基于GPS/GSM的車載防盜系統

方盛江丁育偉賀無名余強國

1.湖州師范學院信息工程學院電子信息工程系;2.湖州泰侖電力自動化

基于GPS/GSM的車載防盜系統

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1.湖州師范學院信息工程學院電子信息工程系;2.湖州泰侖電力自動化

給出了基于GPS/GSM的車載防盜系統的設計方法。該系統以高性能ARM9為控制核心,結合了GPS的定位功能和GSM/GPRS無線通信技術實現汽車防盜,當汽車受到侵害時,車主能夠及時獲得車內圖像信息和車的位置信息。

GSM /GPRS；車載防盜系統；嵌入式；A R M9

該項目獲得浙江省新苗人才計劃項目（2008R40G2200015）支持

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車逐漸進入家庭，但汽車的盜竊日益猖獗，為了有效地防止汽車被盜，基于GPS定位技術的車載定位系統被運用于車輛監控中去。由于GSM網絡在全國范圍內實現了聯網和漫游,具有網絡能力強的特點, 利用GSM短信息系統進行無線通信還具有雙向數據傳輸功能,性能穩定,為遠程數據傳送和監控設備的 通信提供了一個強大的支持平臺。因此利用短信來實現報警是一個非常可行的方案。

本設計基于GPS/GSM的車載防盜系統,以高性能ARM9為控制核心,結合了GPS的定位功能和GPRS 無線通信技術,并采用了在實現已有防盜器現有各種功能的基礎上,開發了遠程控制功能和圖像捕捉功能,使車主隨時隨地獲取當前的汽車行駛狀態,一旦汽車被盜,車主能夠及時知曉,并獲得車內圖像信息，結合GSM /GPRS無線傳輸技術對汽車實現遠距離控制，提高了汽車防盜系統的安全性。

1 系統工作原理

本系統把ARM9嵌入式微處理器、GSM技術和GPS技術有機結合一起，制作成為一個同時具有防盜和定位的系統。系統的工作原理如下:汽車停車后，車主啟動防盜模式離開汽車, 系統進入監控狀態，信號采集系統中的傳感器檢測模塊處于工作狀態，當傳感器檢測模塊檢測到的有人非法入侵車內時，系統打開針孔攝像頭捕捉圖像，通過系統分析,生成報警信息，并通過嵌入式控器控制GSM 模塊撥打用戶手機，并發送報警短信和車內圖像彩信，并發送GPS坐標到用戶手機，車主可以隨時隨地用手機對汽車的進行監控和監聽及了解到車所在的地理位置，可通過發短信實現汽車發出控制指令,其家里人也可以通過手機對GSM進行發短信的形式了解其親人的具體位置及情況。

2 系統硬件設計

本系統總體框圖如圖1所示, 它由ARM9 S3C2440嵌入式微處理器模塊、存儲器模塊、GSM模塊、GPS模塊、汽車傳感器模塊、汽車傳感器模塊組成。

圖1 系統總體框圖

2.1 微處理器模塊

本設計中采用基于ARM9 S3C2440的嵌入式微處理控制器技術，S3C2440是三星公司一款性價比比較高的32位R I S C嵌入式微處理器，它采用了ARM920T核、5級流水線，內部帶有全性能的MMU(能支持WinCE、嵌入式Linux等多種嵌入式05)，運行速度高達203MHz，支持USB11的USB接口，S3C2440 本身總共有3 個串口UART0、1、2，而且擁有豐富的其他接口以備方便擴展功能。為了能夠方便處理圖像，系統內存使用了兩片外接的32M bytes 總共64M bytes 的SDRAM 芯片(型號為:HY57V561620FTP)，還使用了Nand Flash，型號為K9F1208，大小為64Mbyte,用來存放啟動代碼(Bootloader)、Linux內核映像、文件系統，另外還有應用程序。利用這款芯片組成的嵌入式系統外接電路簡單、功能強大、價格低廉，非常符合本設計的要求。

2.2 傳感器檢測電路

用此部分電路采集與檢測外界對車輛的作用,系統采用了3 種傳感器檢測電路對車輛狀況進行監測:加速傳感器采Freescale半導體公司的MMA6260Q芯片的XY軸加速度傳感器和 MMA1260D芯片的Z軸加速度傳感器。加速度傳感器信號通過AIN1-AIN6 與ARM9 S3C2440的嵌入式微處理器連接。對汽車震動、震動、傾斜、提升、移動和玻璃破碎時根據設定的條件做出報警反應，從而實現防盜報警功能；人體紅外傳感器實現人進入車內的檢測，人體紅外傳感器由熱釋電紅外傳感器和專用處理芯片BISS001 組成，通過檢測人體發射的紅外線產生開關電信號。 采用干簧管和電磁鐵構成斷線式報警檢測電路，用于發動機蓋、監控車門、后備箱門和油箱蓋等的開啟狀態[1][2]。

