辽宁交通高等专科学校辽宁省交通高等专科学校毕 业 设 计 文 件设计论文题目汽车防盗系统系部汽车工程系专业汽车检测与维修 姓名班级学号 完成期限 指导教师职称教师摘 要汽车防盗系统由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。.关键词: 报警、控制、通讯、定位。AbstractCar alarm system consists of GPRS mobile communications network intelligent anti-theft vehicle positioning system consists of signal acquisition system, alarm systems, control systems, communication systems and other components. GPS with the vehicle location, anti-robbery alarm, network security, remote shutdown, car monitor, anchored rescue, navigation and other functions manually. Keywords: the police, control and communication, positioning.目录引 言31. 汽车防盗系统硬件组成及功能52. 汽车防盗系统硬件设计62.1 DSP中央处理器的选择及相应接口电路的设计62.2 传感器系统82.3 报警系统112.4 控制系统122.5 通讯系统12 2.6 监控中心132.7智能防盗监测系统的两种工作模式143. 汽车防盗系统的软件设计153.2 DSP中央处理器工作流程的设计163.3 报警系统软件设计173.5 传感系统软件设计193.6 GPS系统软件设计223.7 汽车防盗系统中的检错系统233.8 设计中附加的其他系统25结 论27致 谢28参考文献29引 言汽车日益成为人们生活中不可缺少的部分，然而，令汽车用户担忧的是车辆被盗现象呈逐年上升趋势。本文旨在设计一个方便可靠，功能强大的汽车报警器。当汽车遭遇到危险情况时，立即启动警报，同时发送相应信息到指定的手机上，通知车主有异常情况。车主可以通过手机监听车内情况并控制汽车，以有效地防止汽车被盗。此外，若在车内加一个紧急按钮，不仅可以在车主遇到抢劫或其他危险情况时，向外界求助，也可以帮助警方对车子进行定位。考虑到时间和成本问题，本文仅针对振动信息的检测、车辆信息的传输与控制问题进行重点研究。1. 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：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。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2. 汽车防盗系统硬件设计 2.1 DSP中央处理器的选择及相应接口电路的设计2.1.1 TMS320F240 DSP芯片和GPRS Modem (1) TMS320F240 DSP芯片介绍本设计中，系统选用了TMS320F240 DSP芯片，现对芯片简单介绍如下：TMS320F240是TI(Texas Instruments)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I/O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。2.1.2 DSP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I/O口。TMS320F240的I/O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I/O做通用的I/O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。CAP1 PWM7 CAP2 PWM8CAP3 PWM9TMS320F240芯片CAP4SCI SPI 振动信号热信号发动机信号电流变化信号GPR网络模块本地报警视频设备8251GPS模块四轮锁死驱动电路 图2-1 DSP串行接口电路图框 2.1.3 DSP芯片存贮器的扩展电路 TMS320F240 有两种运行方式，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128K8 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。如图2-2所示。A0A15SRAM1PSIS61C1024D0-D7 OEA0-A15 CE1 D0D7R/WWEIS61C1024 D8-D15 OEA0-A15 WE CE1A16D8-D15R/WWEPSDSDS 图2-2 IS61C1024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所示。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、后货箱门、发动机盖和油箱盖开启状态。 本设计用的是断线式传感器如图2-4所示。图2-4断线式传感器（3）电磁继电器检测电路（包含在四轮锁死系统）用于控制发动机点火。继电器的开关可方便地切换到正常启动和防盗报警两种状态。同时对电气线路进行监测。本设计使用的是通用继电器类-842，如图2-5所示。图2-5通用继电器类-842（4）滚珠式触发传感器检测电路监测车辆是否被拖动，当车辆被非法拖动时，传感器中的滚珠会发生振动或者滚动，进而产生电信号。本设计使用的是霍尔转速传感器，如图2-6所示。图2-6霍尔转速传感器（5）热传感器检测电路车内失火报警。本设计使用的是温度传感器，如图2-7所示。图2-7温度传感器2.3 报警系统本设计中的报警系统包括GPS定位系统和声光报警系统二部分，现把这二部分的功能和作用介绍如