TXD0端相连接，进行数据的输入输出；主控模块的PA6引脚与GPRS模块的RINGO端相连接，作为数据传输的中断信号。智能终端为智能手机或者平板电脑；

实施方式二：

所述车载接收端包括车载模块、无线接收模块、车锁模块、调压模块、车载电源，通过无线接收模块接收到汽车钥匙的控制信号，传送给车载模块，从而控制车锁的开关；

所述无线接收模块连接着车载模块，无线接收模块采用NRF2401芯片，天线部分包括电感L3、L4，用来将NRF2401芯片ANT1、ANT2脚产生 2.4G电平信号转换为电磁波信号，或者将电磁波信号转换为电平信号输入芯片的ANT1、ANT2脚；车载模块向NRF2401芯片发送控制信号和配置信号时采用电阻分压，NRF2401芯片向车载模块传送数据或者发送数据状态信号时采用74HC04反向器两级反向，这样就可以实现两个芯片在电压允许范围内的双向通信，车载模块通过PWR_UP_Z2、CE_Z2、CS_Z2三端设置NRF2401芯片的工作模式，配置模式时，车载模块通过CLK1_Z2和 DATA_Z3端向NRF2401芯片发送配置字，发送数据时通过CLK1_Z2和 DATA_Z3端向NRF2401芯片发送地址和数据，接收数据时通过CLK1_Z2 和DATA_Z4端从NRF2401芯片读取数据，CR1_Z2是NRF2401芯片通知车载模块已经接收到数据并且可以读取的状态信号。CLK2、DOUT和CR2 端为通道二保留实用，NRF2401芯片可以同时接收两路信号。无线接收模块的CR1_Z2、PWR_UP_Z2、CE_Z2、CS_Z2、CLK1_Z2、DATA_Z3、DATA_Z4 端分别与车载模块的P1.0、P1.5、P1.3、P1.4、P1.1、P1.2、P1.6引脚相连接；

所述车载模块的输出端连接着车锁模块的输入端，车锁模块采用 AQV102A光电式的继电器对电磁锁的开闭进行控制，当车载接收端的无线接收模块接收到控制信号后，车载模块驱动车锁模块控制车锁的开关，车锁模块的IN_AQ端与车载模块的P2.2引脚相连接；

所述车载电源的输出端连接着调压模块的输入端，车载电源为+12V电压，通过L78M05稳压芯片将+12V车载电源电压转换为+5V电压，调压模块将+5V电压转换为3.3V和2.5V电压为系统供电，保证系统的正常工作，通过VCC端向系统供电；

所述调压模块的输出端连接着车载模块的输入端，调压模块将+5V电压通过LM1117-3.3V芯片转换为+3.3V电压，调压模块将+5V电压通过 LM1117-2.5V芯片转换为+2.5V电压，车载电源和调压模块给系统提供 +12V、+5V、+3.3V和+2.5V的电压，通过VCC端口给系统供电。

实施方式三：

所述酒精浓度检测模块采用MQ-3气敏传感器。所述MQ-3气敏传感器内部主要由SnO2气敏层、加热器等构成，传感器的工作原理为：当具有N 型导电性的氧化物与大气接触时，氧化物吸附空气中的氧气使得其内部的电子数量减少，从而其电阻增大，如果大气中存在某种还原性气体，这种气体会与吸附的氧气反应，使氧化物内的电子数量增加，氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器就是通过阻值的变化来分析确定气体的浓度。通过分压式电路将MQ-3气敏传感器电阻的变化量转化为电压的变化量，从而达到检测气体浓度的目的。该传感器的灵敏度较高，可抵抗一定程度的汽油的干扰，响应速度快，功率低于0.75W，节约能源，尺寸比较小，节约了空间，输出的是大信号，因此工作稳定可靠。MQ-3传感器有两种输出方式：TTL高低电平输出(DOUT)和模拟量输出(AOUT)。因为要把具体的酒精浓度数值显示在显示模块上，所以选择AOUT输出方式。理论上，在正常环境中，即：没有被测气体的环境，设定传感器输出电压值为参考电压，这时，AOUT端的电压在1V左右，当传感器检测到被测气体时，电压每升高0.1V，实际被测气体的浓度增加20ppm(1ppm＝1mg\/kg＝1mg\/L＝1×10-6，常用来表示气体浓度)，根据这个参数就可以在单片机里面将测得的模拟量电压值转换为浓度值；

