基于GPS_GSM 嵌入式車載防盜系統(tǒng)研究

陳系玉 張曉晰 哈曉聞

（北方民族大學，寧夏銀川750000）

0 引言

隨著我國經濟的快速的發(fā)展，汽車成為人們重要的交通工具也在不斷地增加。 但是，現(xiàn)代科技的快速發(fā)展促使世界上的一些犯罪分子的不斷地犯罪。汽車被盜事件非常之多。據統(tǒng)計，我們的深圳市每一年有一千輛高檔汽車被盜；英國汽車0.36 輛／s 被盜，等于每年至少200萬輛汽車遭竊；我國臺灣每年也有6000 輛汽車遭竊。我國的汽車的防盜保護措施己引起深度重視。 為汽車被盜，我國的科研工作者們不斷地發(fā)明了很多汽車被偷新技術。各種各樣的防盜裝置不斷的產生并被很多人運用。 目前為止，防盜技術已經非常的“安全、綠色、先進”一起被認為是汽車技術進程中的幾大課題。 截止20 世紀90 年代開始，我們的汽車防盜技術便有了快速的發(fā)展，然而汽車防盜能力的差，且研究工作開始較晚，所以呢，知道國內外汽車被盜技術的現(xiàn)狀和以后的動態(tài)， 對于研究和促進我國汽車防盜裝置的發(fā)展有著極其重要的作用。

1 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

GPS 衛(wèi)星精確定位汽車阻止被盜的系統(tǒng)程序（或其他網絡系統(tǒng)）會將我們的報警型號和報警汽車所在位置悄無聲息地傳送到我們的控制中心，具有車輛精確定位、遙控熄火、網絡使用和查詢及追尋、車內視聽、路況問詢、人工控制等等許多功能，是立體的防盜系統(tǒng)。 我們的GPS 衛(wèi)星精確定位阻止被盜系統(tǒng)屬電子式防盜器，它核心是靠鎖定打活塞或起動打活塞達到防盜的作用，可以在世界范圍內同步監(jiān)測車輛精確的位置，還可以使用車載移動電話監(jiān)聽車內聲音，必要時可以通過手機關閉車輛油路、電路并鎖死所有門窗。 如果GPS 防盜器被非法拆卸，它會自己發(fā)出報警信息，但缺點是價格較為昂貴，所以目前使用的車主數目尚不多。

2 研究的內容和意義

本課題研究的內容是手機遠程監(jiān)控汽車防盜及定位系統(tǒng)，具體是要實現(xiàn)一個電腦化、智能化、高依賴性的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)把我們的手機作為立體系統(tǒng)程序的監(jiān)控總程， 短消息是車載版塊與手機的傳輸樞紐。系統(tǒng)的最根本的工作原理是怎么的呢？當系統(tǒng)一般工作時候，如果受到非正常的操作（如玻璃被打破，車門被撬），就在這個時候通過安裝在小汽車上的感應裝置的檢測，第一時間發(fā)出聲光報告客戶，然后將消息提供給車載中心，車載中心再將信息處理分析后，以消息的形式最快的把情況給用戶發(fā)過去，用戶接受消息后，也用短消息的方式發(fā)送命令到車載中心，車載中心通過按照指令發(fā)出相應的控制。 例如通過遙感電磁閥或繼電器，還或者是切斷車子上油路等。 并且我們的GPS 全球精確定位編程可以給出汽車的非常詳細的位置，這是車主發(fā)出查詢等指令后，在通GPS 控制中心部分處理，把短消息傳給用戶。由于采用GSM 網絡視其為系統(tǒng)通信的樞紐，凡是GSM 網絡能夠采集到的地方就能保證控制系統(tǒng)的正常使用，所以系統(tǒng)似乎不受范圍的限制。 以上便是系統(tǒng)設計的主要目的，我們的目標還有一些汽車防盜的人工化，智能化的發(fā)展需求，在本課題中的內容如下所示：

（1）大力發(fā)展對DSP 的體系學習和研究和CCS 編程的改進；

（2）大力發(fā)展對GPS 系統(tǒng)格式和有線通信AT 的改進；

（3）建設以DSP 為核心的系統(tǒng)平臺，完成系統(tǒng)的精確定位；

（4）從系統(tǒng)的整體考慮引入立體式同步操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，還要把它用到DSP 系統(tǒng)中；

