最新版刘宝辉汽车防盗系统的设计CS毕业论文.docx

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最新版刘宝辉汽车防盗系统的设计CS毕业论文

山东华宇职业技术学院

毕业论文

二○一三年十一月

目录

摘要…………………………………………………………………………3

引言…………………………………………………………………………4

第一章汽车防盗系统总体结构设计…………………………………6

第二章汽车防盗系统硬件设计………………………………………7

2.1DSP中央处理器的选择及相应接口电路的设计………………7

2.2传感器系统…………………………………………………9

2.3报警系统……………………………………………………12

2.4控制系统……………………………………………………13

2.5通讯系统……………………………………………………13

2.6监控中心……………………………………………………14

2.7智能防盗监测系统的两种工作模式………………………15

第3章汽车防盗系统的软件设计……………………………………16

3.1系统软件总体设计……………………………………………16

3.2DSP中央处理器工作流程的设计……………………………17

3.3报警系统软件设计……………………………………………18

3.4通信系统软件设计…………………………………………19

3.5传感系统软件设计…………………………………………20

3.6GPS系统软件设计…………………………………………23

3.7汽车防盗系统中的检错系统………………………………24

3.8设计中附加的其他系统………………………………………26

结论……………………………………………………………………28

致谢……………………………………………………………………29

参考文献…………………………………………………………………30

摘要

随着人们生活水平的提高，汽车已逐步进入家庭，对汽车防盗的要求越来越高，并且无线技术的不断发展，使得防盗系统的设计更加灵活、安全、方便、可靠。

本系统由GPRS移动通讯网络的汽车智能防盗定位系统主要由信号采集系统、报警系统、控制系统、通讯系统等组成。

GPS具有车辆定位、反劫报警、网络防盗、遥控熄火、车内监听、抛锚救援、人工导航等多种功能；主机能够检测多个触发源自动报警并且同步通知GPRS手机，能根据GPRS手机的设定执行相应的功能，还具有自动上下锁、中控锁自动化、自动恢复、紧急解除等功能。

自定义无线通信协议，协议数据采用PWM编码，使用FSK调制和解调方式。

关键词:

报警、控制、通讯、定位。

引言

汽车防盗器是一种安装在车上，用来增加盗车难度，延长盗车时间的装置，是汽车的保护神。

它与汽车上的电路配接在一起，从而可以起到防止车辆被盗、被破坏，以达到保护汽车的目的。

目前,国际上流行的基本上是电子式汽车防盗产品，如汽车识别钥匙、电子编码点火钥匙、生物特征电子锁等,它具有很好的性价比，在市场上占有绝对优势。

欧盟规定各厂商生产的所有新车从1997年开始都必须配备电子防盗装置，并经过过渡期后，将此规定变成法律限期强制施行。

据统计，未装电子防盗装置的汽车被盗率高达万分之四十，而装有电子防盗器汽车的被盗率仅为万分之四点五！

机械锁是最早的汽车防盗锁,现已很少单独使用,主要与电子式、芯片式联合使用，但目前我国汽车防盗还是以机械式为主。

机械式防盗装置是目前市面上最简单、最廉价的防盗装置,但存在使用复杂、容易被破坏的缺点。

从20世纪70年代至今，以轿车为突破口，汽车锁已由初期的机械控制发展成现在的电子密码-遥控呼救-信息报警系统，且防盗功能有很大提高。

总体来看，国内的汽车防盗技术水平仅为国际20世纪90年代后期水平，国内制动器防盗装置的开发实验技术并形成大批量生产的厂商只有几家，且防盗装置一般都存在报警范围小、只能实现本地报警；不能实现远程控制，只能实现单纯报警，不能实现跟踪控制等缺点。

除此之外，国内制定的汽车防盗法规不够健全，执行不够严格；生产企业对汽车防盗的认识不够重视，资金投入不足，这些都造成国内汽车防盗水平相对落后，不能适应我国汽车发展对汽车防盗技术的需求。