实施方式四：

所述指纹识别模块采用ZFM-206指纹识别模块。所述ZFM-206指纹识别模块是深圳市十指科技有限公司最新推出的，以TI公司的 TMS320VC5501高速DSP处理器为核心，结合具有公司自主知识产权的商用指纹算法，光学指纹传感器，具有指纹录入、图像处理、特征值提取、模板生成、模板储存、指纹比对和搜索等功能的智能型模块，并提供UART接口和通讯协议，方便进行二次开发应用，其具有如下特点：(1)体积小巧、成像清晰、手指感应灵敏、识别速度快、干\/湿手指适应性强，二次开发简单、应用方便，适用面广；(2)工作稳定，可应用于各种类型的单片机；(3) 串口UART操作(直接接任何带串口单片机)，操作简单；(4)可以自由输入、输出指纹图片、指纹特征值文件及各种指纹操作；(5)采用商业算法，识别速度快，手指感应灵敏，手指只要轻轻地触碰采集窗就能快速识别，不需要用力按压；

实施方式五：

所述主控模块采用ATmega64单片机。所述ATmega64单片机是 ATMEL公司的高密度非易失性内存技术生产的元器件，片内ISP Flash存储器可以通过SPI、通信编程器或引导程序多次编程。引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到Flash存储器。所述ATmega64单片机为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS主控模块。其数据吞吐率高达1MIPS\/MHz，故可以减缓系统的功耗和处理速度之间的矛盾；

实施方式六：

所述电量检测模块采用BQ2040芯片。所述BQ2040芯片内置了温度传感器，它通过内置的温度传感器和内部计数器来估算被测锂离子电池的放电程度，放电的同时还可以根据温度需要进行温度补偿，并且能够通过锂离子电池的放电周期，校准锂离子电池的实际容量，外接内部写有初始化程序的 EEPROM，负责控制电池的管理工作，串口和外部EEPROM可以用来编程；

实施方式七：

所述无线遥控模块、无线接收模块均采用NRF2401芯片。所述NRF2401 为单片射频收发芯片，工作在2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗低，在-5dBm的发射功率下，工作电流为10.5mA，接收时工作电流为18mA，具有多种低功率工作模式。其DuoCeiverTM技术使NRF2401可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。

本实用新型的工作原理和过程：

请参阅图1-图19所示，使用时，采用电池供电，通过USB接口给电池充电，通过电量检测模块对电池的电量进行监测，并将电量情况通过GPRS 模块传送给智能终端，以保证多功能车钥匙控制系统有充足的供电。通过按一下按键模块中的SW3按键开启汽车钥匙，通过指纹识别模块进行指纹识别，指纹识别成功后，通过按下SW1按键，主控模块通过无线遥控模块将开锁控制信号进行编码通过无线射频传送给车载接收端，车载接收端的无线接收模块接收到开锁控制信号后进行解码并传送给车载模块，车载模块根据控制信号驱动车锁模块，开启车锁，即可以使用车辆；通过按下SW2按键，主控模块通过无线遥控模块将关锁控制信号进行编码通过无线射频传送给车载接收端，车载接收端的无线接收模块接收到关锁控制信号后进行解码并传送给车载模块，车载模块根据控制信号驱动车锁模块，关闭车锁，即不能使用车辆；当指纹识别不成功，则按键模块中的SW1、SW2按键均不能控制车锁，并由显示模块显示“指纹识别失败”字样进行提示，亮度检测模块用于检测周围环境的光线信息，根据周围环境的亮度调整显示模块的背光，确保显示模块能够清晰的显示相关信息；存储模块用于存储相关数据，并供主控模块调用，通过酒精浓度检测模块检测司机是否饮酒，若检测到的酒精含量超过阈值，则通过显示模块“酒后驾车危险”的提醒信息，同时，通过GPRS模块将危险信息传送给智能终端进行提醒。按一下按键模块中的SW4按键，主控模块检测到SW4按键一个脉冲信号，则驱动照明灯工作，实现照明，按两下按键模块中的SW4按键，主控模块检测到SW4按键两个脉冲信号，则驱动照明灯不工作，关闭照明灯。定位模块实时确定汽车钥匙的位置信息，并通过GPRS模块将汽车钥匙的位置信息实时传送给智能终端，避免司机对遗失的钥匙进行定位。车载接收端采用车载电源供电，通过调压模块将车载电压调整为合适的电压值给车载接收端各个模块供电。

设计图

一种多功能车钥匙控制系统论文和设计

一种多功能车钥匙控制系统论文和设计

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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