《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于ARM7的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
摘要: 近年來(lái),,科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,,結(jié)合各種新技術(shù)的新型汽車防盜裝備相繼出現(xiàn)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,,無(wú)線遠(yuǎn)程通信技術(shù)也被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中,。
關(guān)鍵詞: 傳感技術(shù) ARM7 汽車防盜 GSM
Abstract:
Key words :

  近年來(lái),,科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,結(jié)合各種新技術(shù)的新型汽車防盜" title="汽車防盜">汽車防盜裝備相繼出現(xiàn),。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,,無(wú)線遠(yuǎn)程通信技術(shù)也被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中?;赟3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng)是采用ARM7" title="ARM7">ARM7微處理器構(gòu)造的嵌入式系統(tǒng),,結(jié)合了傳統(tǒng)防盜技術(shù)和新型的GPRS無(wú)線通信技術(shù),,實(shí)現(xiàn)已有防盜器現(xiàn)有各種功能的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程控制功能,,提高了防盜系統(tǒng)的安全性,、靈活性和可靠性。

  在對(duì)各類汽車防盜系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析后,,設(shè)計(jì)了基于S3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng),,它充分利用基于GSM" title="GSM">GSM網(wǎng)絡(luò)的GPRS無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì):無(wú)處不在、接入迅速,、永遠(yuǎn)在線,、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)。同時(shí)也利用了ARM7微處理器的優(yōu)點(diǎn):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(kāi)發(fā)伙伴,。由于防盜系統(tǒng)的功能越來(lái)越復(fù)雜,為了便于系統(tǒng)程序的有效開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)功能的擴(kuò)展,,在此采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),,提高了系統(tǒng)的靈活性、安全性和可靠性,。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有如下幾個(gè)方面:

 ?。?)基于GSM全球聯(lián)網(wǎng)功能利用GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)防盜報(bào)警功能。

 ?。?)智能遙控或采用手機(jī)實(shí)現(xiàn)上鎖,、解鎖功能,方便,、快捷的進(jìn)入防盜狀態(tài)和解除防盜狀,。

  (3)一旦警情發(fā)生均可在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)送信息到您的手機(jī),,實(shí)現(xiàn)無(wú)聲自動(dòng)報(bào)警,,達(dá)到“我知賊不知”的獨(dú)特效果。

 ?。?)車輛被搶或被盜時(shí),,用手機(jī)向汽車防盜器發(fā)送控制短信息,實(shí)現(xiàn)斷電或斷油,,強(qiáng)制汽車停車,。

  (5)防盜設(shè)定后,不經(jīng)車主允許,,強(qiáng)行打開(kāi)車門、后備廂,、引擎蓋,,或車輛被振動(dòng),均在可報(bào)警和發(fā)送短信息到車主的手機(jī)上,。

 ?。?)微電腦斷電斷油功能,進(jìn)入防盜狀態(tài),,通過(guò)微電腦控制自動(dòng)斷電斷油,,車輛無(wú)法啟動(dòng)。

 ?。?)進(jìn)入防盜狀態(tài)后,,即使盜賊切斷電源,可照常報(bào)警,,并且每間隔1分鐘報(bào)警一次,,即發(fā)送信息到手機(jī)上。

  GSM(Global System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)是基于時(shí)分多址技術(shù)和頻分多址技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)體系,,屬于第二代通信技術(shù)(2G),。

  1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。汽車報(bào)警器檢測(cè)到信號(hào)以后,,通過(guò)軟件處理系統(tǒng),、GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信號(hào)傳到用戶手機(jī),實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸,。

  GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

  2 硬件設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示,。探測(cè)信號(hào)通過(guò)P0.0和P0.1輸入,不采用中斷方式是為了防止誤報(bào)警的產(chǎn)生,??刂菩盘?hào)通過(guò)P0.7輸出。單片機(jī)的串行接口通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX202與TC35 的串口相連,。由于是異步串行通信,,可采用無(wú)流控制方式,連接接口J1的2,、3,、5即可。

  硬件設(shè)計(jì)

  近年來(lái),,科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,,結(jié)合各種新技術(shù)的新型汽車防盜裝備相繼出現(xiàn)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線遠(yuǎn)程通信技術(shù)也被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中,?;赟3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng)是采用ARM7微處理器構(gòu)造的嵌入式系統(tǒng),結(jié)合了傳統(tǒng)防盜技術(shù)和新型的GPRS無(wú)線通信技術(shù),,實(shí)現(xiàn)已有防盜器現(xiàn)有各種功能的基礎(chǔ)上,,開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程控制功能,提高了防盜系統(tǒng)的安全性,、靈活性和可靠性,。

