智能防丟車和車輛定位系統(tǒng)

王思敏 邢洋洋 周玲 盧亞玲

【摘要】基于高級RSIC微處理器[1]（Advanced RSIC Machine，簡稱ARM）技術，采用無線通訊網(wǎng)絡及GPS（Global Positioning System）全球定位系統(tǒng)提出了一種網(wǎng)絡型汽車監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由Atmel的AT91RM9200微處理器、SIM300無線模塊[2]、GPS接收機及防盜傳感器[3]等組成。微處理器對收集到的信息進行處理，確認后可鎖定汽車油箱閥門禁止漏油以迫使汽車安全停止，并同時向車主手機和網(wǎng)絡服務器發(fā)送信息，以實現(xiàn)汽車監(jiān)控，防止被盜。

【關鍵詞】高級微處理器;SIM300;全球定位系統(tǒng);傳感器;汽車監(jiān)控

Abstract：Based on ARM，the paper introduces a net intelligent Auto Control System which adopt the Wireless Communication Network and Global Positioning System.The whole system is made up of AT91RM-9200，SIM300，GPS and transducers.The signals，collected by the transducers，are processed and judged by the microprocessor，if a car is stolen，the system will lock the tank of the car so that che automobile stop safety，through MCU after confirm and send the message to the car owners mobile phone and the network server，which makes auto control.

Key Words：ARM;Auto Control System;GPS;transducers

引言

當前國內(nèi)經(jīng)濟迅猛發(fā)展，人民生活水平提高，購車已成為普遍消費，私人汽車日益增多，但車輛治安狀況惡化，汽車被盜時有發(fā)生，汽車的防盜與定位也成為市場的一大需求。目前汽車防盜系統(tǒng)存在功能簡單、可靠性低、誤報警、報警距離短等缺點。而本系統(tǒng)利用GPS（Global Positioning System——全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）提供了一種可靠有效的車輛定位方法，和GSM（global system for mobile communications）全球移動通信系統(tǒng)無線通信技術可將定位數(shù)據(jù)信息迅速傳遞到接收端，兩者結(jié)合形成GPS/GSM車輛監(jiān)控系統(tǒng)為解決以上問題找到了一個很好的解決辦法。如果車主有一部收發(fā)短信消息的GSM手機防盜系統(tǒng)就可以實現(xiàn)實時報警并且GPS可確定具體車輛的方位信息，便于查找丟失的汽車。本文在對目前各種常規(guī)汽車防盜裝置的不足進行分析的基礎上研究一種基于GPS/GSM的智能車輛防盜系統(tǒng)的軟硬件設計方案及其實現(xiàn)。系統(tǒng)的微處理器對傳感器采集到的信息進行處理，向車主手機發(fā)送警報短信和網(wǎng)絡服務器發(fā)出GPS定位的經(jīng)緯度信息，車主收到短信后發(fā)送反饋信息[4]，鎖死汽車油箱使汽車被迫安全停車，并拉響汽車警報，以實現(xiàn)汽車監(jiān)控和防止被盜。

一、系統(tǒng)硬件原理圖構造

在傳統(tǒng)防丟車系統(tǒng)的系統(tǒng)中，車輛被丟后的反饋信息大多都是通過控制車輛的電路及驅(qū)輪的傳動裝置，這樣以迫使車輛停車，而當車輛急速行駛在擁擠的道路上時，急速停車容易造成交通事故，不僅造成財產(chǎn)損失，嚴重的還會造成生命危害;而本系統(tǒng)經(jīng)過討論及實驗驗證，在車輛的反饋信息部分進行改進，在車輛接收到反饋信息后，MCU[5]向油箱發(fā)出控制信息，斷掉郵箱閥門，使車輛能在一定安全距離范圍內(nèi)停車，從而避免交通事故。

圖一 系統(tǒng)硬件原理圖構造

Fig.1 The principle diagram of the system hardware structure

二、系統(tǒng)程序流程

據(jù)現(xiàn)有的汽車防盜模型，本實驗研究系統(tǒng)不僅在反饋部分做了優(yōu)化，本實驗項目根據(jù)實際情況為方便汽車的追蹤及在警務和商務中的應用，在項目中使用了GPS定位技術，在車輛被偷后，MCU向SIM300發(fā)出AT控制指令信息，使其使用SIM300的PDU短信模塊信息向車主及網(wǎng)絡服務器[6]發(fā)送汽車當前的經(jīng)緯度信息，服務器接收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過解析和處理將數(shù)據(jù)應用于開源的GOOGLE MAP，從而使用戶及警方能在網(wǎng)絡環(huán)境下查看汽車的具體位置。

