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基于ARM7的汽車防盜報警系統設計方案
摘要: 近年來,科學技術飛速發展,結合各種新技術的新型汽車防盜裝備相繼出現。隨著通信技術的發展,無線遠程通信技術也被應用于汽車領域中。
Abstract:
Key words :

  近年來,科學技術飛速發展,結合各種新技術的新型汽車防盜" title="汽車防盜">汽車防盜裝備相繼出現。隨著通信技術的發展,無線遠程通信技術也被應用于汽車領域中。基于S3C44B0X網絡型汽車防盜控制系統是采用ARM7" title="ARM7">ARM7微處理器構造的嵌入式系統,結合了傳統防盜技術和新型的GPRS無線通信技術,實現已有防盜器現有各種功能的基礎上,開發了遠程控制功能,提高了防盜系統的安全性、靈活性和可靠性。

  在對各類汽車防盜系統的特點進行分析后,設計了基于S3C44B0X網絡型汽車防盜控制系統,它充分利用基于GSM" title="GSM">GSM網絡的GPRS無線通信技術的優勢:無處不在、接入迅速、永遠在線、流量計費等特點。同時也利用了ARM7微處理器的優點:32位核、高性能、低成本、功耗低的RISC微處理器,有眾多的合作開發伙伴。由于防盜系統的功能越來越復雜,為了便于系統程序的有效開發和系統功能的擴展,在此采用嵌入式系統進行開發,提高了系統的靈活性、安全性和可靠性。系統主要實現的功能有如下幾個方面:

  (1)基于GSM全球聯網功能利用GPRS通訊網絡實現全國范圍內防盜報警功能。

  (2)智能遙控或采用手機實現上鎖、解鎖功能,方便、快捷的進入防盜狀態和解除防盜狀。

  (3)一旦警情發生均可在很短時間內發送信息到您的手機,實現無聲自動報警,達到“我知賊不知”的獨特效果。

  (4)車輛被搶或被盜時,用手機向汽車防盜器發送控制短信息,實現斷電或斷油,強制汽車停車。

  (5)防盜設定后,不經車主允許,強行打開車門、后備廂、引擎蓋,或車輛被振動,均在可報警和發送短信息到車主的手機上。

  (6)微電腦斷電斷油功能,進入防盜狀態,通過微電腦控制自動斷電斷油,車輛無法啟動。

  (7)進入防盜狀態后,即使盜賊切斷電源,可照常報警,并且每間隔1分鐘報警一次,即發送信息到手機上。

  GSM(Global System for Mobile Communication)網絡是基于時分多址技術和頻分多址技術的通信網絡體系,屬于第二代通信技術(2G)。

  1 系統結構與原理

  系統結構如圖1所示。汽車報警器檢測到信號以后,通過軟件處理系統、GSM網絡將報警信號傳到用戶手機,實現了報警信號的長距離傳輸。

  GSM系統結構與原理

  2 硬件設計

  系統的主要硬件結構如圖2所示。探測信號通過P0.0和P0.1輸入,不采用中斷方式是為了防止誤報警的產生。控制信號通過P0.7輸出。單片機的串行接口通過電平轉換芯片MAX202與TC35 的串口相連。由于是異步串行通信,可采用無流控制方式,連接接口J1的2、3、5即可。

  硬件設計

  近年來,科學技術飛速發展,結合各種新技術的新型汽車防盜裝備相繼出現。隨著通信技術的發展,無線遠程通信技術也被應用于汽車領域中。基于S3C44B0X網絡型汽車防盜控制系統是采用ARM7微處理器構造的嵌入式系統,結合了傳統防盜技術和新型的GPRS無線通信技術,實現已有防盜器現有各種功能的基礎上,開發了遠程控制功能,提高了防盜系統的安全性、靈活性和可靠性。

  在對各類汽車防盜系統的特點進行分析后,設計了基于S3C44B0X網絡型汽車防盜控制系統,它充分利用基于GSM網絡的GPRS無線通信技術的優勢:無處不在、接入迅速、永遠在線、流量計費等特點。同時也利用了ARM7微處理器的優點:32位核、高性能、低成本、功耗低的RISC微處理器,有眾多的合作開發伙伴。由于防盜系統的功能越來越復雜,為了便于系統程序的有效開發和系統功能的擴展,在此采用嵌入式系統進行開發,提高了系統的靈活性、安全性和可靠性。系統主要實現的功能有如下幾個方面:

  (1)基于GSM全球聯網功能利用GPRS通訊網絡實現全國范圍內防盜報警功能。

  (2)智能遙控或采用手機實現上鎖、解鎖功能,方便、快捷的進入防盜狀態和解除防盜狀。

  (3)一旦警情發生均可在很短時間內發送信息到您的手機,實現無聲自動報警,達到“我知賊不知”的獨特效果。

  (4)車輛被搶或被盜時,用手機向汽車防盜器發送控制短信息,實現斷電或斷油,強制汽車停車。

  (5)防盜設定后,不經車主允許,強行打開車門、后備廂、引擎蓋,或車輛被振動,均在可報警和發送短信息到車主的手機上。

  (6)微電腦斷電斷油功能,進入防盜狀態,通過微電腦控制自動斷電斷油,車輛無法啟動。

  (7)進入防盜狀態后,即使盜賊切斷電源,可照常報警,并且每間隔1分鐘報警一次,即發送信息到手機上。

  GSM(Global System for Mobile Communication)網絡是基于時分多址技術和頻分多址技術的通信網絡體系,屬于第二代通信技術(2G)。

