[发明专利]基于LoRa射频技术的车辆防盗追踪电路

摘要

本发明涉及一种基于LoRa射频技术的车辆防盗追踪电路。本发明的电源部分分为高低压变换电路，震动开关检测到震动后，开启低压变换电路，为系统分提供所需的低压电源。以STM8L151C8微控制器为核心，与GPS/北斗双星定位电路通过UART串口进行信息交互，与SX1278射频电路以SPI接口进行通信，将系统的状态信息，发往LoRa基站，实现低功耗下的远距离传输。报警接口用于接入车辆控制端，车子一旦被盗，终端主动上传报警数据。本发明通过LoRa无线传输技术发送最新的车辆位置及报警灯状态数据，从而达到实时追踪车辆偷盗报警等效果，防止车辆丢失。

主权项

1.基于LoRa射频技术的车辆防盗追踪电路，由高电压变换电路，振动开关电路，低电压变换电路，STM8L151C8低功耗处理器模块，GPS/北斗双星定位电路，ACC点火检测电路，切断继电器控制电路，CC2541蓝牙通信电路，报警喇叭控制电路，SX1278射频功放电路组成，其特征在于：所述的高电压变换电路包含保险丝F1，电容C1、C2、C3、C4，降压型电源管理芯片U1，稳压管D1，电阻R1、R2，电感L1；保险丝F1的一端与48V锂电池的输出电压SOURCE连接，保险丝F1的另一端与降压电源管理芯片U1的引脚1和电容C1的正极相连，电容C1的负极接地；电容C2的一端与降压电源管理芯片U1的引脚1相连，电容C2的另一端接地；降压电源芯片U1的引脚3和引脚5接地；降压电源芯片U1引脚2与电感L1的一端和稳压二极管D1的阴极相连，稳压二极管D1的阳极接地；电感L1的另一端与电容C3的一端和电容C4的正极相连，电容C3的另一端和电容C4的负极接地；降压电源芯片U1引脚4分别与电阻R1和R2的一端相连，电阻R2的另一端接地，电阻R1的另一端与电容C4的正极相连，作为高电压变换电路的输出V5_IN，降压电源芯片U1采用LM2596HV‑5V芯片；所述的振动开关电路由电压比较器V1，电阻R3、R4、R5、R6、R7，电容C5，振动传感器S1，三极管T1；电压比较器V1的引脚8与高电压变换电路的输出V5_IN和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电压比较器V1的引脚1相连；电压比较器V1的引脚1与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与三极管T1基极相连，三极管T1发射极与VCC相连，三极管T1集电极作为5V电压输出端VCC；电压比较器V1的引脚3分别与电容C5的一端、电阻R4的一端、振动传感器S1的一端相连，电阻R4的另一端接VCC，电容C5的另一端和振动传感器S1的另一端接48V锂电池负极；电压比较器V1的引脚2与电阻R5的一端和电阻R6的一端相连，电阻R5的另一端接V5_IN，电阻R6的另一端接48V锂电池负极；电压比较器V1的引脚4接地；所述的低电压变换电路由稳压芯片U2，电容C6、C7、C8，电阻R8，发光二极管D2组成；稳压芯片U2引脚1接地；稳压芯片U2的引脚3与VCC相连；稳压芯片U2的引脚3与电容C6的一端和电容C7的一端相连，电容C6的另一端和电容C7的另一端接地；稳压芯片U2引脚2与电阻R8的一端和电容C8的一端相连，作为低电压变换电路的直流3.3V输出端Vcc，电容C8的另一端接地，电阻R8的另一端与发光二极管D2的阳极相连，发光二极管D2的阴极接地，稳压芯片U2采用了LM1117‑3.3V芯片；所述的STM8L151C8低功耗处理器模块由微控制器U3，电阻R9，电容C9、C10、C11、C12、C13组成；微控制器U3的引脚2与电阻R9的一端和电容C9的一端相连，电阻R9的另一端与低电压转换电路的直流3.3V输出Vcc相连，电容C9的另一端接地；微控制器U3的引脚41、引脚42、引脚43分别与GPS/北斗双星定位电路的GPS_TXD端口、GPS_RXD端口、GPS_RST端口相连；微控制器U3的引脚14与ACC点火电路的ACC_OUT端口相连，微控制器U3的引脚15与继电器控制电路的RELAY_EN相连，微控制器U3的引脚16与报警电路的BEEP_EN端口相连，微控制器U3的引脚17与CC2541蓝牙通信电路的BT_TX端口相连，微控制器U3的引脚18与CC2541蓝牙通信电路的BT_RX端口相连；微控制器U3的引脚3、引脚4、引脚5分别与SX1278射频功放电路的DIO2端口、DIO1端口、DIO0端口相连；微控制器U3的引脚6、引脚7分别与SX1278射频功放电路的NRESET端口、VA端口相连；微控制器U3的引脚44、引脚45、引脚46分别与SX1278射频功放电路的DIO5端口、DIO4端口、DIO3端口相连；微控制器U3的引脚27、引脚28、引脚29、引脚30、引脚31分别与SX1278射频功放电路的VB端口、NSS端口、SCK端口、MOSI端口、MISO端口相连；微控制器U3的引脚13分别与电容C10、C11、C12、C13的一端和低电压变换电路的直流3.3V输出Vcc相连，电容C10、C11、C12、C13的另一端接地；微控制器U3的引脚9与引脚40接地；微控制器U3的引脚