基于嵌入式的車載視頻監(jiān)控防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

袁姜紅，陳二陽(yáng)，蔣 毅

(1.四川長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院 信息工程與數(shù)字創(chuàng)意系，四川 成都 610106；2.成都大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610106)

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展，汽車逐漸在我國(guó)普通家庭普及開(kāi)來(lái)，汽車保有量也在逐年增加，而且高端豪華車被盜呈遞增趨勢(shì)[1]。據(jù)德國(guó)聯(lián)邦刑事警察局2018年6月的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年德國(guó)共有19026輛汽車被盜，其中VW、Audi、BMW以及Mercedes占登記被盜車輛的62%[2]；據(jù)國(guó)內(nèi)某第三方機(jī)構(gòu)樣本數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，國(guó)內(nèi)29個(gè)主要省市，車輛被盜搶的平均比率為0.067%，如果按汽車總保有量2.79億計(jì)算，那么2018年國(guó)內(nèi)將有近1870萬(wàn)車輛被盜[3]。耐人尋味的是，盜搶率發(fā)生的高低與所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況無(wú)直接關(guān)系[4]。然而，目前市場(chǎng)上的汽車監(jiān)控防盜報(bào)警系統(tǒng)具有聲光污染等許多缺陷，而且大多數(shù)產(chǎn)品依賴于車輛識(shí)別碼(VIN)及法律政策的配套服務(wù)實(shí)現(xiàn)汽車追回，無(wú)法為破案提供主動(dòng)支持[5]，不能滿足用戶的真實(shí)需求。設(shè)計(jì)出一種基于圖像采集模塊OV7725的汽車車載視頻監(jiān)控防盜裝置，在汽車被非法啟動(dòng)時(shí)能夠及時(shí)通知汽車所有權(quán)人[6]，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的監(jiān)控防盜功能。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體包含6個(gè)模塊：攝像模塊、GSM模塊、振動(dòng)傳感器模塊、儲(chǔ)存模塊、系統(tǒng)控制模塊、電源模塊，總體設(shè)計(jì)框圖如下圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖

系統(tǒng)采用STM32F103ZET6控制中心，振動(dòng)傳感器模塊采用SW-1801P振動(dòng)傳感器模塊檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)；攝像模塊采用OV7725攝像頭模塊實(shí)現(xiàn)拍照功能；GSM模塊采用SIM800A模塊發(fā)送報(bào)警短信；設(shè)計(jì)SD卡存儲(chǔ)電路和按鍵電路實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存功能，系統(tǒng)采用鋰電池供電，并預(yù)留USB接口提供電源。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件方案主要包括STM32F103開(kāi)發(fā)板、攝像頭模塊OV7725、通信模塊SIM800A、振動(dòng)傳感器模塊SW-1801P。

1．主控制器經(jīng)過(guò)初始化操作過(guò)后，通過(guò)按鍵控制模塊工作狀態(tài)，按下按鍵，振動(dòng)傳感器檢測(cè)信號(hào)，攝像頭模塊開(kāi)始拍照并儲(chǔ)存，SIM800A模塊發(fā)送報(bào)警短信至車主手機(jī)，實(shí)現(xiàn)防盜功能。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖

2．?dāng)z像頭模塊采用ATK-OV7725模塊，OV7725圖像傳感器是一顆1/4英寸CMOS VG(640*480)圖像傳感器，可以高效的采集圖像，達(dá)30W像素。其電路原理圖如圖3所示。

圖3 OV7725攝像頭模塊電路原理圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 振動(dòng)傳感器模塊控制

當(dāng)按鍵按下時(shí)，振動(dòng)傳感器模塊開(kāi)始工作，檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，若檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)，輸出一個(gè)數(shù)字量給主控制器，系統(tǒng)進(jìn)行下一步工作，若沒(méi)有檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)，則重復(fù)檢測(cè)指令，繼續(xù)檢測(cè)有無(wú)振動(dòng)信號(hào)?？刂屏鞒虉D如下圖4所示。

圖4 振動(dòng)傳感器模塊控制流程

3.2 攝像頭模塊控制

攝像頭在接收到主控制器指令后，開(kāi)始拍照，并將拍得的照片儲(chǔ)存下來(lái)。模塊工作流程圖如圖5所示。

圖5 攝像頭模塊工作流程圖

3.3 SIM800A模塊控制

SIM800A模塊主要實(shí)現(xiàn)向車主發(fā)送報(bào)警短信的功能，在程序設(shè)計(jì)上，當(dāng)攝像頭拍攝2張照片之后，SIM800A模塊發(fā)送GSM短信至車主手機(jī)?？刂屏鞒虉D如圖6所示。

圖6 SIM800A模塊控制流程

4 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)通電后，按下開(kāi)發(fā)板普通按鍵，系統(tǒng)處于等待休眠狀態(tài)，震動(dòng)傳感器模塊開(kāi)始檢測(cè)震動(dòng)信號(hào),一旦檢測(cè)到震動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)開(kāi)始工作，攝像頭模塊喚醒并開(kāi)始拍照，同時(shí)通過(guò)SIM800A模塊將拍到的照片向車主發(fā)送彩信。短信模塊效果圖如圖7所示。

圖7 短信模塊運(yùn)行效果圖

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)采用STM32F103芯片作為核心控制器，OV7725攝像模塊實(shí)現(xiàn)攝像拍照功能，SIM800A模塊實(shí)現(xiàn)GSM通信，SW-1801P振動(dòng)傳感器模塊檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)；通過(guò)杜邦線根據(jù)電路連接圖將開(kāi)發(fā)板與各個(gè)模塊連接起來(lái)。系統(tǒng)具有高速度，高精度，高可靠性等優(yōu)勢(shì)，是汽車視頻監(jiān)控防盜的一種良好的解決方案，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。