汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計

PAGE2PAGE3山東XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文二○年十一月目錄摘要…………3引言…………4第一章汽車防盜系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………6第二章汽車防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計………72.1DSP中央處理器的選擇及相應(yīng)接口電路的設(shè)計………………72.2傳感器系統(tǒng)…………………92.3報警系統(tǒng)……………………122.4控制系統(tǒng)……………………132.5通訊系統(tǒng)……………………132.6監(jiān)控中心……………………142.7智能防盜監(jiān)測系統(tǒng)的兩種工作模式………15汽車防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計……163.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計……………163.2DSP中央處理器工作流程的設(shè)計……………173.3報警系統(tǒng)軟件設(shè)計……………183.4通信系統(tǒng)軟件設(shè)計…………193.5傳感系統(tǒng)軟件設(shè)計…………203.6GPS系統(tǒng)軟件設(shè)計…………233.7汽車防盜系統(tǒng)中的檢錯系統(tǒng)………………243.8設(shè)計中附加的其他系統(tǒng)………26結(jié)論……………………28致謝……………………29參考文獻…………………30摘要隨著人們生活水平的提高，汽車已逐步進入家庭，對汽車防盜的要求越來越高，并且無線技術(shù)的不斷發(fā)展，使得防盜系統(tǒng)的設(shè)計更加靈活、安全、方便、可靠。本系統(tǒng)由GPRS移動通訊網(wǎng)絡(luò)的汽車智能防盜定位系統(tǒng)主要由信號采集系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等組成。GPS具有車輛定位、反劫報警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車內(nèi)監(jiān)聽、拋錨救援、人工導(dǎo)航等多種功能；主機能夠檢測多個觸發(fā)源自動報警并且同步通知GPRS，能根據(jù)GPRS的設(shè)定執(zhí)行相應(yīng)的功能，還具有自動上下鎖、中控鎖自動化、自動恢復(fù)、緊急解除等功能。自定義無線通信協(xié)議，協(xié)議數(shù)據(jù)采用PWM編碼，使用FSK調(diào)制和解調(diào)方式。 關(guān)鍵詞:報警、控制、通訊、定位。引言汽車防盜器是一種安裝在車上，用來增加盜車難度，延長盜車時間的裝置，是汽車的保護神。它與汽車上的電路配接在一起，從而可以起到防止車輛被盜、被破壞，以達到保護汽車的目的。目前,國際上流行的基本上是電子式汽車防盜產(chǎn)品，如汽車識別鑰匙、電子編碼點火鑰匙、生物特征電子鎖等,它具有很好的性價比，在市場上占有絕對優(yōu)勢。歐盟規(guī)定各廠商生產(chǎn)的所有新車從2021年開始都必須配備電子防盜裝置，并經(jīng)過過渡期后，將此規(guī)定變成法律限期強制施行。據(jù)統(tǒng)計，未裝電子防盜裝置的汽車被盜率高達萬分之四十，而裝有電子防盜器汽車的被盜率僅為萬分之四點五！機械鎖是最早的汽車防盜鎖,現(xiàn)已很少單獨使用,主要與電子式、芯片式聯(lián)合使用，但目前我國汽車防盜還是以機械式為主。機械式防盜裝置是目前市面上最簡單、最廉價的防盜裝置,但存在使用復(fù)雜、容易被破壞的缺點。從20世紀70年代至今，以轎車為突破口，汽車鎖已由初期的機械控制發(fā)展成現(xiàn)在的電子密碼-遙控呼救-信息報警系統(tǒng)，且防盜功能有很大提高。總體來看，國內(nèi)的汽車防盜技術(shù)水平僅為國際20世紀90年代后期水平，國內(nèi)制動器防盜裝置的開發(fā)實驗技術(shù)并形成大批量生產(chǎn)的廠商只有幾家，且防盜裝置一般都存在報警范圍小、只能實現(xiàn)本地報警；不能實現(xiàn)遠程控制，只能實現(xiàn)單純報警，不能實現(xiàn)跟蹤控制等缺點。除此之外，國內(nèi)制定的汽車防盜法規(guī)不夠健全，執(zhí)行不夠嚴格；生產(chǎn)企業(yè)對汽車防盜的認識不夠重視，資金投入不足，這些都造成國內(nèi)汽車防盜水平相對落后，不能適應(yīng)我國汽車發(fā)展對汽車防盜技術(shù)的需求。因此，我國汽車防盜產(chǎn)品的升級換代勢在必行，汽車防盜必將進入一個調(diào)整發(fā)展的新時期。在網(wǎng)絡(luò)式防盜方面，美國、日本、德國、加拿大等國家和地區(qū)在開發(fā)轎車導(dǎo)航系統(tǒng)方面已廣泛采用了GPS技術(shù)，在汽車防盜方面應(yīng)用GPS技術(shù)也已取得很好效果。GPS具有車輛定位、反劫報警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車內(nèi)監(jiān)聽、拋錨救援、人工導(dǎo)航等多種功能；GPS具有技術(shù)先進、市場潛力大、社會和經(jīng)濟效益高等特點。同發(fā)達國家相比，我國在汽車網(wǎng)絡(luò)式防盜方面的研究已經(jīng)起步并已取得較快進展，但目前一些公司還只是利用GPS的定位功能，將GPS技術(shù)應(yīng)用于汽車防盜的研究仍有待進一步的發(fā)展。