10、引脚11、引脚12、引脚39与低电压变换电路的直流3.3V输出端Vcc相连；微控制器U3的其他引脚悬空，微控制器U3采用意法半导体公司的STM8L151C8芯片；所述的GPS/北斗双星定位电路由GPS定位芯片U4，电池BT1，电容C14、C15、C16、C17，电感L2，有源天线J1组成；GPS定位芯片U4的引脚22与电池BT1的正极相接，电池BT1的负极接地；GPS定位芯片U4的引脚23分别与电容C14、C15的一端和低电压变换电路的直流3.3V输出Vcc相连，电容C14、C15的另一端接地；GPS定位芯片U4的引脚1为GPS_RST端口与微控制器U3的引脚43相连，GPS定位芯片U4的引脚20为GPS_TXD端口与微控制器U3的引脚41相连，GPS定位芯片U4的引脚21为GPS_RXD端口与微控制器U3的引脚42相连；GPS定位芯片U4的引脚11与电感L2的一端和有源天线J1的引脚1相连，电感L2的另一端与GPS定位芯片U4的引脚9相连，有源天线J1的引脚2、引脚3、引脚4、引脚5接地；GPS定位芯片U4的引脚9与电容C16的一端和电容C17的一端相连，电容C16的另一端和电容C17的另一端接地；GPS定位芯片U4的引脚10，引脚12，引脚13，引脚24接地；GPS定位芯片U4的其他引脚悬空，GPS定位芯片U4采用国产的UM220Ш‑N芯片；所述的ACC点火检测电路由比较器V2，电阻R10、R11、R12、R13、R14，电容C18组成；ACC点火检测电路的ACC_IN端口接点火开关ACC档，比较器V2的引脚3与电容C18的一端、电阻R10的一端、电阻R14的一端相连，电阻R10的另一端与ACC_IN端口相连，电阻R14的另一端和电容C18的另一端接地；比较器V2的引脚2与电阻R12、电阻R13的一端相连，电阻R12的另一端与VCC相连，电阻R13的另一端接地；比较器V2的引脚8与电阻R11的一端和VCC相连，电阻R11的另一端与比较器V2的引脚1相连，比较器V2的引脚1为ACC_OUT端口，比较器V2的引脚4接地；所述的切断继电器控制电路由电阻R15、R16，三极管T2，续流二极管D3组成；三极管T2的基极与电阻R15、R16的一端相连，电阻R15的另一端接RELAY_EN，电阻R16的另一端接地；三极管T2的集电极与续流二极管D3正极相连，续流二极管D3负极与VCC相连；三极管T2的发射极接地；所述的报警喇叭控制电路由电阻R17、R18，三极管T3，蜂鸣器B1组成；三极管T3的基极与电阻R17、电阻R18的一端相连，电阻R17的另一端与BEEP_EN相连，电阻R18的另一端接地；三极管T3的集电极与蜂鸣器B1的引脚1相连，蜂鸣器B1的引脚2与VCC相连；三极管T3的发射极接地；所述的CC2541蓝牙通信电路由低功耗蓝牙SOC芯片U5，电阻R19，晶振Y1、Y2，电容C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28，电感L3、L4、L5、L6，天线P1、P2组成；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚33与晶振Y1的引脚2和电容C21的一端相连，电容C21的另一端接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚32与晶振Y1的引脚1和电容C20的一端相连，电容C20的另一端接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚22与晶振Y2的引脚1和电容C22的一端相连，电容C22的另一端接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚23与晶振Y2的引脚3和电容C23的一端相连，电容C23的另一端接地；晶振Y2的引脚2、引脚4接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚26与电容C24的一端相连，电容C24的另一端与电容C25的一端和电感L3的一端相连，电感L3的另一端接地，电容C25的另一端与电感L4、电感L6的一端相连，电感L4的另一端与电感L5的一端和电容C28的一端相连，电容C28的另一端接地，电感L5的另一端与天线P1的引脚2和天线P2的引脚1相连，天线P1的引脚1和天线P2的引脚2接地；电感L6的另一端与电容C26和电容C27的一端相连，电容C27的另一端接地，电容C26的另一端与低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚25相连；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚30与电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚40与电容C19的一端相连，电容C19的另一端接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚10、引脚21、引脚24、引脚27、引脚28、引脚29、引脚39