程玲 張江山

(江西警察學(xué)院，江西 南昌 330100)

常規(guī)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，在報(bào)警實(shí)時(shí)性、可靠性、以及系統(tǒng)自身運(yùn)行安全穩(wěn)定性等方面，均很難滿足現(xiàn)代汽車功能和技術(shù)日新月異變化的人性化、智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等特性需求，防盜功能存在較多缺陷。

近幾年，GPS技術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)一步成熟完善，GPS技術(shù)已在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中發(fā)揮非常良好的性能。同時(shí)，加上移動(dòng)通信技術(shù)服務(wù)覆蓋范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，基于GPS無線移動(dòng)通信技術(shù)的汽車動(dòng)態(tài)防盜報(bào)警集成系統(tǒng)的研究，就顯得非常有理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 汽車報(bào)警系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

GSM(全球移動(dòng)通信)是我國無線通信覆蓋面較廣、傳輸可靠性較高、數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)的數(shù)字移動(dòng)通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，而短消息服務(wù)(SMS)則是GSM數(shù)字通信服務(wù)中的一項(xiàng)非常重要且成熟的業(yè)務(wù)，其實(shí)質(zhì)是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上在不需要建立撥號(hào)連接的前提下，實(shí)現(xiàn)間斷信息的實(shí)時(shí)傳輸通信。基于GSM網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)控制的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示：

從圖1可知，基于GSM網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)控制系統(tǒng)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，其核心在于以SMS短消息為傳輸媒介，用戶的手機(jī)可以發(fā)送短消息到支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊--TC35I手機(jī)通信模塊，實(shí)現(xiàn)使用手機(jī)遠(yuǎn)程開關(guān)車門、鎖定打開油路、實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車運(yùn)行安全狀態(tài)、以及防盜報(bào)警燈功能。例當(dāng)車主發(fā)送"oil"到 TC35I手機(jī)通信模塊，則可以智能檢測(cè)汽車油路是否鎖定，如果處于鎖定狀態(tài)，則TC35I手機(jī)模塊就會(huì)返回短信"oil is lock"的短消息，反之則會(huì)返回"oil is open"的短消息。基于GSM網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，會(huì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)汽車的安全狀態(tài)，一旦監(jiān)測(cè)到車門被非法打開、汽車點(diǎn)火系統(tǒng)被非法開啟等危險(xiǎn)時(shí)，防盜系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)通過TC35I手機(jī)通信模塊，向車主手機(jī)發(fā)送防盜報(bào)警短信。在進(jìn)行遠(yuǎn)程操作時(shí)，TC35I手機(jī)通信模塊會(huì)將接收到車主手機(jī)返回的短消息內(nèi)容，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)信息，通過相應(yīng)串口將數(shù)據(jù)傳回單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)內(nèi)部程序自動(dòng)化判斷短消息內(nèi)容是否為合法遠(yuǎn)程操作指令，如果為合法則執(zhí)行相應(yīng)的操作，提供對(duì)應(yīng)的智能化、人性化服務(wù)；如果指令不合法，則會(huì)自動(dòng)清空數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)為下一次接收車主短消息指令做好準(zhǔn)備。當(dāng)防盜報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)到車門被非法打開、點(diǎn)火系統(tǒng)被非常開啟時(shí)，就會(huì)通過單片機(jī)將汽車安全數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式的短消息，通過TC35I手機(jī)模塊向車主手機(jī)發(fā)送短消息，同時(shí)用戶可以根據(jù)需要回復(fù)短消息到防盜報(bào)警系統(tǒng)中，通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成相應(yīng)遠(yuǎn)程操控，如點(diǎn)火系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖、停止油路供給等防盜遠(yuǎn)程操作，從而大大提高汽車防盜報(bào)警性能。

2 主要功能模塊工作原理

2.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)

基于GSM網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件平臺(tái)主要選用PIC18F458型單片機(jī)，作為整個(gè)系統(tǒng)的邏輯判斷控制中心，其外圍核心電路主要包括報(bào)警信號(hào)采集系統(tǒng)（包括傳感器等功能模塊）、GSM通信控制子系統(tǒng)（包括定位、短信等功能模塊）、以及汽車遠(yuǎn)程控制執(zhí)行系統(tǒng)（包括汽車點(diǎn)火閉鎖系統(tǒng)、油路供應(yīng)系統(tǒng)等）。單片機(jī)控制系統(tǒng)是汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的中心處理中樞也是遠(yuǎn)程操控執(zhí)行命令發(fā)出單元，負(fù)責(zé)短消息信號(hào)處理、外設(shè)功能模塊接入與控制、以及所有功能模塊軟件程序運(yùn)轉(zhuǎn)載體。