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車作為人類重要的交通工具正在迅速增加。然而，現(xiàn)代科技的發(fā)展促使犯罪分子的作案手段不斷提高，汽車被盜事件也越來越多。為了防止汽車被盜，科研工作者們研制開發(fā)了很多汽車防盜新產(chǎn)品，各種防盜裝置相繼產(chǎn)生并被廣泛運用。目前,防盜技術(shù)已與安全、環(huán)保、節(jié)能一起被列為汽車技術(shù)發(fā)展的四大課題。20世紀90年代以來,汽車防盜技術(shù)得到了迅速發(fā)展，而汽車定位防盜系統(tǒng)作為一種全新的定位概念則應(yīng)運而生，它成功地依托GPS系統(tǒng)與GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)，進行與汽車的智能聯(lián)動來實現(xiàn)定位與防盜，從而使汽車的安全系數(shù)大幅度提高。相信本設(shè)計經(jīng)過更換芯片、增加功能等進一步優(yōu)化后會給汽車的安全問題帶來巨大的改觀。第一章汽車防盜系統(tǒng)硬件組成及功能基于GPRS移動通訊網(wǎng)絡(luò)的汽車智能防盜定位系統(tǒng)主要由信號采集系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等組成。本系統(tǒng)的工作原理主要是：傳感器負責采集信號，在本設(shè)計中每一種信號有兩個或兩個以上不同種類的傳感器負責采集，以保證當一個傳感器損壞后不會影響系統(tǒng)的工作。當其中任何一個傳感器檢測到信號不正常時，傳感器就會把信息告知中央處理系統(tǒng)，當中央處理器判定為有用的告警信號后就會立刻啟動報警系統(tǒng)。在本設(shè)計中，報警系統(tǒng)由GPS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)和聲光告警系統(tǒng)三部分組成。當中央處理器發(fā)出啟動報警系統(tǒng)的命令后，這三部分便會同時啟動，其中GPS系統(tǒng)負責判斷并采集汽車的位置信息，視頻系統(tǒng)負責記錄偷車人的聲音和相貌以給公安機關(guān)破案提供線索和證據(jù)，聲光告警系統(tǒng)則會發(fā)出刺耳的鳴叫和亮光以驚嚇偷車人使其放棄偷車。在本防盜系統(tǒng)中通訊系統(tǒng)起著重要的作用，它負責把GPS系統(tǒng)搜集到的汽車定位信息和視頻系統(tǒng)采集到的聲音圖像等信息傳送給監(jiān)控中心和車主，以使監(jiān)控中心能及時的采取措施，如查詢汽車現(xiàn)在的位置，切斷汽車油路等。本設(shè)計正是把以上的系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起而使防盜功能得以實現(xiàn)。其系統(tǒng)的邏輯框圖如圖1-1所示。圖1-1汽車防盜系統(tǒng)邏輯圖第二章汽車防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1DSP中央處理器的選擇及相應(yīng)接口電路的設(shè)計2.1.1TMS320F240DSP芯片和GPRSModem(1)TMS320F240DSP芯片介紹本設(shè)計中，系統(tǒng)選用了TMS320F240DSP芯片，現(xiàn)對芯片簡單介紹如下：TMS320F240是TI(TexasInstruments)公司DSP產(chǎn)品中的一位新成員，它把具有低功耗、高性能處理能力的TMS320C2XX的核心CPU與為電機控制應(yīng)用優(yōu)化的幾個先進外圍設(shè)備結(jié)合在一起，從而使TMS320F240成為應(yīng)用于電機控制的理想微處理器。(2)TMS320F240芯片特點采用TMS320C2XX內(nèi)核；有32位中央邏輯運算單元(CALU)；內(nèi)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字節(jié)16位在片數(shù)據(jù)／程序雙向RAM；雙向10位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣速率可達166kHz；具有28個獨立可編程、復(fù)用I/O腳；有串行外設(shè)接口(SPI)和SCI接口；強大的事件管理器；12路比較PWM通道，其中9路為獨立。3個16位通用定時器，共有6種模式。3個具有死區(qū)功能的全比較單元。4個捕獲單元。其中兩個具有直接連接正交編碼器脈沖的能力。TMS320F240采用哈佛結(jié)構(gòu)，流水線操作，大大提高了指令執(zhí)行速度。在加上優(yōu)化的CPU結(jié)構(gòu)，從而使指令執(zhí)行速度更快的得到提高。TMS320F240的指令系統(tǒng)與其它數(shù)字信號處理器一脈相承，它提供了豐富的“乘累加”指令；這使得電機控制中的數(shù)字濾波(如IIR、FIR等)的實現(xiàn)更加方便快捷。2.1.2DSP串行接口本系統(tǒng)以DSP為控制芯片，由GPS模塊、GPRS無線通信模塊以及必要的輔助電路組成一個基于DSP芯片的具有汽車定位防盜功能的系統(tǒng)，其電路原理框圖如圖2.1所示。在此系統(tǒng)中DSP通過串口對GPS和GPRS模塊進行控制，在連接使用時，GPRS模塊與DSP本身的串口連接，GPS模塊則利用8251擴展一串口，通過這一串口與DSP芯片進行連接使用。檢測控制及其輔助電路都可以直接使用DSP的I/O口。TMS320F240的I/O端口都具有復(fù)用功能，此時，只需要在控制器寄存器中設(shè)置使I/O做通用的I/O即可。開機運行初始化后，系統(tǒng)將處于不停地接收汽車位置信息的狀態(tài)中，同時系統(tǒng)也在等待檢測狀態(tài)和接收用戶查詢的消息中斷。