  在對(duì)各類汽車防盜系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析后,設(shè)計(jì)了基于S3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng),,它充分利用基于GSM網(wǎng)絡(luò)的GPRS無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì):無(wú)處不在,、接入迅速、永遠(yuǎn)在線,、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn),。同時(shí)也利用了ARM7微處理器的優(yōu)點(diǎn):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(kāi)發(fā)伙伴,。由于防盜系統(tǒng)的功能越來(lái)越復(fù)雜,,為了便于系統(tǒng)程序的有效開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)功能的擴(kuò)展,在此采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),,提高了系統(tǒng)的靈活性,、安全性和可靠性。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有如下幾個(gè)方面:

 ?。?)基于GSM全球聯(lián)網(wǎng)功能利用GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)防盜報(bào)警功能,。

  (2)智能遙控或采用手機(jī)實(shí)現(xiàn)上鎖,、解鎖功能,,方便、快捷的進(jìn)入防盜狀態(tài)和解除防盜狀,。

 ?。?)一旦警情發(fā)生均可在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)送信息到您的手機(jī),實(shí)現(xiàn)無(wú)聲自動(dòng)報(bào)警,,達(dá)到“我知賊不知”的獨(dú)特效果,。

  (4)車輛被搶或被盜時(shí),,用手機(jī)向汽車防盜器發(fā)送控制短信息,,實(shí)現(xiàn)斷電或斷油,,強(qiáng)制汽車停車。

 ?。?)防盜設(shè)定后,,不經(jīng)車主允許,強(qiáng)行打開(kāi)車門,、后備廂,、引擎蓋,或車輛被振動(dòng),,均在可報(bào)警和發(fā)送短信息到車主的手機(jī)上。

 ?。?)微電腦斷電斷油功能,,進(jìn)入防盜狀態(tài),通過(guò)微電腦控制自動(dòng)斷電斷油,,車輛無(wú)法啟動(dòng),。

  (7)進(jìn)入防盜狀態(tài)后,,即使盜賊切斷電源,,可照常報(bào)警,并且每間隔1分鐘報(bào)警一次,,即發(fā)送信息到手機(jī)上,。

  GSM(Global System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)是基于時(shí)分多址技術(shù)和頻分多址技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)體系,屬于第二代通信技術(shù)(2G),。

  1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。汽車報(bào)警器檢測(cè)到信號(hào)以后,通過(guò)軟件處理系統(tǒng),、GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信號(hào)傳到用戶手機(jī),,實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸。

  GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

  2 硬件設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示,。探測(cè)信號(hào)通過(guò)P0.0和P0.1輸入,,不采用中斷方式是為了防止誤報(bào)警的產(chǎn)生??刂菩盘?hào)通過(guò)P0.7輸出,。單片機(jī)的串行接口通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX202與TC35 的串口相連。由于是異步串行通信,,可采用無(wú)流控制方式,,連接接口J1的2、3,、5即可,。

  硬件設(shè)計(jì)

  2.1 TC35模塊簡(jiǎn)介

  TC35是西門子公司開(kāi)發(fā)的高性能GSM模塊,在應(yīng)用系統(tǒng)中很容易集成。其特點(diǎn)是:(1)頻段為雙頻GSM900MHz和GSM1800MHz(phase2/2+);(2)支持?jǐn)?shù)據(jù),、語(yǔ)音,、短消息和傳真;(3)電源范圍寬;(4)具有RS232接口和語(yǔ)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(dòng)傳感器,。熱釋電紅外傳感器通過(guò)檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào),,作用角度為110°??墒褂肂ISS001型紅外成品組件,,作用距離通過(guò)菲聶爾透鏡調(diào)節(jié)。振動(dòng)傳感器可采用ND-1型高靈敏振動(dòng)位移傳感器,。它是一種集振動(dòng)和位移測(cè)量于一身的全方位固態(tài)控制器件,,對(duì)振動(dòng)有很高的檢測(cè)靈敏度,對(duì)周圍環(huán)境的聲音信號(hào)抑制并具有很強(qiáng)的抗干擾能力,。其靈敏度通過(guò)電容可調(diào),。

  2.3 控制電路

  當(dāng)用戶收到報(bào)警信息后,如需采取措施,,可以向TC35模塊撥號(hào),。單片機(jī)收到信號(hào)后,發(fā)出ATH指令將撥號(hào)掛斷,,然后向P1.7口發(fā)出控制信號(hào),。控制信號(hào)通過(guò)運(yùn)放放大后,,繼電器將點(diǎn)火線切斷,,從而保證汽車的安全。如要恢復(fù),,再向TC35撥號(hào)即可,。

