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淺談基于嵌入式的汽車(chē)防盜系統的設計論文
0 引言
當今社會(huì )人民生活日益富足,普通百姓的生活水平不斷提高,汽車(chē)成為了大眾普遍的代步工具。尤其是在那些較發(fā)達的國家，幾乎每戶(hù)就有一輛汽車(chē),其國內汽車(chē)總量過(guò)億。同時(shí)隨著(zhù)我國生活水平的提高，私家車(chē)的數量也日益增多,但是伴隨著(zhù)汽車(chē)的增多，汽車(chē)偷竊案件也隨著(zhù)上升，甚至已經(jīng)成為城市犯罪數目最多的行為之一。每輛汽車(chē)價(jià)格不菲，一旦丟失將會(huì )帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，同樣為社會(huì )帶來(lái)了不穩定因素。因此，關(guān)于汽車(chē)防盜的設計已經(jīng)日益迫切。
1 系統的總體設計
該系統主要由控制模塊、警情檢測模塊、警情響應模塊以及指紋鎖模塊。在系統中，控制模塊以S3C2440A 為處理器;警情檢測模塊主要由霍爾傳感器、震動(dòng)傳感器以及人體紅外傳感器組成;警情響應模塊由GPS模塊和GSM模塊組成。系統的具體工作原理是：警情檢測模塊檢測汽車(chē)是否被盜，通過(guò)霍爾傳感器、震動(dòng)傳感器和紅外傳感器的合理配置檢測車(chē)輛是否被盜，一旦車(chē)輛被盜，系統則通過(guò)GSM、GPS向車(chē)主發(fā)送車(chē)輛被盜短信以及位置信息，車(chē)主可以通過(guò)手機發(fā)送短信強制停車(chē)。同時(shí)系統還增加了指紋鎖以及指紋點(diǎn)火功能，提高了汽車(chē)自身防盜的安全性。
2 系統的硬件設計
2.1 控制器模塊
本系統選用的S3C2440A 采用ARM9 20T 內核，集成了1.2V內核，1.8V / 2.5V /3.3V儲存器，3.3V擴展I/O，16KB指令/16KB 數據;4 路擁有外部請求引腳的DMA 控制器;3 路URAT(IrDA1.0 64-Byte Tx FIFO，64Byte Rx FIFO); 2 路USB主機控制/1路USB期間控制;8路10位ADC和觸摸屏接口;130個(gè)通用I/O，24個(gè)外部中斷源;電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式。
基于S3C2440A的以上特點(diǎn)，以此作為汽車(chē)防盜系統的核心處理器，保證了整個(gè)控制系統工作的穩定性，可靠性，快速性。
2.2 警情監測模塊
本模塊是用來(lái)檢測汽車(chē)是否被盜，主要由霍爾傳感器模塊、振動(dòng)傳感器模塊以及人體紅外傳感器模塊組成�；魻杺鞲衅魇歉鶕魻栃谱鞯囊环N磁場(chǎng)傳感器�；魻栯妷弘S磁場(chǎng)強度的變化而變化，磁場(chǎng)越強，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低�；魻栯妷褐岛苄�，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。
本設計中采用的霍爾傳感器是體積小、靈敏度高、響應速度快、精度高的A3144E。A3144E霍爾傳感器是開(kāi)關(guān)型，無(wú)觸點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)無(wú)火花，不產(chǎn)生干擾，使用壽命長(cháng)。在基于嵌入式的汽車(chē)防盜系統中霍爾傳感器模塊是用來(lái)檢測車(chē)門(mén)是否被打開(kāi)，如果車(chē)門(mén)關(guān)閉，磁極靠近霍爾開(kāi)關(guān)管平面，輸出端輸出低電平：如果車(chē)門(mén)被打開(kāi)，磁極遠離霍爾開(kāi)關(guān)管平面，輸出端輸出高電平，觸發(fā)報警。
振動(dòng)傳感器對于其所安裝的系統受到的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行采集，傳感器非常敏感。當安裝本系統的車(chē)輛遇到碰撞、被撬門(mén)、被拖行或異常行駛時(shí)，傳感器就可以根據以上行為發(fā)出報警提示信號。本設計所采用的振動(dòng)傳感器包括電壓比較芯片LM393和振動(dòng)開(kāi)關(guān)SW-18015P，體積小，靈敏度高，且無(wú)方向性，任何角度均可觸發(fā)，適用性強。當震動(dòng)傳感器的振動(dòng)強度未達到設定閾值，此時(shí)電壓比較器同相輸入電壓大于基準電壓，比較器的輸出端輸出高電平;當震動(dòng)傳感器的震動(dòng)強度很大，超出了設定的閾值，震動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，此時(shí)電壓比較器同相輸入電壓小于基準電壓，比較器輸出端輸出低電平，觸發(fā)報警。