一旦有中斷產(chǎn)生，控制器就會轉(zhuǎn)移到CAP1PWM7CAP1PWM7CAP2PWM8CAP3PWM9TMS320F240芯片CAP4SCISPI振動信號熱信號發(fā)動機信號電流變化信號GPR網(wǎng)絡(luò)模塊本地報警視頻設(shè)備8251GPS模塊四輪鎖死驅(qū)動電路圖2-1DSP串行接口電路圖框2.1.3DSP芯片存貯器的擴展電路TMS320F240有兩種運行方式[2]，即MP和MC方式。在MC方式下，片上FLASH可以訪問，而在在MP方式下，片上FLASH不可訪問，用戶必須提供64K的程序空間和64K的數(shù)據(jù)空間。下面我們分析一下TMS320F240至外部存貯器的接口。TMS320F240與存貯器的外部接口的關(guān)鍵信號見表3.1。其中程序選擇信號PS可以直接連到片選端。本人選用了ISSI公司的IS61C1024作為DSP芯片的外部存貯器，IS61C1024是128K×8位的高速SRAM，片選訪問時間僅為12ns，完全滿足TMS320F240的高速處理要求。由于IS61C1024數(shù)據(jù)寬度為8位，因此選用2片并行使用。A0A15SRAM1A0A15SRAM1PSIS61C1024D0-D7OEA0-A15CE1D0D7R/WWEIS61C1024D8-D15OEA0-A15WECE1A16D8-D15R/WWEPSDSDS2.2傳感器系統(tǒng)信號采集是利用傳感器感受外界對車輛的作用，對有效信號進行檢測與采集，并報告中央處理器進行判斷處理以達到感知車輛受損和被盜狀況的目的。通常車輛受損壞和被盜有以下幾種形式：車身、車門、車窗遭到碰撞或者敲擊。車門、發(fā)動機蓋、后貨箱門、油箱蓋遭到非正常開啟。(包括撬動、防盜功能未解除時用鑰匙開啟)電氣線路受損，是指盜車者進入車后，通過破壞電器線路來啟動車輛。未解除防盜功能時車輛啟動，或是用偷配鑰匙開啟車輛。未解除防盜功能時拖動車輛或使車輛升離地面。根據(jù)以上車輛受損壞和被盜的幾種形式，本設(shè)計特采用振動傳感器、斷線式傳感器、滾珠式觸發(fā)傳感器和熱傳感器等來檢測汽車車身的安全狀況，且每種狀況均由兩種或兩種以上傳感器檢測負責檢測，因此做到了某種傳感器的損壞不會影響系統(tǒng)正常的工作。在本防盜系統(tǒng)中，傳感器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，起著感知車輛狀況的重要作用。現(xiàn)把各傳感器檢測電路在車中的功能和作用簡單介紹如下：（1）振動傳感器檢測電路該傳感器的功能是將車輛所受外界作用的機械能轉(zhuǎn)換為電信號。其作用是感受車身或車窗是否受到外界機械碰撞；汽車是否被非法升起，監(jiān)測輪胎與輪轂之間的壓力狀態(tài);監(jiān)測駕駛座是否受壓。本設(shè)計使用的是YD69正反轉(zhuǎn)測量霍爾雙通道傳感器。如圖2-3。圖2-3YD69正反轉(zhuǎn)測量霍爾雙通道傳感器（2）斷線式傳感器報警檢測電路

用于檢測車門、后貨箱門、發(fā)動機蓋和油箱蓋開啟狀態(tài)。本設(shè)計用的是斷線式傳感器如圖2-4。圖2-4斷線式傳感器（3）電磁繼電器檢測電路

（包含在四輪鎖死系統(tǒng)）用于控制發(fā)動機點火。繼電器的開關(guān)可方便地切換到正常啟動和防盜報警兩種狀態(tài)。同時對電氣線路進行監(jiān)測。本設(shè)計使用的是通用繼電器類-842，如圖2-5。圖2-5通用繼電器類-842（4）滾珠式觸發(fā)傳感器檢測電路監(jiān)測車輛是否被拖動，當車輛被非法拖動時，傳感器中的滾珠會發(fā)生振動或者滾動，進而產(chǎn)生電信號。本設(shè)計使用的是霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，如圖2-6。圖2-6霍爾轉(zhuǎn)速傳感器（5）熱傳感器檢測電路

車內(nèi)失火報警。本設(shè)計使用的是DOCOROM溫度傳感器，如圖2-7圖2-7DOCOROM溫度傳感器2.3報警系統(tǒng)本設(shè)計中的報警系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)和聲光告警系統(tǒng)二部分，現(xiàn)把這二部分的功能和作用介紹如下：（1）GPS定位系統(tǒng)GPS定位系統(tǒng)用于汽車被盜后確定汽車所在的位置。在汽車上安裝有GPS接收機，GPS接收機通過接收任意4顆衛(wèi)星播發(fā)的導(dǎo)航信息，便能夠換算出自身的位置和時間信息。接收機將換算出的信息以輸出時間誤差小于50ns的1Hz脈沖信號并通過RS-232接口傳送給監(jiān)控計算機。（2）聲光告警系統(tǒng)當傳感器采集到有用信號并經(jīng)中心系統(tǒng)處理判定為告警信息時，聲光告警系統(tǒng)便會啟動以引起過路人的注意和恐嚇偷車人，使偷車人放棄偷車。RT0100是一個可以產(chǎn)生單一報聲的晶體電路。工作電壓2-5V，CMOS技術(shù)制造，內(nèi)建RC振蕩電路，低靜態(tài)電流。1、2腳是振蕩電路輸入；3腳控制7、8腳頻率的輸出，如果接低則不輸出頻率，如果接高輸出；4腳為地端；7、8報警信號頻率輸出端，可接兩個報警源；6腳電源，并通過單片機的引腳SP來控制；5腳懸空。如圖2-8所示。圖2-8聲音報警控制電路2.4控制系統(tǒng)當車內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)或有人非法打開車門等情況時，傳感器將信號送給控制系統(tǒng)(DSP系統(tǒng))，該系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)判斷、處理等操作后決定是否發(fā)短消息、(含報警信息和汽車位置息等)圖片或視頻信息給用戶或者控制中心。