  繼電器的內(nèi)阻很小,須用OC門驅(qū)動(dòng),,驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示,。

  控制電路

  3 軟件設(shè)計(jì)

  3.1 與SMS有關(guān)的AT指令

  GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。GSM07.07中定義的AT Command接口,,提供了一種移動(dòng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口;GSM07.05對(duì)短消息作了詳細(xì)的規(guī)定,,在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的短消息時(shí),能夠通過(guò)串口發(fā)送指示消息,, 數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向GSM 模塊發(fā)送各種命令,。與SMS有關(guān)的GSM AT指令如表l所示。

  

  本系統(tǒng)中用到的AT指令如下:

  本系統(tǒng)中用到的AT指令如下:

  回答:OK

  發(fā)送:AT+CMGS=24//短信息長(zhǎng)度,,注意為十進(jìn)制,。

  回答:》

  發(fā)送:0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01//PDU數(shù)據(jù)包

  回答:+CMGS:[,,]

  3.2 PDU格式簡(jiǎn)介

  目前, 發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit)模式,。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡(jiǎn)單,,容易實(shí)現(xiàn),但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信,,也能發(fā)送英文短信,。PDU模式收發(fā)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(fā)送普通的ASCII字符,,8- bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息,UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符,,編碼類型在PDU數(shù)據(jù)包中指定,。

  下面舉例說(shuō)明PDU格式的組成。例如要把“有人動(dòng)車,!”五個(gè)字發(fā)送到13808460649,則PDU數(shù)據(jù)為:

  0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01

 ?。?) 00表示省略短信中心號(hào)碼;

 ?。?) 01表示文件頭字節(jié);

  (3) 03表示信息類型(TP-Message-Reference);

 ?。?) 0D表示被叫號(hào)碼長(zhǎng)度;

 ?。?) 91表示被叫號(hào)碼類型;

  (6) 683108480646F9表示被叫號(hào)碼,,經(jīng)過(guò)了位移處理;

 ?。?) 32表示協(xié)議標(biāo)識(shí)TP-PID;

  (8) 08表示數(shù)據(jù)編碼方案TP-DCS,,因?yàn)橐l(fā)送UNICODE內(nèi)碼,,所以使用USC2(16bit)編 碼;

  (9) 0A表示用戶數(shù)據(jù)長(zhǎng)度TP-UDL(以8位碼為單位(octet));

 ?。?0) 67094EBA52A88F66FF01表示用戶數(shù)據(jù),。

  3.3 漢字編碼

  由于在GSM 標(biāo)準(zhǔn)中,中文編碼采用Unicode編碼,,而不是目前國(guó)內(nèi)常用的GB-2312編碼,,所以只要將十進(jìn)制的Unicode編碼轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制即可,也可以由 GB-2312編碼通過(guò)換算得來(lái),。例如“您好”二字的十進(jìn)制Unicode碼分別為24744和22909,,轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制為60A8和597D。

  3.4 報(bào)警策略

  為了區(qū)分情況的緊急程度,,可以設(shè)置兩條短信,。若單一檢測(cè)器檢測(cè)到信號(hào)則發(fā)送短信一;若兩個(gè)都檢測(cè)到信號(hào)則發(fā)送短信二,。發(fā)出短信息以后,用戶只需撥號(hào)就可以切斷點(diǎn)火線,。若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題則向用戶手機(jī)撥號(hào),。

  3.5 軟件流程

  在主程序中,89C51利用巧妙的算法對(duì)紅外信號(hào)和震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣,,相當(dāng)于對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分,。如果4秒內(nèi)80%(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié))的信號(hào)有效,則說(shuō)明有非法人員入侵,,產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)以后通過(guò)程序控制,,以保證15分鐘之內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生第二次報(bào)警信號(hào)。

  經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報(bào)警系統(tǒng),,不僅可以提高報(bào)警系統(tǒng)的通信可靠程度,而且通信距離基本不受限制,,從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控,。此外本系統(tǒng)還可對(duì)入侵的緊急程度進(jìn)行區(qū)分,便于用戶根據(jù)情況采取措施,,滿足了汽車用戶對(duì)汽車防盜的要求,。本系統(tǒng)成本不高,易于推廣,。通過(guò)在多種汽車上的實(shí)際應(yīng)用,,系統(tǒng)運(yùn)行良好。

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