人體紅外傳感器模塊采用的HC-SR501,具有靈敏度高、可靠性、強超低電壓工作模式等優(yōu)點(diǎn)，當人進(jìn)入感應范圍時(shí)輸出高電平，當人不在感應范圍時(shí)，輸出低電平，從而觸發(fā)報警。
2.3 GSM模塊
GSM模塊[3]是用來(lái)向車(chē)主發(fā)送報警信息的，本設計采用的是SIM公司的SIM300。SIM300是小體積即插即用模組中完善的三頻/四頻*GSM/GPRS解決方案。使用工業(yè)標準界面，使得具備GSM/GPRS 900/1800/190。
0MHz 功能的SIM300C 以小尺寸和低功耗實(shí)現語(yǔ)音、SMS、數據和傳真信息的高速傳輸。SIM300不僅具有調試和數據輸出兩個(gè)串口，有利于在此開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，而且還包含兩個(gè)麥克風(fēng)輸入和兩個(gè)話(huà)筒輸出。
2.4 GPS模塊
GPS模塊作為全球定位系統用的用戶(hù)終端即GPS定位系統的接收機，是作為全球定位系統的一個(gè)必不可少的組成成分。本系統就是通過(guò)GPS定位系統對被盜汽車(chē)狀態(tài)進(jìn)行定位。而GPS接收機由接受天線(xiàn)以及接受單元組成。天線(xiàn)單元的主要作用是：當GPS衛星從地平線(xiàn)上升起時(shí)，能捕獲、跟蹤衛星，接收放大GPS信號，接收單元的主要作用是：記錄GPS信號并對信號進(jìn)行解調處理，還原出GPS衛星發(fā)送的導航電文，解出信號在星站間的傳播時(shí)間和載波相位差，實(shí)時(shí)地獲得導航定位數據或采用側后處理的方式，獲得定位、測速、定時(shí)等數據。
2.5 指紋鎖模塊
系統采用指紋鎖來(lái)開(kāi)車(chē)門(mén)和點(diǎn)火，指紋鎖模塊采用R308指紋模塊，當指紋對比不匹配時(shí)，觸發(fā)報警。
3 軟件設計
系統的軟件設計主體思路是現將系統使用相關(guān)的模塊進(jìn)行初始化操作，其后分別對霍爾傳感器、人體紅外傳感器、振動(dòng)傳感器以及指紋識別模塊進(jìn)行數據采集，根據最先進(jìn)的DS證據融合理論對數據進(jìn)行處理來(lái)判斷汽車(chē)當前是否處于被盜竊的狀態(tài)。如果檢測結果為汽車(chē)沒(méi)有被盜，系統將繼續監測，反之即為汽車(chē)被盜狀態(tài)，此時(shí)系統將調取地理位置檢測模塊即全球定位系統GPS模塊對汽車(chē)當前處于的位置進(jìn)行定位，然后將獲取的地理位置信息通過(guò)手機GSM模塊發(fā)送至指定的用戶(hù)手機上，直到車(chē)主主動(dòng)解除報警狀態(tài)，以此來(lái)實(shí)現汽車(chē)防盜的實(shí)時(shí)監控。這樣一來(lái)，車(chē)主就可以根據發(fā)來(lái)的信息配合人民警察同志對汽車(chē)進(jìn)行追蹤并抓捕犯罪嫌疑人，實(shí)現了汽車(chē)的防盜設計。
4 結束語(yǔ)
本文研究的是基于嵌入式的汽車(chē)防盜系統，具體就是要實(shí)現一個(gè)智能化高，可靠性強的汽車(chē)防盜系統。也就是通過(guò)多傳感器檢測汽車(chē)是否被盜，確認被盜后向車(chē)主發(fā)送短信，同時(shí)通過(guò)GPS獲取被盜車(chē)輛的位置信息，便于車(chē)主報警和查找，車(chē)主還可以通過(guò)手機短信方式強制停車(chē)，從而實(shí)現了對汽車(chē)的防盜功能。該系統還增加了指紋鎖以及指紋點(diǎn)火功能，從而增加了汽車(chē)的安全性。系統由于使用了傳輸速率高、通訊時(shí)延小的GSM通信網(wǎng)絡(luò )，大大提升了系統的響應效率以及系統精準度，繼而可以在任何時(shí)間與地點(diǎn)都可以實(shí)現實(shí)時(shí)的監控，設備制造成本低，可以被廣大群眾接受，同時(shí)設備具有可擴展性以及很高的兼容性，除了用于汽車(chē)防盜之外還可以應用于其他類(lèi)似平臺。
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