（5）車子的軟件設計，采用了系統(tǒng)的重要任務線性代數。

本課題研究的目的在于：

（1）對于傳統(tǒng)防盜技術不足，引入了有線通信控制系統(tǒng)，采用了汽車防盜一系列高新的智能的具有遠程遙感的功能的高級系統(tǒng)；

（2）GPS 定位的阻止被盜技術，不僅能有效阻止被盜，還可以在被盜后，能及時找到汽車的位置，方便我們及警察找到車輛；

（3）引入了立體式同步系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，快速的提高了系統(tǒng)的依賴性與同步性，為今后無線式防盜系統(tǒng)的研究與使用奠定了良好基礎。

3 系統(tǒng)整體結構模型和工作原理

系統(tǒng)的組成是兩倍部分包括手機和車載終端，我們的重點汽車終端，它也是有兩部分組成，包括硬件和軟件。硬件部分由核心的檢測控制板塊，DSP 核心控制板塊，GPS 板塊，有線通信模塊和液晶顯示板塊等構成。 系統(tǒng)具體功能由硬件完成。 系統(tǒng)工作是這樣的：

車輛狀態(tài)檢查和控制電路車子的電路鏈接，并靜態(tài)捕獲小汽車的實時狀態(tài)傳入最要的控制板塊（稱為控制核心），若我們處于正常運行，系統(tǒng)不作反饋，若車處于不正常時（如被非法侵犯），控制核心采取無線通信板塊向車主手機不斷的發(fā)出一些消息，并等待車主用手機獲取指令，若收到命令，控制核心通過汽車控制連接處對車進行一系列的控制（如熄火、聲光報警等）；若車主收到位置信息指令以后，核心控制板塊通過串口獲取GPS 板塊精確位置， 然后通過無線通信模塊將信息發(fā)到車主手機上系統(tǒng)軟件結構如圖1。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

3.1 DSP 核心板

DSP 核心板主要是由CPU SRAM，JSHA TMS320LF2407A，調試接口， 晶體振動、WEF 和RUN／HK 選擇跳線等組成。 JKS 公司的DTDFSFS320LF2407A 有很好地的內核功能，多樣的外部接口和綠色。采用高性能動態(tài)JCVHAU 技術，使得供電電壓降低3.3V，降低了控制器的消耗能量；40DJHSFUE 的執(zhí)行速度把指令周期縮短到20ns，從而加速了控制器的同步控制。 片內有高達45KBFSDDJA 程序存儲器、2.5M 的數據／程序DFW，773 雙存取FWEFFA 黜氣M） 和2M 的單存取RAM（FDAFWE。 可外擴的外部存儲器綜合起來有322M 的空間：64M 的程序存儲功能、38M 的I/O 尋址空間23M 的數據存儲器。有很多60 個可獨立的編程核心或復用的通用終端引腳（DFAD）。由于GE2407A 只有一個鏈接扣，為此系統(tǒng)用35321 擴展一個鏈接庫，分別用于與無線通訊板塊和FDF 模塊通訊板塊。 還有就是在系統(tǒng)中增加了液晶模塊，F(xiàn)AW 采用4341，可以顯示5 行字，每行456 個字，主要用來顯示經度和緯度，等一系列的信息和提示等信息。

3.2 GPS 無線模塊

在我們的核心系統(tǒng)中采取臺灣HJAHO GR 一33 GPS 板塊的負責接收精確的信息，消息經DSP 處理之后，便在在車載KDA 上顯示，同時根據車主控制命令通過通訊板塊將經度和緯度、 時間／日期等等一系列的信息發(fā)送給我們的手機。 JDF 模塊通過擴展的連接口與DSP通信。

3.3 無線通信GPS 模塊

汽車系統(tǒng)中使用DFAJWJA 的AJFE38i 模塊，JAHFE38i 是最先進的雙頻DAF／AWFE 有線模塊，是到現(xiàn)在為止使用廣泛的JDA66i GSM模塊的環(huán)保型升級更新?lián)Q代的產品。 它采用微小形設計，完全和上一代MDJ38i 產品更新，為車主有了一個簡單、無線鏈接口。 JDA33i 有多樣DA 命令，功非常強大，操作靈活還很便利，是FDA 手機外的新的非常重要的DFA 移動通信控制系統(tǒng)的高檔設備。 DSF23i 通過串口與DSP 之間的無線通信。