因此，我国汽车防盗产品的升级换代势在必行，汽车防盗必将进入一个调整发展的新时期。

在网络式防盗方面，美国、日本、德国、加拿大等国家和地区在开发轿车导航系统方面已广泛采用了GPS技术，在汽车防盗方面应用GPS技术也已取得很好效果。

GPS具有车辆定位、反劫报警、网络防盗、遥控熄火、车内监听、抛锚救援、人工导航等多种功能；GPS具有技术先进、市场潜力大、社会和经济效益高等特点。

同发达国家相比，我国在汽车网络式防盗方面的研究已经起步并已取得较快进展，但目前一些公司还只是利用GPS的定位功能，将GPS技术应用于汽车防盗的研究仍有待进一步的发展。

随着经济的飞速发展，汽车作为人类重要的交通工具正在迅速增加。

然而，现代科技的发展促使犯罪分子的作案手段不断提高，汽车被盗事件也越来越多。

为了防止汽车被盗，科研工作者们研制开发了很多汽车防盗新产品，各种防盗装置相继产生并被广泛运用。

目前,防盗技术已与安全、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。

20世纪90年代以来,汽车防盗技术得到了迅速发展，而汽车定位防盗系统作为一种全新的定位概念则应运而生，它成功地依托GPS系统与GPRS通讯网络，进行手机与汽车的智能联动来实现定位与防盗，从而使汽车的安全系数大幅度提高。

相信本设计经过更换芯片、增加功能等进一步优化后会给汽车的安全问题带来巨大的改观。

第一章汽车防盗系统硬件组成及功能

基于GPRS移动通讯网络的汽车智能防盗定位系统主要由信号采集系统、报警系统、控制系统、通讯系统等组成。

本系统的工作原理主要是：

传感器负责采集信号，在本设计中每一种信号有两个或两个以上不同种类的传感器负责采集，以保证当一个传感器损坏后不会影响系统的工作。

当其中任何一个传感器检测到信号不正常时，传感器就会把信息告知中央处理系统，当中央处理器判定为有用的告警信号后就会立刻启动报警系统。

在本设计中，报警系统由GPS系统、视频系统和声光告警系统三部分组成。

当中央处理器发出启动报警系统的命令后，这三部分便会同时启动，其中GPS系统负责判断并采集汽车的位置信息，视频系统负责记录偷车人的声音和相貌以给公安机关破案提供线索和证据，声光告警系统则会发出刺耳的鸣叫和亮光以惊吓偷车人使其放弃偷车。

在本防盗系统中通讯系统起着重要的作用，它负责把GPS系统搜集到的汽车定位信息和视频系统采集到的声音图像等信息传送给监控中心和车主，以使监控中心能及时的采取措施，如查询汽车现在的位置，切断汽车油路等。

本设计正是把以上的系统有机的结合在一起而使防盗功能得以实现。

其系统的逻辑框图如图1-1所示。

图1-1汽车防盗系统逻辑图

第二章汽车防盗系统硬件设计

2.1DSP中央处理器的选择及相应接口电路的设计

2.1.1TMS320F240DSP芯片和GPRSModem

（1）TMS320F240DSP芯片介绍

本设计中，系统选用了TMS320F240DSP芯片，现对芯片简单介绍如下：

TMS320F240是TI（TexasInstruments）公司DSP产品中的一位新成员，它把具有低功耗、高性能处理能力的TMS320C2XX的核心CPU与为电机控制应用优化的几个先进外围设备结合在一起，从而使TMS320F240成为应用于电机控制的理想微处理器。