  1 系統結構與原理

  系統結構如圖1所示。汽車報警器檢測到信號以后,通過軟件處理系統、GSM網絡將報警信號傳到用戶手機,實現了報警信號的長距離傳輸。

  GSM系統結構與原理

  2 硬件設計

  系統的主要硬件結構如圖2所示。探測信號通過P0.0和P0.1輸入,不采用中斷方式是為了防止誤報警的產生。控制信號通過P0.7輸出。單片機的串行接口通過電平轉換芯片MAX202與TC35 的串口相連。由于是異步串行通信,可采用無流控制方式,連接接口J1的2、3、5即可。

  硬件設計

  2.1 TC35模塊簡介

  TC35是西門子公司開發的高性能GSM模塊,在應用系統中很容易集成。其特點是:(1)頻段為雙頻GSM900MHz和GSM1800MHz(phase2/2+);(2)支持數據、語音、短消息和傳真;(3)電源范圍寬;(4)具有RS232接口和語音接口。

  2.2 傳感器

  傳感器可利用熱釋電紅外傳感器或振動傳感器。熱釋電紅外傳感器通過檢測人或動物發射的紅外線而輸出電信號,作用角度為110°。可使用BISS001型紅外成品組件,作用距離通過菲聶爾透鏡調節。振動傳感器可采用ND-1型高靈敏振動位移傳感器。它是一種集振動和位移測量于一身的全方位固態控制器件,對振動有很高的檢測靈敏度,對周圍環境的聲音信號抑制并具有很強的抗干擾能力。其靈敏度通過電容可調。

  2.3 控制電路

  當用戶收到報警信息后,如需采取措施,可以向TC35模塊撥號。單片機收到信號后,發出ATH指令將撥號掛斷,然后向P1.7口發出控制信號。控制信號通過運放放大后,繼電器將點火線切斷,從而保證汽車的安全。如要恢復,再向TC35撥號即可。

  繼電器的內阻很小,須用OC門驅動,驅動電路如圖3所示。

  控制電路

  3 軟件設計

  3.1 與SMS有關的AT指令

  GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規范。GSM07.07中定義的AT Command接口,提供了一種移動平臺與數據終端設備之間的通用接口;GSM07.05對短消息作了詳細的規定,在短消息模塊收到網絡發來的短消息時,能夠通過串口發送指示消息, 數據終端設備可以向GSM 模塊發送各種命令。與SMS有關的GSM AT指令如表l所示。

  

  本系統中用到的AT指令如下:

  本系統中用到的AT指令如下:

  回答:OK

  發送:AT+CMGS=24//短信息長度,注意為十進制。

  回答:》

  發送:0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01//PDU數據包

  回答:+CMGS:[,]

  3.2 PDU格式簡介

  目前, 發送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit)模式。使用Text模式收發短信代碼簡單,容易實現,但最大的缺點是不能收發中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信,也能發送英文短信。PDU模式收發短信可以使用三種編碼:7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符,8- bit編碼通常用于發送數據消息,UCS2編碼用于發送Unicode字符,編碼類型在PDU數據包中指定。

  下面舉例說明PDU格式的組成。例如要把“有人動車!”五個字發送到13808460649,則PDU數據為:

  0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01

  (1) 00表示省略短信中心號碼;

  (2) 01表示文件頭字節;

  (3) 03表示信息類型(TP-Message-Reference);

  (4) 0D表示被叫號碼長度;

  (5) 91表示被叫號碼類型;

  (6) 683108480646F9表示被叫號碼,經過了位移處理;

  (7) 32表示協議標識TP-PID;

  (8) 08表示數據編碼方案TP-DCS,因為要發送UNICODE內碼,所以使用USC2(16bit)編 碼;

  (9) 0A表示用戶數據長度TP-UDL(以8位碼為單位(octet));

  (10) 67094EBA52A88F66FF01表示用戶數據。

  3.3 漢字編碼

  由于在GSM 標準中,中文編碼采用Unicode編碼,而不是目前國內常用的GB-2312編碼,所以只要將十進制的Unicode編碼轉化為十六進制即可,也可以由 GB-2312編碼通過換算得來。例如“您好”二字的十進制Unicode碼分別為24744和22909,轉化為十六進制為60A8和597D。

  3.4 報警策略

  為了區分情況的緊急程度,可以設置兩條短信。若單一檢測器檢測到信號則發送短信一;若兩個都檢測到信號則發送短信二。發出短信息以后,用戶只需撥號就可以切斷點火線。若網絡出現問題則向用戶手機撥號。

  3.5 軟件流程

  在主程序中,89C51利用巧妙的算法對紅外信號和震動信號進行采樣,相當于對信號進行積分。如果4秒內80%(可根據實際情況調節)的信號有效,則說明有非法人員入侵,產生報警信號以后通過程序控制,以保證15分鐘之內不會產生第二次報警信號。

  經實驗驗證,采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報警系統,不僅可以提高報警系統的通信可靠程度,而且通信距離基本不受限制,從而實現用戶對汽車的長距離實時監控。此外本系統還可對入侵的緊急程度進行區分,便于用戶根據情況采取措施,滿足了汽車用戶對汽車防盜的要求。本系統成本不高,易于推廣。通過在多種汽車上的實際應用,系統運行良好。

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