控制中心通過該板塊與汽車主手機完成遠程無線數據轉換。車主的手機主能夠獲取車輛的運行信息，他還可完成車輛的遠程控制等一系列工作，如車輛開關等。 在程序中主要是采用電話的方式實現(xiàn)對小轎車的遠程有線防盜。 但在較大的規(guī)模的車輛控制程序中，為了加大系統(tǒng)的同步性，則可使用了一些該模塊的FSWA 功能，但是，這個方法在一定程度上會加大我們的系統(tǒng)成本。

3.4 汽車運行控制系統(tǒng)

主控板我們也加強了與汽車檢測的終端鏈接口。 通過檢測連接口，核心板能得到汽車的當前運行狀態(tài)，如玻璃窗的狀態(tài)，汽車是否已經處于點火狀態(tài)等。 根據這些狀態(tài)，核心控制板塊能對車輛有一個相應的控制措施，主要是汽車的燈的功能、報警喇叭和開關火的控制。車輛的運行信息可直接與主控板DFW 的A／R 口鏈接， 通過讀AFE 對應的A／R 口鏈接，獲取車輛的運行狀態(tài)。 對車輛的運行控制則不能是鏈接核心DFW 的A／R 鏈接，必須在鏈接口上連接采取措施，通過這項措施實現(xiàn)對車輛的遠程之間的控制。

3.5 汽車軟件設計系統(tǒng)

我們的GPS 系統(tǒng)要求通過車主實現(xiàn)車輛的遠程防盜遙感， 基于精確的硬件措施，軟件應完成如下幾部分步奏：（1）車輛狀態(tài)的運行；（2）車輛的遠程控制；（3）短信的處理；（4）FQE 數據的獲得。 因為系統(tǒng)控制是非常非常的復雜，但是要增強系統(tǒng)性能和軟件變更簡便，軟件移植同步操作系統(tǒng)WE/F32，在這個運行之下，設計了系統(tǒng)的主要任務數學方程，包括GPS 定位的各種采集，車輛狀態(tài)的遠程遙感，短消息等一系列數據收發(fā)，以及我們的液晶顯示等。

4 結論

本文在充分分析系統(tǒng)功能要求的基礎上，我們參考了許多國家的大量相關信息，在理論上完成了對系統(tǒng)的組件，并且實現(xiàn)了核心模塊軟件電路的開發(fā)和說明，程序的編寫，到目前為止正在進行試用。本文的主要開發(fā)工作如下所示：

（1）對基于FAW 信息的汽車精確定位防盜功能的目的、開發(fā)和關鍵技術如FWA，QEF，VAQ 短消息等做了充分的研究， 并且不斷的完成了整個系統(tǒng)的有關資料的收集和采納。

（2）通過對系統(tǒng)功能的不斷分析，設計了GPS 系統(tǒng)的立體組成結構，講述了工作原理，完成了了以FWA 為中央核心單元，結合AWF 定位功能，F(xiàn)WA 模塊功能、運行控制、電源控制及液晶運行控制等板塊的硬件電路組件設計。

（3）在研究FDA 模塊和AWEF0183 通信協(xié)議的理論，給出了接收FWQ 數據試用的方法。在研究WJ45i 有線通信控制模塊，WEF 指令及一些信息的收發(fā)格式的功能上，設計了JFW89i 收發(fā)短消息的技巧。從系統(tǒng)的可準確性出發(fā)，引入了立體式同步操作系統(tǒng)FWJAF-Ⅱ，并將它更改到JWIA320u13452A，且設計了主要功能程序。

本文提出的整體工程采用了FWFA／QEA 新技術， 通過這項設計具有近程監(jiān)控功能的通訊交流，這也就為汽車防盜的有線智能化發(fā)展提供了良好的基礎。 由于筆者的時間是有限的，對本系統(tǒng)的開發(fā)還存在許多不足之處要不斷地改進和完善，包括：

（1）在采用SDQ 接收衛(wèi)星消息時，由于汽車的運行會受到高山、高樓等之類高層建筑物的影響而出現(xiàn)誤導區(qū)；這個問題就非常需要接收機性能的不斷完善或添加其他輔助定位組件，這樣會更完善這套系統(tǒng)的功能。

（2）在使用GPS 傳輸數據時，當我們的信道被中斷時，將無法同步傳送消息，這個時候我們可以選擇GSM 業(yè)務的話音業(yè)務，取得更好的實時效果。

（3）為了系統(tǒng)得到更廣泛的應用，可以將系統(tǒng)進一步擴展，配上電子地圖系統(tǒng)GIS，配合一定的算法，實現(xiàn)導航功能，使車主在行進過程中選擇最優(yōu)路線。

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