然后，用戶或者控制中心可以遠程控制車輛，也可以利用GPRS通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，還可以不通過互聯(lián)網(wǎng)而通過移動的數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。2.5通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)包括車載通訊裝置(包括GPRSModem和SIM卡)，該裝置利用GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)進行信息傳送。該系統(tǒng)主要功能是將車輛狀況信息及時傳達給車主或控制中心，以便于及時采取適當?shù)拇胧﹣肀ＷC車輛的安全。車載通訊裝置主要有兩種功能：其一，按照預(yù)先設(shè)定好的報警模式將信息發(fā)送至用戶或控制中心。其二，接收用戶或控制中心發(fā)出指今，進而控制車輛。GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，應(yīng)符合AT指令和TCP/IP協(xié)議。2.5.1GPS的相關(guān)介紹GPS是一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機三大部分組成，衛(wèi)星星座連續(xù)不斷的發(fā)送動態(tài)目標——汽車的三維位置、速度和時間信息給用戶接收機。接收機從接收到的反饋信息來獲知汽車當時所處的位置。2.5.2GPS的概念GPS是GlobalPositioningSystem的縮寫，意思為全球定位系統(tǒng)，包括24顆人造衛(wèi)星與五個地面站，從而提供精確定位。在此基礎(chǔ)上，在融合不同的功能，最終實現(xiàn)跟蹤、防盜和導(dǎo)航的功能。（1）GPRSModem介紹本系統(tǒng)選用了西門子的MC35i模塊。MC35i是新一代GSM/GPRS雙模模塊，它采用緊湊型設(shè)計，完全兼容上一代的TC35產(chǎn)品，為用戶提供了簡單、內(nèi)嵌式的無線GPRS連接。MC35i的GPRS永久在線功能提供了最快的數(shù)據(jù)傳輸速率,其體積小、功耗低,能提供數(shù)據(jù)、語音、短信、功能,可廣泛用于遙感測量記錄傳輸、遠程信息處理、。MC35i作為理想解決方案的高速數(shù)據(jù)傳輸能廣泛應(yīng)用于POS終端機和掃描器、安全系統(tǒng)、遠程遙測和信息處理系統(tǒng)、跟蹤管理系統(tǒng)、交通控制和導(dǎo)航系統(tǒng)、便攜式控制裝置、GPRSModem支持GSM900/GSM1800雙頻，支持GRPSClass8/ClassB，AT指令直接控制，CSD狀態(tài)下最大速率14.4kb/s，GPRS狀態(tài)下行最大速率85.6kb/s（2）GPS在汽車防盜中的應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）防盜技術(shù)可以說是汽車防盜史上的里程碑。因為GPS一改傳統(tǒng)防盜器的被動、孤立無助的被動式服務(wù)，能為車主提供全方位的主動式服務(wù)。監(jiān)控中心的服務(wù)人員為車主提供24小時全天候服務(wù)。GPS具有車輛定位、反劫報警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車內(nèi)監(jiān)聽、拋錨救援、人工導(dǎo)航等多種功能；除了提供安全服務(wù)外，GPS還可以為車主提供增值服務(wù)，如緊急救援、送水、送油、訂票等。專家們認為，具有網(wǎng)絡(luò)報警功能的GPS反劫防盜產(chǎn)品將是未來汽車防盜產(chǎn)品發(fā)展的主流方向。2.6監(jiān)控中心監(jiān)控中心設(shè)計為一個網(wǎng)站，其計算機可通過GPRSModem與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，使計算機作為服務(wù)器或數(shù)據(jù)終端。因特網(wǎng)是按IP地址進行尋址的，所以設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上都需要有一個唯一的IP，關(guān)于IP地址問題的解決，用戶可以申請專用IP地址，也可在網(wǎng)上取得IP地址后通過短消息發(fā)給對方，當防盜裝置發(fā)現(xiàn)緊急情況時，報警系統(tǒng)就會通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)接到Internet網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)中心的計算機上。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，用戶和控制中心相互之間必須知道對方的IP地址，才能進行數(shù)據(jù)交換，并且雙方的IP地址都應(yīng)該能夠在互聯(lián)網(wǎng)可以直接訪問，這就要求控制中心計算機的IP是互聯(lián)網(wǎng)上唯一的，而不是局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址。一般情況下，控制中心計算機與Internet網(wǎng)絡(luò)連接有很多種，其主要區(qū)別在于通過撥號上網(wǎng)時所獲取的IP地址是否為動態(tài)的。因此，如果數(shù)據(jù)中心的IP地址每次都不同，這就要求在通訊前將數(shù)據(jù)中心的計算機的IP地址告知防盜裝置系統(tǒng)。