圖二 系統(tǒng)程序流程圖

Fig.2 System program flow chart

三、智能防丟車技術人性化設計

當前汽車防盜器是集GSM網(wǎng)絡應用技術和GPS衛(wèi)星定位技術的防盜產(chǎn)品，是新一代的汽車防盜產(chǎn)品。其使用移動通信網(wǎng)絡，突破了普通防盜距離限制和易于破解的障礙。楚擁有普通防盜器具有的基本功能外，還具有手機控制、短信定位、網(wǎng)絡地圖服務器定位、遠程短信報警等多功能。無論何時何地，您只需要通過開啟汽車的電話監(jiān)控功能，就能讓汽車得到最佳的保護。

本實驗項目依據(jù)社會主流汽車防盜技術，在此基礎上做出創(chuàng)新，使其在某些方面更具實用性，以滿足車主的需要，和給車主全新的、人性化的設計需求。尤其是在汽車反饋部分以及車輛追回部分做出了改進，使其更具實用價值。

反饋部份：

汽車在防盜反饋部份一般采取切斷電路控制、鎖定方向盤、鎖定輪胎等，但是如果汽車行駛在高速的、流量多的道路上時，汽車的急速停車則容易造成交通事故，不僅造成財產(chǎn)損失，還危害到人的生命安全，為此本實驗系統(tǒng)則在反饋部分則做出改進，系統(tǒng)的MCU在接收到中斷[7]的反饋信息后，立即采取中斷響應—關斷郵箱閥門，此時小偷會收到郵箱油量有限的警示信息，從而迫使小偷安全停車，從而避免交通事故。

汽車定位部份：

在汽車被丟后，MCU接收到來自傳感器的汽車異常啟動中斷信息后，立即進行中斷響應，向SIM300模塊發(fā)出AT指令，使其向車主及網(wǎng)絡服務器發(fā)送汽車被盜及車輛當前經(jīng)緯度信息，網(wǎng)絡服務器接收到車體發(fā)送過來的信息后，對數(shù)據(jù)進行解析，并存放在MySQL[8]（是一個關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）中，由服務器對MySQL中的數(shù)據(jù)進行調(diào)用，并將數(shù)據(jù)應用于GOOGLE MAP的開源程序代碼中，使車主及警方能在網(wǎng)絡環(huán)境中根據(jù)地圖上表示的信息查看汽車當前的位置信息，從而方便車輛的追回，除此之外，本實驗系統(tǒng)還可將車輛的定位系統(tǒng)應用與警務及商業(yè)中，在一些大型活動中，分居實際需要，方便管理者對車隊進行合理的調(diào)動，以最大限度、最經(jīng)濟的方式利用有限的物資。

四、實驗系統(tǒng)方案論證

本實驗系統(tǒng)方案的實驗結(jié)果檢測及論證分為以下部分。

車輛異常啟動檢測：

車輛的后輪安放霍爾元器件，在車輛處于防盜模式時，車輛的異常啟動會使霍爾元器件產(chǎn)生高電平脈沖信號，從而觸發(fā)外部中斷，使車輛的防盜系統(tǒng)的MCU響應外部中斷，向SIM300模塊發(fā)送AT指令。

SIM300模塊信息的發(fā)送和接受：

在MCU的中斷響應的AT指令控制下，SIM300向車主發(fā)送警告信息及車輛當前的經(jīng)緯度信息，同時向網(wǎng)絡服務器發(fā)送車輛的速度信息及車輛當前位置的經(jīng)緯度信息。與此同時SIM300模塊也能接受來自車主的短信反饋信息，例如：“LOCK THE CAR！”，接收到來自車主的反饋信息后，SIM300模塊通過串口的TXD引腳發(fā)送串口中斷信息，此后MCU發(fā)生中斷響應：通過產(chǎn)生高低電平控制油箱的繼電器模塊，使油箱斷油，從而迫車停駛。

服務器的數(shù)據(jù)調(diào)用及處理：

在服務器接收到來自SIM300發(fā)送的經(jīng)緯度及速度信息后，服務器首先將數(shù)據(jù)進行解析，并將解析后的數(shù)據(jù)存放在MySQL中，同時將數(shù)據(jù)調(diào)用到GOOGLE MAP的開源程序中，通過一個應用程序客戶端在地圖上顯示汽車當前的位置。

在實驗室中依據(jù)所設計的電路，并進行相應的程序調(diào)試，能正常觀察到手機短信的接受和發(fā)送部分，并能正常響應中斷信息，關掉油箱閥門等現(xiàn)象。

五、結(jié)論

本實驗項目依據(jù)當前最新汽車防盜技術進行實驗模擬，并在硬件電路和程序算法上進行實驗論證;此實驗項目可行，并在現(xiàn)有的技術下對汽車防盜模型的改進和優(yōu)化，該項技術應用成熟后，不僅可為廣大車主提供安全智能的防盜車系統(tǒng)，還可在車輛的追回過程中給警方提供便利，并避免交通事故，尤其是該實驗系統(tǒng)模型的車輛定位信息更可用于商務及警務中，為人員物資的調(diào)動等提供便利。

參考文獻

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作者簡介：王思敏（1992—），男，現(xiàn)就讀于武漢輕工大學，研究方向：電子電控，自動控制，弱電。