基于STM32的汽車遠程智能監控防盜系統設計

高學東　祁志娟　程冉　周莉莉

摘 要：設計以ST32F013ZET6為核心的汽車遠程智能防盜系統，實現當汽車發生異常情況時，攝像頭抓拍圖像，然后通過GSM/GPRS發送給車主手機并向車主打電話報警，當汽車丟失時，可以根據車主指令返回汽車當前GPS信息，達到遠程智能防盜的效果。

關鍵詞：STM32F103ZET6；遠程智能防盜；GSM/GPRS；GPS

近些年來，隨著移動通訊技術的快速發展，覆蓋全世界的GSM/GPRS網絡已經成為人們日常生活的必需品。本系統以GPS為信息采集器搜集汽車的位置信息，以STM32F103ZET6為核心控制器，以GSM/GPRS為網絡媒介，并以手機為終端監視平臺，極大地方便了車主對本系統的使用。汽車被盜事件發生后，車主能很快掌握第一手資料包括汽車位置信息和嫌疑人影像資料等，幫助警方在最短時間內破案。

本系統打破傳統的機械式防盜，結合現代網絡技術，能夠在很大程度上保障消費者權益，操作簡單明了，適合各類人群使用，具有廣泛的應用前景。

1 系統整體結構

本系統設計兩種工作模式：監控模式和非監控模式，用戶可通過發送手機短信進行指令控制。當車主下車后，使用手機發送開啟監控指令進入監控模式。當有人以非常手段強行打開車門時，攝像頭將抓拍圖像并轉換為彩信，通過GSM/GPRS發送到車主手機，實現對汽車的初步保護；當汽車被盜走后，系統根據車主指令將汽車的實時位置以短信形式反饋給車主，讓車主及時掌握汽車的位置。

2 系統硬件設計

本系統硬件部分包括震動傳感器模塊電路，攝像頭連接電路，SD卡連接電路，GPS連接電路，GSM/GPRS連接電路，以及系統電源模塊電路和調試模塊電路。

2.1 電源模塊

本系統使用的電源為5V和3.3V，外部供電5V，通過AMS1117-3.3穩壓模塊實現5V到3.3V的轉換。

2.2 震動傳感器模塊

本系統震動傳感器模塊使用的是SW-420 常閉型震動傳感器，其工作電壓為3.3V-5V，信號通過比較器輸出，當檢測到有震動時，MCU檢測到輸出低電平，從而判斷發生了異常情況。

2.3 攝像頭和SD卡模塊

由于MCU的內部空間有限，采集的圖像需要首先保存到SD卡中，然后再通過GSM/GPRS模塊從SD卡中讀取圖片，發送給用戶手機。

攝像頭模塊采用CMOS數字攝像頭OV7670，該攝像頭傳感器體積小、工作電壓低，提供單片 VGA 攝像頭和影像處理器的所有功能。

2.4 GSM/GPRS模塊

本系統GSM/GPRS模塊采用ALIENTEK 推出的一款高性能GPS/GPRS模塊ATK-SIM900A-V15。

SIM900A支持 RS232串口，支持 5V-24V 的工作范圍，可以提供包括語音、短信和 GPRS 數據傳輸功能，可以通過AT指令進行控制。

通過發送AT指令來控制移動臺的功能，與GSM網絡業務進行交互，實現AT指令進行打電話、短信、電話本、數據業務等方面的控制。

2.5 GPS模塊

本系統采用的GPS定位模塊為ATK-NEO-6M-V23。GPS模塊輸出定位數據采用NMEA-0183協議，控制協議采用UBX協議。

通過串口根據UBX協議可以配置GPS模塊的串口波特率、配置輸出GPRMC、GPVTG、GPGGA、GPGSA、GPGSV 和 GPGGL 6種幀數據的一種或幾種、配置測量頻率（本系統采用的頻率為5Hz）。

3 系統的軟件設計

本系統的軟件部分包括上位機調試軟件和MCU軟件部分。上位機我們使用的是XCOM V2.0，可以用來測試GSM/GPRS和GPS模塊和MCU的程序調試。

MCU軟件部分采用模塊化編程，包括系統初始化模塊，震動傳感器模塊，攝像頭模塊，GSM/GPRS模塊，GPS模塊。震動傳感器使用MCU的外部中斷對其輸出信號進行檢測，當檢測到低電平時，說明發生了異常震動。

攝像頭OV7670配置工作在QVGA，RGB565輸出格式。采集的一幀圖像需要先轉化為BMP圖片文件并保存到SD卡，其中一張圖片的大小為15366KB。GSM/GPRS模塊通過USART3與MCU進行通信，波特率配置為115200。

通過AT指令實現打電話、發短信、發彩信。GPS模塊通過USART2串口與MCU進行通信，波特率配置為38400。配置輸出定位信息幀GPRMC，測量頻率為5Hz，也就是1s鐘輸出5次定位信息。

系統先進行各模塊接口的初始化操作，如果防盜模式已經開啟，一旦檢測到震動信號，MCU控制攝像頭采集一幀圖像并保存為BMP文件到SD卡，通過GSM/GPRS發送到車主手機，隨后等待車主獲取GPS數據并將GPS位置信息發送到車主手機。

4 結語

本設計實現了基于STM32F103的汽車遠程智能防盜，而且系統實用性強、成本低，便于推廣。

采用GSM/GPRS通信模塊組成的通信網絡，克服了以往汽車報警系統報警性能的缺陷，并以手機作為使用終端，大大方便了車主的使用。種種人性化設計使得本系統更加貼近用戶，也使得系統具有廣泛的推廣空間。

參考文獻：

[1] 齊學紅.基于GSM的汽車防盜系統設計.傳感器世界，2013，19（8）.

[2] 萬為，楊君.GSM 汽車防盜報警系統[J].信息技術， 2009，10（4）.

[3] 廖日坤.ARM嵌入式應用開發技術白金手冊.北京：中國電力出版社.

[4] 易可，閻力平.基于GSM汽車防盜報警系統的設計.電子世界，2012（8）.