、引脚31与Vcc相连；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚1、引脚41接地；低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚16为BT_TX端口与微控制器U3的17引脚相连，低功耗蓝牙SOC芯片U5的引脚17为BT_RX端口与微控制器U3的18引脚相连，低功耗蓝牙SOC芯片U5采用TI公司的CC2541芯片；所述的SX1278射频功放电路由LoRa射频芯片U6，电阻R20、R21，电容C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39、C40、C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47、C48、C49、C50、C51、C52、C53、C54、C55、C56，高频晶振Y3，电感L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15，功率放大管T4，射频开关U7，天线P3组成；LoRa射频芯片U6的引脚7与电阻R20的一端相连，电阻R20的另一端直流3.3V电压Vcc，LoRa射频芯片U6的引脚7作为NRESET端口与微控制器U3的引脚6相连；LoRa射频芯片U6的引脚6与高频晶振Y3的引脚1和电容C34的一端相连，电容C34的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚5与高频晶振Y3的引脚3和电容C33的一端相连，电容C33的另一端接地；高频晶振Y3的引脚2、引脚4接地；LoRa射频芯片U6的引脚4与电容C29的一端相连，电容C29的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚3与电容C30的一端和直流3.3V电压Vcc相连，电容C30的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚2与电容C31的一端相连，电容C31的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚1与电容C35和电感L7的一端相连，电感L7的另一端接地，电容C35的另一端与电容C36和电容C37的一端相连，电容C37的另一端接地，电容C36的另一端与射频开关U7的引脚1相连；LoRa射频芯片U6的引脚27与电感L8的一端相连，电感L8的另一端与电感L9、L10、电容C43的一端相连，电感L9的另一端与电容C42、C41的一端和LoRa射频芯片U6的引脚25相连；电容C43、C42、C41的另一端接地；电感L10的另一端与电感L11和电容C44的一端相连，电容C44的另一端接地，电感L11的另一端与电感L12和电容C45的一端相连，电容C45的另一端接地，电感L12的另一端与电阻R21的一端和功率放大管T4的栅极相连，电阻R21的另一端接地，功率放大管T4的漏极接地，功率放大管T4的源极与电感L13、L14的一端和电容C46的一端相连，电容C46的另一端接地，电感L13的另一端与电容C47和电容C56的一端相连，电容C47的另一端接地，电容C56的另一端与射频开关U7的引脚3相连；电感L14的另一端与电容C48、C49、C50的一端和VCC相连，电容C48、C49、C50的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚24分别与电容C38、C39、C40的一端、直流3.3V电压Vcc相连，电容C38、C39、C40的一端与LoRa射频芯片U6的引脚23相连并接地；LoRa射频芯片U6的引脚16为SCK端口与微控制器U3的引脚29相连，LoRa射频芯片U6的引脚17为MISO端口与微控制器U3的引脚31相连，LoRa射频芯片U6的引脚18为MOSI端口与微控制器U3的引脚30相连，LoRa射频芯片U6的引脚19为NSS端口与微控制器U3的引脚28相连；LoRa射频芯片U6的引脚14与电容C32的一端和直流3.3V电压Vcc相连，电容C32的另一端接地；LoRa射频芯片U6的引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13分别与微控制器U3的引脚5、引脚4、引脚3、引脚46、引脚45、引脚44相连；LoRa射频芯片U6的引脚15、引脚21、引脚22、引脚26接地；射频开关U7的引脚6为VA端口与微控制器U3的引脚7和电容C51的一端相连，电容C51的另一端接地；射频开关U7的引脚5与电容C52的一端相连，电容C52的另一端与电容C54的一端和电感L15的一端相连，电容C54的另一端接地，电感L15的另一端与电容C53的一端和天线P3的引脚2相连，电容C53的另一端接地，天线P3的引脚1接地；射频开关U7的引脚4为VB端口与微控制器U3的27引脚和电容C55的一端相连，电容C55的另一端接地；射频开关U7的引脚2接地，LoRa射频芯片U6采用Semtech 公司的SX1278芯片。