圖1 汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

2.2 GPS定位功能模塊

定位模塊主要由GPS數(shù)據(jù)通信功能模塊完成，但當(dāng)GPS定位模塊在高大建筑物下，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)減弱甚至沒有信號(hào)等問題，因此，在汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用輔助GSM的蜂窩基站定位可以彌補(bǔ)GPS存在障礙物阻擋環(huán)境中信號(hào)不足問題，從而有效提高GPS定位的可靠性和準(zhǔn)確度。車載GPS接收機(jī)，可以通過接收觀測(cè)范圍內(nèi)的幾個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，結(jié)合內(nèi)部相關(guān)運(yùn)算邏輯將所接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，進(jìn)而可以得到車載GPS接收機(jī)的三維位置、三維方向、以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間等信息，便于車主對(duì)汽車進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位監(jiān)控。

2.3 傳感器系統(tǒng)

在汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到更好的防盜安防效果，傳感器的布設(shè)位置必須要能夠動(dòng)態(tài)檢測(cè)到可能威脅到汽車安全，以及阻礙盜車行為發(fā)生或擴(kuò)大等功能。針對(duì)砸車門、車窗等盜竊行為，可以在車窗部位處設(shè)置瞬時(shí)大震動(dòng)傳感器，也就是當(dāng)汽車在正常行駛過程中可能出現(xiàn)的顛簸震動(dòng)不能觸發(fā)傳感器，從而提高防盜系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；如果盜車賊僥幸破壞車窗震動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)入車內(nèi)后，會(huì)通過車內(nèi)設(shè)置的熱釋電傳感器，以檢測(cè)車處于停車狀態(tài)車內(nèi)是否有非常人員進(jìn)入；同時(shí)，盜車賊如果想開動(dòng)汽車，則必須啟動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)，并踩踏油門踏板方能開動(dòng)車輛，在油門踏板下設(shè)置傳感器，并將點(diǎn)火系統(tǒng)閉鎖信號(hào)引入到單片機(jī)控制回路中，進(jìn)而確保汽車在被盜竊過程中自動(dòng)閉鎖保護(hù)，提高汽車防盜水平。通過層層傳感器系統(tǒng)的設(shè)置，可以達(dá)到對(duì)盜竊保護(hù)信號(hào)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)效果。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到盜竊信號(hào)或用戶通過短信息返回啟動(dòng)防盜系統(tǒng)時(shí)，控制器就會(huì)通過相應(yīng)繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)閉鎖點(diǎn)火系統(tǒng)、油路供應(yīng)系統(tǒng)、車門車窗閉鎖系統(tǒng)等，從而在防止盜竊行為得逞和進(jìn)一步擴(kuò)大前提下，協(xié)助警察抓捕非常盜車人員。

3 系統(tǒng)軟件工作流程

為了區(qū)分汽車報(bào)警信號(hào)的緊急程度，在系統(tǒng)軟件程序中設(shè)置兩類短信工作模式，即：當(dāng)防盜報(bào)警系統(tǒng)單一檢測(cè)器檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)后，則會(huì)向車主手機(jī)發(fā)送以危險(xiǎn)模式發(fā)生短信；若兩個(gè)或兩個(gè)以上檢測(cè)器檢測(cè)到危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，則會(huì)以緊急嚴(yán)重模式發(fā)送短信。當(dāng)用戶收到危險(xiǎn)短信息時(shí)，只需要通過撥號(hào)連接方式就可以遠(yuǎn)程操作閉鎖點(diǎn)火系統(tǒng)和油路供應(yīng)系統(tǒng)。PIC18F458單片機(jī)利用準(zhǔn)確可靠采集信息和計(jì)算方法對(duì)震動(dòng)信號(hào)、紅外信號(hào)、踩踏壓力信號(hào)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣和運(yùn)算分析，從而提高系統(tǒng)工作可靠性和動(dòng)作穩(wěn)定性。汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件工作流程如圖2所示：

圖2 汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)軟件工作流程

從圖2可知，整個(gè)汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)以GSM網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器等檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)遠(yuǎn)程操控，大大提高了汽車防盜系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和人性化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)水平。

結(jié)束語

基于GSM網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)控制的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，不僅可以有效提高汽車防盜報(bào)警通信的實(shí)時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性，同時(shí)采用GPS與輔助GSM的蜂窩基站對(duì)車輛進(jìn)行準(zhǔn)確定位，實(shí)現(xiàn)車主對(duì)汽車遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)在線定位監(jiān)控。基于GSM網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)控制的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，與常規(guī)的純硬件單純聲光“防盜報(bào)警”系統(tǒng)相比，具有非常明顯的靈活性和功能擴(kuò)展能力，在汽車智能化、人性化、網(wǎng)絡(luò)化防盜領(lǐng)域具有較高理論研究和實(shí)際實(shí)用推廣應(yīng)用價(jià)值。

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