【汽车车友】汽车防盗报警器

汽车防盗报警器编号：1000298日期：2007-11-26姓名：李蒙（中文）limeng（英文）职业：硕士研究生通讯地址：天津大学精仪学院17楼404室邮编：300072电话：[phone]传真：[phone]Email：[e-mail]单位名称：天津大学精密仪器与光电子工程学院单位地址：天津市天津大学精仪学院17教学楼单位电话：[phone]单位传真：022－2740237422233444677791114目录1引言.........................................................................................................................11.1振动信息检测.................................................................................................11.2车辆信息的传输与控制.................................................................................2系统概述.................................................................................................................2.1系统设计目标.................................................................................................2.2系统结构框图.................................................................................................2.3系统的改进与展望.........................................................................................3系统硬件.................................................................................................................3.1MC9S08QG8单片机及其外围电路..............................................................3.2MMA7260QT加速度模块及其外围电路......................................................3.3TC35iGSMModem模块................................................................................3.4其它辅助电路.................................................................................................4系统软件.................................................................................................................4.1系统软件的整体设计思路.............................................................................4.2振动、倾角信息的提取和判别.....................................................................4.3车辆信息的传输与控制...............................................................................4.4MC9S08QG8单片机编程注意事项............................................................飞思卡尔杯第六届设计应用大奖赛汽车防盗报警器李蒙天津大学精密仪器与光电子工程学院摘要：本文介绍了一种结合了GSM通信技术的汽车防盗报警系统。系统以飞思卡尔MC9S08QG8单片机和MMA7260QT加速度计为核心，同时结合GSMModem模块、GPS模块和红外探头实现对汽车是实时监控。重点针对振动信息的检测、车辆信息的传输与控制进行了研究，实验表明：该系统能够准确的检测车辆的振动，并将信息发送至指定的手机，同时接收指令实施控制。关键词：防盗报警，振动检测，GSM通信1引言随着我国改革开放，人们生活水平的不断提高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。汽车数量增多，车辆被盗的数量也逐年上升，这给社会带来极大的不安定因素，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题。本项目在于实现一个可靠方便，功能强大的汽车报警器。当汽车遭遇到打开等危险情况时，立即启动警报，同时发送相应信息到指定的手机上，通知车主有异常情况。车主可以通过手机监听车内情况并控制汽车，使盗车贼即便能顺利进入车内，也无法将其开走。在此基础上只要在车内加一个紧急按钮，就可以在车主遇到抢劫或其他危险情况时，通过紧急按钮向外界求助，并帮助警方对车子目前所在的位置定位。限于时间和成本，本文重点针对振动信息的检测、车辆信息的传输与控制进行了研究。