2.3 GPS模塊

GPS模塊主要完成汽車GPS數據的接收，系統選用DP310GPS模塊，采用SiRF第二代高效能芯片（具有12條通道，最多時可收到12顆GPS衛星信號）進行比較解算，可選用速度、位置、海拔等相關數據，價格低廉，精度較高。該GPS模塊通過串口UART1與ARM9相連接

2.4 GSM/GPRS 通信模塊

GSM/GPRS模塊采用WAVECOM Q2406B。它具有支持GPRS class 10的硬件能力，內置完善的TCP/IP協議棧。其在應用系統中很容易集成。可傳輸語音和數據信號,通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM 卡讀卡器和天線,其數據接口通過A T 指令可雙向傳輸指令和數據,而且能保證很高的連通率。它通過串行接口與S3C2440的串口UART0相連,采用異步串行通信。報警信息通過WAVECOM Q2406B模塊向用戶發送相應的報警短消息，車主接收到報警短消息后,可以根據報警的種類通過WAVECOM Q2406B向系統發送短消息,系統根據短消息進行相應的操作。

2.5 執行模塊

車主可以方便地通過手機短信發送指令, WAVECOM Q2406B模塊把指令短信送往嵌入式CPU進行“警報解除”、“汽車鎖死”等操作。

2.6 攝像模塊

在車載防盜系統中，攝像頭采用以ov511為主控芯片的攝像頭(網眼2000)。由于Linux內核包含了對ov511驅動的支持，所以不用再自己開發攝像頭的驅動程序，只需在定制內核的時候，選中相關的功能，當Linux正常啟動后，如果插上攝像頭，如果驅動成功加載，將為攝像頭創建設備文件/dev/v4l/device0，上層應用程序即可通過此設備文件訪問攝像頭，完成圖像的拍攝[3]。

3 系統軟件實現

系統可以分為四個獨立的任務，采用多線程的方式實現。四個獨立的線程為（1）主線程:完成系統初始化，并監控按鍵設備文件、串口0設備文件和傳感器設備文件，當有事件發生時，通知子線程工作。（2）GPS數據采集線程:實現訪問GPS模組獲得汽車GPS的定位信息；（3）G P R S通信線程:訪問GPRS模組，實現向指定手機發送含有GPS和圖像信息的短消息；（4）圖像采集線程:訪問攝像頭，實現捕捉圖像，將圖像按照WAP協議封裝成MMS數據報形式,MMS數據報封裝格式符合MMS CLIENT端協議[4]。主程序運行流程如圖3所示。

系統通過AT指令訪問GSM/GPRS模組來實現短消息收發。MMS彩信只要實現發送就可以了，首先由ARM9將MMS數據通過串口發往GSM/GPRS模組， GPRS模組將MMS數據報封裝成UDP /TCP 格式, 通過GPRS網絡發送到彩信服務器。MMS的收發方式采用現在通用的WAP方式。

圖2 GPS模塊接口

圖3 程序流程圖

4 結束語

本系統以ARM9的嵌入式微處理控制器技術為核心，充分利用了GPRS 網絡優勢，通過擴展GPS模塊、GSM模塊和攝像模塊等，實現了基于GPS/GSM的車載防盜系統。該系統防盜性能嚴密可靠、功能強大，為移動車輛實施動態控制提供了有力幫助，能夠達到遠程防盜報警的要求,其實用效果好,有很好的發展前景。

[1] 孫智濤,王振臣,焦敏.基于ARM的汽車防盜系統的設計.電子器件[J].2009, 32（1）:122-124

[2] 范海健.基于GPS/GSM/GPRS車在定位監控終端的研究與設計[M].上海交大碩士論文.2008-05.

[3] 李昌達.基于GPS/GPRS車載圖像監控終端的設計與實現[M]，電子科技大學碩士論文.2008: 53-58

[4] 陳榮保,曹軍,李志勇.基于GSM /GPRS的嵌入式汽車防盜系統.自動化儀表[J].2008.29(9): 28-30

The auto-guard system based on GPS /GSM is proposed.The automobile is guarded against theft by using ARM9 embedded system with GPS Technology and GSM / GPRS wireless communication network module.When the car is violated, the owner can receive vehicle interior image and location information immediately.

GSM /GPRS；The auto-guard system；embedded system；ARM9

TP2730

B

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.10.054