告知防盜系統(tǒng)IP地址時，可以利用短消息業(yè)務(wù)將數(shù)據(jù)中心的計算機的IP以約定形式發(fā)送給SIM，系統(tǒng)從SIM卡讀取IP值。如果數(shù)據(jù)中心的計算機的IP是固定的，在防盜裝置系統(tǒng)初始化時固化進去就可以了。2.7智能防盜監(jiān)測系統(tǒng)的兩種工作模式根據(jù)汽車被盜時距離車主遠近的不同，該系統(tǒng)有使用Internet網(wǎng)絡(luò)和不需使用Internet網(wǎng)絡(luò)兩種工作模式：（1）當車主駕車外出，車輛停放位置與車主比較近時，防盜監(jiān)測系統(tǒng)只需通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)短消息給用戶的，報告給車主汽車現(xiàn)在的安全狀況，而不需要上Internet網(wǎng)絡(luò)，這樣用戶在短時間內(nèi)（通常為幾秒鐘）便可以采取補救措施。（2）當用戶車輛在公用車庫或者距離車主很遠時，此時防盜系統(tǒng)就將信息經(jīng)GPRS和INTERNET網(wǎng)絡(luò)傳送給監(jiān)控中心計算機，監(jiān)控中心計算機分析現(xiàn)場傳輸?shù)膱D片、聲音等資料后，就會采取相應(yīng)的措施，并將GPS系統(tǒng)監(jiān)測到的有效信息提供給公安機關(guān)，幫助其快速破案。第三章汽車防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)軟件總體設(shè)計本系統(tǒng)主要由中央處理器、信號采集系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和通信系統(tǒng)組成，各部分之間的相互關(guān)系如圖3-1所示：圖3-1系統(tǒng)邏輯圖從上圖我們可以直觀的看出各系統(tǒng)之間的關(guān)系如下：傳感器將檢測到的信號傳給DSP中央處理器，當處理器檢測到信號并判定信號為有用的告警信號后便會發(fā)出命令給報警系統(tǒng)，報警系統(tǒng)收到命令后便會啟動GPS接收機和視頻設(shè)備同時發(fā)出聲光告警，同時，GPS系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)會將采集到的位置信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)以信息的形式通知給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心便會通過GPRS網(wǎng)絡(luò)采取相應(yīng)的措施，如斷掉汽車的油路，通知警察局等。本系統(tǒng)不同于其它汽車防盜系統(tǒng)的地方就是增加了一個四輪鎖死系統(tǒng)。它在車主離開汽車啟動防盜系統(tǒng)時同時啟動，使汽車四輪鎖死，以保證汽車處于非常安全的狀態(tài)。另外本系統(tǒng)還裝有無線遙控裝置，當偷車賊解除四輪鎖定時，監(jiān)測中心還可以通過網(wǎng)絡(luò)重新將其進行鎖定且此時不在受人為控制。本系統(tǒng)為實現(xiàn)數(shù)字化，規(guī)定傳感系統(tǒng)用數(shù)字“0”表示，告警系統(tǒng)用數(shù)字“1”表示，傳感系統(tǒng)中各傳感器用兩位數(shù)字表示，以便區(qū)分。例如：“000”表示傳感系統(tǒng)中的熱傳感器。具體表示數(shù)字如上圖所示。3.2DSP中央處理器工作流程的設(shè)計DSP芯片是該系統(tǒng)的核心，起著至關(guān)重要的作用。在本設(shè)計中選用了TMS320F240DSP芯片作為系統(tǒng)處理器，與原有的單片機作為處理器相比從本質(zhì)上改變了數(shù)據(jù)的處理方式，加快了系統(tǒng)的處理速度，并且使信號的接收和處理更加準確。該芯片的工作流程如圖3-2所示：圖3-2DSP中央處理器流程圖DSP芯片工作流程描述如下：系統(tǒng)啟動后首先要對相應(yīng)的變量和模塊進行初始化，初始化采用子程序調(diào)用形式來完成，這樣可以增強程序的可讀性。初始化和主程序流程圖如圖5.2所示。系統(tǒng)初始化主要包括以下幾個方面：（1）對TMS320F240的初始化：如CPU工作方式、時鐘輸出方式、中斷系統(tǒng)初始化（屏蔽中斷）和I/O寄存器以及串口初始化等；（2）確定初始化變量如預(yù)置短消息，設(shè)置位置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等；（3）各模塊的初始化：對MC35i模塊如檢查SIM卡、網(wǎng)絡(luò)情況，設(shè)置短消息格式等；對擴展口8251模塊如設(shè)置工作方式和波特率；對GPS模塊如設(shè)置協(xié)議方式工作頻率；（4）關(guān)中斷進入主程序；（5）中斷的應(yīng)用[5]。本系統(tǒng)中固有的和擴展的端口引起的中斷分別屬于可屏蔽的內(nèi)部硬件中斷和外部硬件中斷。高優(yōu)先級的外部引腳中斷和串行通信SCI引發(fā)的接收中斷觸發(fā)INT1，低優(yōu)先級的外部引腳中斷和串行通信SCI引發(fā)的接收中斷觸發(fā)INT5。在本系統(tǒng)中，傳感器產(chǎn)生的外部中斷設(shè)置為高優(yōu)先級，GPRS接收模塊串行通信使用外部中斷則為低優(yōu)先級。由此可見處理汽車遭破壞時的信號傳送以及車主通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)和控制器之間進行信息交換均利用了TMS320F240的中斷系統(tǒng)。