（2）TMS320F240芯片特点

采用TMS320C2XX内核；

有32位中央逻辑运算单元（CALU）；

内含32位累加器（ACC）；

16位×16位并行乘法器；

具有50ns（20MIPS）指令周期；

含544字节16位在片数据程序双向RAM；

双向10位串行数模转换器的采样速率可达166kHz；

具有28个独立可编程、复用IO脚；

有串行外设接口（SPI）和SCI接口；

强大的事件管理器；

12路比较PWM通道，其中9路为独立。

3个16位通用定时器，共有6种模式。

3个具有死区功能的全比较单元。

4个捕获单元。

其中两个具有直接连接正交编码器脉冲的能力。

TMS320F240采用哈佛结构，流水线操作，大大提高了指令执行速度。

在加上优化的CPU结构，从而使指令执行速度更快的得到提高。

TMS320F240的指令系统与其它数字信号处理器一脉相承，它提供了丰富的“乘累加”指令；这使得电机控制中的数字滤波（如IIR、FIR等）的实现更加方便快捷。

2.1.2DSP串行接口

本系统以DSP为控制芯片，由GPS模块、GPRS无线通信模块以及必要的辅助电路组成一个基于DSP芯片的具有汽车定位防盗功能的系统，其电路原理框图如图2.1所示。

在此系统中DSP通过串口对GPS和GPRS模块进行控制，在连接使用时，GPRS模块与DSP本身的串口连接，GPS模块则利用8251扩展一串口，通过这一串口与DSP芯片进行连接使用。

检测控制及其辅助电路都可以直接使用DSP的IO口。

TMS320F240的IO端口都具有复用功能，此时，只需要在控制器寄存器中设置使IO做通用的IO即可。

开机运行初始化后，系统将处于不停地接收汽车位置信息的状态中，同时系统也在等待检测状态和接收用户查询的消息中断。

一旦有中断产生，控制器就会转移到相应的中断子程序中去处理该程序。

若系统的设防信号无效，则控制系统不进行上述操作。

图2-1DSP串行接口电路图框

2.1.3DSP芯片存贮器的扩展电路

TMS320F240有两种运行方式[2]，即MP和MC方式。

在MC方式下，片上FLASH可以访问，而在在MP方式下，片上FLASH不可访问，用户必须提供64K的程序空间和64K的数据空间。

下面我们分析一下TMS320F240至外部存贮器的接口。

TMS320F240与存贮器的外部接口的关键信号见表3.1。

其中程序选择信号PS可以直接连到片选端。

本人选用了ISSI公司的IS61C1024作为DSP芯片的外部存贮器，IS61C1024是128K×8位的高速SRAM，片选访问时间仅为12ns，完全满足TMS320F240的高速处理要求。

由于IS61C1024数据宽度为8位，因此选用2片并行使用。

图2-2IS61C1024接口电路图

2.2传感器系统

信号采集是利用传感器感受外界对车辆的作用，对有效信号进行检测与采集，并报告中央处理器进行判断处理以达到感知车辆受损和被盗状况的目的。

通常车辆受损坏和被盗有以下几种形式：

车身、车门、车窗遭到碰撞或者敲击。

车门、发动机盖、后货箱门、油箱盖遭到非正常开启。

（包括撬动、防盗功能未解除时用钥匙开启）

电气线路受损，是指盗车者进入车后，通过破坏电器线路来启动车辆。

未解除防盗功能时车辆启动，或是用偷配钥匙开启车辆。

未解除防盗功能时拖动车辆或使车辆升离地面。

根据以上车辆受损坏和被盗的几种形式，本设计特采用振动传感器、断线式传感器、滚珠式触发传感器和热传感器等来检测汽车车身的安全状况，且每种状况均由两种或两种以上传感器检测负责检测，因此做到了某种传感器的损坏不会影响系统正常的工作。

在本防盗系统中，传感器是系统中的关键器件，起着感知车辆状况的重要作用。

现把各传感器检测电路在车中的功能和作用简单介绍如下：

（1）振动传感器检测电路

该传感器的功能是将车辆所受外界作用的机械能转换为电信号。

其作用是感受车身或车窗是否受到外界机械碰撞；汽车是否被非法升起，监测轮胎与轮毂之间的压力状态;监测驾驶座是否受压。

本设计使用的是YD69正反转测量霍尔双通道传感器。

如图2-3。

图2-3YD69正反转测量霍尔双通道传感器

（2）断线式传感器报警检测电路 

用于检测车门、