下面分别加以详述。1.1振动信息检测能够检测振动信息的传感器有很多种，它们有基于霍尔效应的、压电效应的，还有基于电容检测技术的。图1所示为电容检测技术的基本原理。图中，当物体有向右的加速度时，由于惯性中间挡板与电容板间距随之变化，从而造成电容值的变化（也有通过改变电容板的面积实现电容变化的）。经过后续开关电容、单位增益放大、电荷放大电路等一系列处理就可以得到与加速度信息成正比关系的电压信号。系统采用的MMA7260QT加速度传感器就是基于上述原理。1飞思卡尔杯第六届设计应用大奖赛图1微电容检测技术的基本原理传统的防盗报警器侧重于瞬时振动、冲击的检测，虽然可以识别出车门遭遇暴力打开的情况，但也容易造成误判报警（比如附近的异响导致报警），结果高分贝的误报往往导致周围居民的烦恼，成为危害社会和谐的因素。针对以上问题，本文采取了以下三点改进措施：（1）增加了车门打开动作的检测，提取车门打开时的加速度信息作为车辆被盗的依据之一。（2）适当选取车门暴力打开的特征时间，而不是单纯依靠加速度峰值越界作为车辆被盗的依据。（3）增加了对车体的倾斜角度进行测量，防范拖车和整车搬运等盗窃手段。1.2车辆信息的传输与控制将传统防盗报警技术与现代GSM数字移动通信技术相结合，就可以实现车辆状态监控、调度、防盗报警、防劫报警、远程控制、跟踪定位、车载电话等功能。系统采用SIEMENS公司的TC35iGSMModem模块，这样就可以突破空间限制，将车辆信息通过GSM网络传送至全球各地。由于系统需要众多功能模块的支持，限于时间和成本，本文通过以下两点验证了系统的可行性和实用性：（1）将车辆的当前状态发送到指定的手机上，要求能够分辨出车辆被窃的信息来源：车门振动、车辆倾角异常、非法人员进入等。（2）手机发送指令到GSMModem模块上，要求只有设定的手机号码才能得到系统的控制权，能够区分不同的控制指令并执行。2系统概述2.1系统设计目标完成一个汽车防盗报警器。当汽车遭到严重震动、车门被非法打开时或者汽车非法点火等危险情况时，报警器检测到震动异常、非法人员进入等信息，系统会启动警报，同时发送相应信息到指定的手机上。2飞思卡尔杯第六届设计应用大奖赛当车主收到报警信息时，可根据不同情况，选择一种方式制止盗车贼。包括打开车内的监听设备（声音和红外信息，判辩是否有人进入车内）、读取车辆的位置信息、启动高倍声光报警、通过手机启动断油断电功能，让盗贼无法启动车子，或者启动后自动熄火。GSMModem模块的应用大大提高了车主对意外情况的主动性。在此基础上，增加一个紧急求救按钮，当车主在车内遇到抢劫或其他危险情况时，就可以发送短信到指定的亲友的电话。可以尽快向警方求助，同时外界也可以通过手机对车子进行监听、断油断电等操作，对匪徒进行干扰。此外，当车子被盗或车主遇到危险状况时，报警器还可以定时发送车辆位置信息到指定手机上，以方便警方采取正确行动，尽早破案。2.2系统结构框图如图2所示：硬件上以MC9S08QG8单片机为核心，辅以MMA7260QT加速度模块、HOLUXGM－82GPS模块、TC35iGSMModem模块等功能模块实现对汽车的实时监控。电源部分平时拟采用车载蓄电池做主电源；一旦主电源被切断，即切换到内置电池供电，进入节能模式，有效工作达数月以上。图2汽车防盗报警器系统结构框图2.3系统的改进与展望现代汽车中所使用的电子控制系统和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统（ABS）、自动巡航系统（ACC）和车载多媒体系统等，这些系统之间的数据通信和控制一般是通过CAN总线实现的。所以，防盗报警系统的改进方向是通过CAN总线接入整车电子系统，使之成为现代汽车电子系统不可或缺的一部分。MC9S08QG8单片机MMA7260QT加速度计HOLUXGM-82GPS模块汽车控制信号（警报、监听、断油断电）TC35i短信收发模块Li可充电式备用电源车载蓄电池主电源短信收发振动信息位置信息声音信息人员信息控制信号TXX12吸顶型红外探头声音录制模块3飞思卡尔杯第六届设计应用大奖赛3系统硬件3.1MC9S08QG8单片机及其外围电路该型号单片机是Freescale公司主推的8位单片机，它的几项内置功能与汽车防盗报警系统的要求正好吻合，所以用它作系统核心。1内置10位ADC，昀多能支持8通道。使用了其中3通道采样加速度模块X、Y、Z三维电压信号输入。2SCI串口通信功能。简单的设置即可实现与GSMModem模块的通信。38路KBI（键盘中断）功能。使用了其中两路作为遇抢求救和非法人员进入信号输入端。4内置512BRAM、8KBFlashMemory，可方便进行较大规模计算，存储大量的程序和数据。5内置ICS（内部时钟系统）和省电模式，方便实现系统低功耗、小型化。6内置COP模块，非常方便地完成watchdog功能，防止软件死锁。单片机的昀小系统使用Synhayato公司的CT298开发板。基板的系统框图如图3所示，主要有一下几部分组成：单片机（MC9S08QG8）、USB-miniB型连接器、电源和复位开关、USB-COM转换器（FT232R）、BDM工具连接头、输入输出器件（按钮键，LED灯，蜂鸣器）、MM-2860用插座、外部扩展连接槽（栅距为1mm、16引脚扁电缆连接槽）和测试端口。图3CT298基板的系统框图3.2MMA7260QT加速度模块及其外围电路现代汽车的防盗系统通常采用对车体的冲击、振动监测的方式防盗预警，常4飞思卡尔杯第六届设计应用大奖赛用的器件多为磁效应传感器。虽然磁效应加速度传感器的敏感性能很好，但由于磁传感器存在装配、安装误差，其频率响应不稳定，会造成后续信号处理电路和微控制器接口电路比较复杂，致使系统报警的可靠性降低，误报率较高。另外，拖车或整车搬运的方法也是目前窃赋盗窃汽车常用的手段，对付这种盗窃方式昀有效的方法是对车体的倾斜角度进行监测，而磁效应传感器无法测量静态加速度，不能对车体的倾斜角度进行测量，也就无法对这种盗窃