當開中斷后系統(tǒng)將不斷的查詢8251狀態(tài)寄存器判斷GPS是否接收新數(shù)據(jù)，當確認接收新數(shù)據(jù)后將調(diào)用電文數(shù)據(jù)處理子程序?qū)ζ鋽?shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理，并判定是否將電文數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控中心。3.3報警系統(tǒng)軟件設(shè)計本設(shè)計中報警系統(tǒng)的作用是采集汽車的位置信息和偷車人的情況，并發(fā)出聲光告警，它由GPS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)和聲光告警系統(tǒng)三部分組成。具體流程如圖5.3所示：在本流程圖中，GPS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、聲光報警系統(tǒng)分別用兩位數(shù)字加以區(qū)分，在本設(shè)計中規(guī)定GPS系統(tǒng)用數(shù)字“00”表示，視頻系統(tǒng)用數(shù)字“01”表示，聲光報警系統(tǒng)用數(shù)字“10”表示。在圖中各系統(tǒng)數(shù)字前面都有一個數(shù)字“1”表示整個系統(tǒng)為總告警系統(tǒng)。具體表示方法如圖3.3所示。對本流程的描述如下：（1）首先判斷從傳感器傳來的信號是否正常，如果正常則判斷是否為有用信號，如果不正常則進行錯誤檢測。（2）如果上面的報警信號為有用信號則啟動報警系統(tǒng)，如信號不是有用信號則返回。（3）判斷各系統(tǒng)是否能正常啟動，如果不能則進行錯誤檢測。并可根據(jù)檢測出來的數(shù)字信息判斷出錯誤來自哪個系統(tǒng)。（4）將GPS系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)采集到的信息經(jīng)GPRS系統(tǒng)發(fā)送出去。圖3-3啟動報警系統(tǒng)流程圖3.4通信系統(tǒng)軟件設(shè)計本設(shè)計采用GPRS網(wǎng)絡(luò)進行通信，它的優(yōu)點是可以短時間內(nèi)不受盲區(qū)的限制，因為它傳遞信息主要是以短信息的方式，而信息如果發(fā)送不出去可以在24小時之內(nèi)自動保留在移動臺上，當有信號出現(xiàn)時便可再次重新發(fā)送給車主，因此本系統(tǒng)對時間的實時性要求不高，在本設(shè)計中通信設(shè)備選用了西門子的MC35i模塊，其模塊的流程如圖3-4所示：圖3-4gprs模塊原理流程圖對GPRS模塊的工作原理描述如下：（1）首先GPRS模塊要設(shè)置IP地址及端口號。（2）對GPRS網(wǎng)絡(luò)情況檢查是否良好，如果不好再次返回重新設(shè)置IP地址及端口號。（3）如果GPRS網(wǎng)絡(luò)情況檢查良好，則可進行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，并對發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)進行處理。3.5傳感系統(tǒng)軟件設(shè)計3.5.1振動傳感器流程圖本設(shè)計中振動傳感器工作流程如圖3-5所示：圖3-5振動傳感器流程圖振動傳感器的工作流程描述如下：（1）當汽車車身發(fā)生振動時，振動傳感器就會把振動的能量轉(zhuǎn)換為電流并傳給A/D轉(zhuǎn)換器。（2）A/D轉(zhuǎn)換器把傳過來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并發(fā)給信號比較器進行比較。（3）在信號比較器里以預(yù)先設(shè)定好一數(shù)字化的信號強度，并與A/D轉(zhuǎn)換器傳過來的信號進行比較，當小于預(yù)設(shè)強度時系統(tǒng)返回重新接受振動信號，當大于或等于預(yù)設(shè)強度時便產(chǎn)生報警信號指令發(fā)給中央處理單元。3.5.2熱傳感器流程圖圖3-6熱傳感器流程圖熱傳感器工作流程描述如下：（1）當汽車內(nèi)溫度忽然升高或車內(nèi)著火時熱傳感器就會把熱信號轉(zhuǎn)換為電流并傳給A/D轉(zhuǎn)換器。（2）A/D轉(zhuǎn)換器把傳過來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并發(fā)給信號比較器。（3）在信號比較器里以預(yù)先設(shè)定好一數(shù)字化的信號強度，并與A/D轉(zhuǎn)換器傳過來的信號進行比較，當小于預(yù)設(shè)強度時則系統(tǒng)返回重新接受熱信號，當大于或等于預(yù)設(shè)強度時則產(chǎn)生報警信號指令并發(fā)給中央處理單元。3.5.3滾珠式觸發(fā)傳感器流程圖本設(shè)計中滾珠式傳感器用來檢測汽車是否被拖動或者是否有強烈的振動，其流程圖如圖3-7所示：圖3-7滾珠式觸發(fā)傳感器流程圖滾珠式傳感器工作流程描述如下：（1）當汽車被非法拖動或脫離地面時傳感器就會把滾珠的滾動信號轉(zhuǎn)換為電流并傳給A/D轉(zhuǎn)換器。（2）A/D轉(zhuǎn)換器把傳過來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并發(fā)給信號比較器。（3）在信號比較器里以預(yù)先設(shè)定好一數(shù)字化的信號強度，并與A/D轉(zhuǎn)換器傳過來的信號進行比較，當小于預(yù)設(shè)強度時則系統(tǒng)返回重新接受滾珠的滾動信號，當大于或等于預(yù)設(shè)強度時便產(chǎn)生報警信號指令發(fā)給中央處理單元。3.5.4斷線式傳感器流程圖本設(shè)計中用斷線式傳感器來判斷車門、后貨箱門、發(fā)動機蓋和油箱蓋開啟狀態(tài)，其作流程如圖3-8所示：圖3-8斷線式觸發(fā)傳感器繪圖斷線式傳感器工作流程描述如下：（1）當汽車車門、后貨箱門、發(fā)動機蓋或油箱蓋被非法打開時，傳感器的檢測電流就會忽然消失，傳感器就會把這一信號的變化記錄下來并傳遞給A/D轉(zhuǎn)換器。（2）A/D轉(zhuǎn)換器把傳過來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。（3）在信號比較器中只需判斷有無信號即可，當信號忽然消失時便會發(fā)出告警信號并把此信號傳遞給中央處理器。3.6GPS系統(tǒng)軟件設(shè)計3.6.1移動目標—監(jiān)控中心當汽車被盜時，GPS系統(tǒng)便會自動啟動并確定汽車當前的位置，并把這些位置狀態(tài)信息發(fā)給監(jiān)控中心。其流程如圖3-9所示：圖3-9GPS系統(tǒng)工作流程圖對上圖的工作流程描述如下：（1）GPS接收機啟動后，便會自動接收衛(wèi)星信號，若此時汽車處在盲區(qū)時接收機便會重復(fù)接收直到有信號出現(xiàn)時為止。（2）當GPS接收機接收到衛(wèi)星信號時就會對汽車進行定位，并產(chǎn)生相關(guān)位置信息發(fā)送到附近的基站。（3）當汽車沒有網(wǎng)絡(luò)信號時，短信也可正常發(fā)送，但此時車主不能收到，如車主在24小時內(nèi)收不到信息，則移動臺存儲的信息將會消失，所以該系統(tǒng)設(shè)置為每隔24小時重復(fù)發(fā)送一次，直到車主收到短信時為止。（4）基站經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)把信息發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將判斷是否對汽車進行相關(guān)的控制，如對切斷汽車油路，詢問汽車位置等。3.6.2監(jiān)控中心—移動目標當監(jiān)控中心接收到汽車防盜系統(tǒng)發(fā)過來的信息后，便會通過網(wǎng)絡(luò)對汽車采取相關(guān)的措施，其工作流程如圖3-10所示：圖3-10GPS系統(tǒng)工作流程圖對上圖的工作流程描述如下：（1）首先當監(jiān)控中心收到汽車的報警信號后，產(chǎn)生相關(guān)的指令，并準備經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。（2）當監(jiān)控中心把命令發(fā)送到基站后，基站將判斷汽車是否能收到信息，如收不到，移動臺將暫存且此時監(jiān)控中心將會每隔24小時重復(fù)發(fā)射一次。（3）當信息經(jīng)基站發(fā)射出去后，汽車便會做出相應(yīng)的回映，如報告具體位置信息，切斷汽車油路等。3.7汽車防盜系統(tǒng)中的檢錯系統(tǒng)3.7.1傳感器系統(tǒng)錯誤檢測流程圖當發(fā)現(xiàn)從傳感器過來的信號不正常時，就要對各個傳感器進行檢錯，其流程圖如圖3-11所示：圖3-11傳感器系統(tǒng)錯誤檢測流程圖對傳感器系統(tǒng)的檢錯流程描述如下：（1）首先判斷錯誤信號來自哪個傳感器，圖中的兩個××代表的是傳感器的種類，規(guī)定“00”代表熱傳感器，“01”代表振動傳感器，“10”代表斷線式傳感器，“11”代表滾珠式觸發(fā)傳感器。例如當檢測到錯誤信號為“000”時則表示錯誤信號來自熱傳感器。（2）判斷出錯誤信號來自哪個傳感器后就要進一步對傳感器進行錯誤判定，首先判定傳感器是否損壞，如沒有損壞，則轉(zhuǎn)入下一步判斷錯誤類型。例如：當錯誤信號為“00010”時則表示熱傳感器損壞，當信號為“00011”時則對熱傳感器作進一步的錯誤類型判斷。（3）傳感器錯誤類型分為兩類，一類是信號失真錯誤，另一類是人為的誤操作。本系統(tǒng)中對這兩類錯誤都進行了數(shù)字化編碼。例如當編碼為“000110”時則表示是熱傳感器的信號失真錯誤，當編碼為“000111”時為熱傳感器的人為誤操作。3.7.2報警系統(tǒng)錯誤檢測流程圖當報警系統(tǒng)非正常啟動時，就要對各報警系統(tǒng)進行錯誤檢測，其流程如圖3-12所示：圖3-12告警系統(tǒng)錯誤檢測流程圖對上圖的錯誤檢測流程描述如下：（1）首先判斷錯誤信號來自哪個系統(tǒng)，圖中××代表系統(tǒng)種類，規(guī)定“00”為GPS系統(tǒng)，“01”為視頻系統(tǒng)，“10”為聲光告警系統(tǒng)。例如當錯誤信號為“100”時則表示錯誤系統(tǒng)來源為報警系統(tǒng)中的GPS系統(tǒng)。（2）當判定錯誤系統(tǒng)來自哪個系統(tǒng)后，則近一步判斷錯誤類型，本系統(tǒng)對錯誤類型用編碼加以區(qū)分和表示，如當編碼為10000時則表示GPS接入電路損壞，當編碼為10001時則表示GPS系統(tǒng)損壞，且當兩種錯誤發(fā)生時，系統(tǒng)都會自動產(chǎn)生損壞報警。3.8設(shè)計中附加的其他系統(tǒng)3.8.1四輪鎖死系統(tǒng)四輪鎖死系統(tǒng)的功能是當總系統(tǒng)啟動時，該系統(tǒng)隨即啟動，使汽車的四輪被鎖死，從而又給汽車增加了一層安全屏蔽。該系統(tǒng)的開關(guān)安裝在汽車的隱蔽處，可人為控制，當總系統(tǒng)損壞時，可人工開啟抱閘后將車開走。此外，該系統(tǒng)還可由監(jiān)控中心控制，如果偷車人知道本系統(tǒng)的開關(guān)在車中的位置而人為的把系統(tǒng)開啟把車偷走時，還可由監(jiān)控中心遙控該系統(tǒng)再次關(guān)閉，且此時不在受人為控制。在設(shè)置方面只要把無線遙控功能設(shè)為高優(yōu)先級而人為控制設(shè)置為低優(yōu)先級便可實現(xiàn)。其系統(tǒng)流程如圖3-13所示：該系統(tǒng)的無線控制流程描述如下：（1）首先檢查鎖是否正常，如正常則進行鎖狀態(tài)檢測，不正常則進行故障處理。（2）檢查鎖狀態(tài)是否達到要求，若達到要求，系統(tǒng)則發(fā)出自動報警，以警示小偷汽車將被逐步鎖死，若鎖狀態(tài)未達到要求，則近一步進行判定，看是否由于人為的誤操作引起，若是人為因素則進行開鎖狀態(tài)檢測，否則將再次進入鎖控制狀態(tài)，直到把汽車逐步鎖死。（3）考慮到由于可能是人為誤操作開啟報警系統(tǒng)，所以該系統(tǒng)有一個自動詢問過程，當在一定時間內(nèi)得不到車主回復(fù)時，汽車就會進入四輪鎖死狀態(tài)，而逐步地將汽車鎖死。（4）汽車在逐步鎖死的過程中，會有一定的延時，以防止汽車在行駛過程中忽然停止而造成交通事故。（5）當汽車進入鎖死狀態(tài)后，便會一直處于開鎖詢問狀態(tài)，當確認非安全狀態(tài)解除時，監(jiān)控中心便會發(fā)出解鎖狀態(tài)，使鎖狀態(tài)解除。（6）本系統(tǒng)是基于車輛剎車系統(tǒng)的防盜控制，通過機械、液壓、電氣與無線控制相結(jié)合，完美地實現(xiàn)了對四個車輪的鎖死，從而確保車輛的安全。圖3-13四輪鎖死流程圖結(jié)論本設(shè)計是利用DSP芯片技術(shù)，結(jié)合GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)和全球定位系統(tǒng)的新型汽車防盜裝置。該設(shè)計可實現(xiàn)車輛停車后的安全狀態(tài)監(jiān)測，非安全狀態(tài)下的人車對話，以及車輛失竊后的跟蹤定位，而且具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、信息傳播速度快、成本和使用費用較低、盲區(qū)限制較小、具有多重防盜功能等優(yōu)點，為汽車防盜提供了一種新的途徑與思路。在本設(shè)計的實現(xiàn)過程中遇到了很多想到和想不到困難，在老師和同學(xué)的幫助下都一個個得到了圓滿的解決，但由于本設(shè)計的系統(tǒng)較大，個別部分實現(xiàn)難度較高，時間緊迫等原因，系統(tǒng)的部分流程，如檢錯系統(tǒng)，四輪鎖死系統(tǒng)的實現(xiàn)情況跟預(yù)期效果還有一定的差距，以后本人還需要做進一步的改進和設(shè)計。本設(shè)計正是適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需要應(yīng)運而生的，充分利用了現(xiàn)代社會的高科技技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，對汽車安全問題的提高具有重大的意義，相信本系統(tǒng)的出現(xiàn)必將開辟一個汽車防盜史上的新紀元。致謝感謝我的指導(dǎo)老師舒望，他嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格地思路給了我無盡的啟迪。在2個月中，我得到了舒望老師的精心指導(dǎo)。老師治學(xué)嚴謹，思想深邃，為我營造了一種良好的精神氛圍。在老師那里，我不僅接受了全新的思想觀念，學(xué)會了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。相信他他們的思想和工作作風(fēng)會給我以后的工作和學(xué)習(xí)帶來重大的幫助。再此，請允許我對老師再次表示我深深的謝意。如今，大學(xué)將盡，我們即將離開母校，踏上新的征程?；仡櫞髮W(xué)歷程，老師和同學(xué)給予我太多的支持，太多的幫助。在此，我對所有的信息工程學(xué)院的老師表示感謝，并祝你們身體健康，工作順利!也祝我的所有同學(xué)事業(yè)早成，萬事如意！參考文獻1楊波.淺談汽車防盜器的應(yīng)用與發(fā)展.大眾科技，2021,(1):24—25.2劉小虎，謝順依.TMS320F240開發(fā)板的研制.湖北:海軍工程大學(xué),2021.3

王昌鋒,任作新.基于GPRSModem與GPRS的智能汽車防盜系統(tǒng).科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2021,(2):213—2144

王慶香孫炳達基于DSP芯片的汽車定位防盜系統(tǒng)設(shè)計.工業(yè)控制計算機，2021,(19):1—2.5KaplanED.UnderstandingGPS:principlesandapplications.Boston:ArtechHouse,1996.75～1326

池保忠.基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計.科教文匯，2021,(4):170—171.7

王峰.汽車四輪鎖死防盜系統(tǒng)的設(shè)計.科研設(shè)計，2021,(8):31—33.8

孫惠娟,朱瑞祥.汽車防盜裝置的現(xiàn)狀及展望.公路與汽車,2021,(6):13—159

張雄偉，賈沖等.DSP芯片原理與應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,2021.30—3710郭梯云，李建東等.移動通信（第四版）.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2021.270—276

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸無點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會