基于GPS/GSM的车载防盗系统

方盛江丁育伟贺无名余强国

1.湖州师范学院信息工程学院电子信息工程系;2.湖州泰仑电力自动化

基于GPS/GSM的车载防盗系统

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1.湖州师范学院信息工程学院电子信息工程系;2.湖州泰仑电力自动化

给出了基于GPS/GSM的车载防盗系统的设计方法。该系统以高性能ARM9为控制核心,结合了GPS的定位功能和GSM/GPRS无线通信技术实现汽车防盗,当汽车受到侵害时,车主能够及时获得车内图像信息和车的位置信息。

GSM /GPRS；车载防盗系统；嵌入式；A R M9

该项目获得浙江省新苗人才计划项目（2008R40G2200015）支持

引言

随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，但汽车的盗窃日益猖獗，为了有效地防止汽车被盗，基于GPS定位技术的车载定位系统被运用于车辆监控中去。由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游,具有网络能力强的特点, 利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能,性能稳定,为远程数据传送和监控设备的 通信提供了一个强大的支持平台。因此利用短信来实现报警是一个非常可行的方案。

本设计基于GPS/GSM的车载防盗系统,以高性能ARM9为控制核心,结合了GPS的定位功能和GPRS 无线通信技术,并采用了在实现已有防盗器现有各种功能的基础上,开发了远程控制功能和图像捕捉功能,使车主随时随地获取当前的汽车行驶状态,一旦汽车被盗,车主能够及时知晓,并获得车内图像信息，结合GSM /GPRS无线传输技术对汽车实现远距离控制，提高了汽车防盗系统的安全性。

1 系统工作原理

本系统把ARM9嵌入式微处理器、GSM技术和GPS技术有机结合一起，制作成为一个同时具有防盗和定位的系统。系统的工作原理如下:汽车停车后，车主启动防盗模式离开汽车, 系统进入监控状态，信号采集系统中的传感器检测模块处于工作状态，当传感器检测模块检测到的有人非法入侵车内时，系统打开针孔摄像头捕捉图像，通过系统分析,生成报警信息，并通过嵌入式控器控制GSM 模块拨打用户手机，并发送报警短信和车内图像彩信，并发送GPS坐标到用户手机，车主可以随时随地用手机对汽车的进行监控和监听及了解到车所在的地理位置，可通过发短信实现汽车发出控制指令,其家里人也可以通过手机对GSM进行发短信的形式了解其亲人的具体位置及情况。

2 系统硬件设计

本系统总体框图如图1所示, 它由ARM9 S3C2440嵌入式微处理器模块、存储器模块、GSM模块、GPS模块、汽车传感器模块、汽车传感器模块组成。

图1 系统总体框图

2.1 微处理器模块

本设计中采用基于ARM9 S3C2440的嵌入式微处理控制器技术，S3C2440是三星公司一款性价比比较高的32位R I S C嵌入式微处理器，它采用了ARM920T核、5级流水线，内部带有全性能的MMU(能支持WinCE、嵌入式Linux等多种嵌入式05)，运行速度高达203MHz，支持USB11的USB接口，S3C2440 本身总共有3 个串口UART0、1、2，而且拥有丰富的其他接口以备方便扩展功能。为了能够方便处理图像，系统内存使用了两片外接的32M bytes 总共64M bytes 的SDRAM 芯片(型号为:HY57V561620FTP)，还使用了Nand Flash，型号为K9F1208，大小为64Mbyte,用来存放启动代码(Bootloader)、Linux内核映像、文件系统，另外还有应用程序。利用这款芯片组成的嵌入式系统外接电路简单、功能强大、价格低廉，非常符合本设计的要求。

2.2 传感器检测电路

用此部分电路采集与检测外界对车辆的作用,系统采用了3 种传感器检测电路对车辆状况进行监测:加速传感器采Freescale半导体公司的MMA6260Q芯片的XY轴加速度传感器和 MMA1260D芯片的Z轴加速度传感器。加速度传感器信号通过AIN1-AIN6 与ARM9 S3C2440的嵌入式微处理器连接。对汽车震动、震动、倾斜、提升、移动和玻璃破碎时根据设定的条件做出报警反应，从而实现防盗报警功能；人体红外传感器实现人进入车内的检测，人体红外传感器由热释电红外传感器和专用处理芯片BISS001 组成，通过检测人体发射的红外线产生开关电信号。 采用干簧管和电磁铁构成断线式报警检测电路，用于发动机盖、监控车门、后备箱门和油箱盖等的开启状态[1][2]。

2.3 GPS模块

GPS模块主要完成汽车GPS数据的接收，系统选用DP310GPS模块，采用SiRF第二代高效能芯片（具有12条通道，最多时可收到12颗GPS卫星信号）进行比较解算，可选用速度、位置、海拔等相关数据，价格低廉，精度较高。该GPS模块通过串口UART1与ARM9相连接

2.4 GSM/GPRS 通信模块

GSM/GPRS模块采用WAVECOM Q2406B。它具有支持GPRS class 10的硬件能力，内置完善的TCP/IP协议栈。其在应用系统中很容易集成。可传输语音和数据信号,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM 卡读卡器和天线,其数据接口通过A T 指令可双向传输指令和数据,而且能保证很高的连通率。它通过串行接口与S3C2440的串口UART0相连,采用异步串行通信。报警信息通过WAVECOM Q2406B模块向用户发送相应的报警短消息，车主接收到报警短消息后,可以根据报警的种类通过WAVECOM Q2406B向系统发送短消息,系统根据短消息进行相应的操作。

2.5 执行模块

车主可以方便地通过手机短信发送指令, WAVECOM Q2406B模块把指令短信送往嵌入式CPU进行“警报解除”、“汽车锁死”等操作。

2.6 摄像模块

在车载防盗系统中，摄像头采用以ov511为主控芯片的摄像头(网眼2000)。由于Linux内核包含了对ov511驱动的支持，所以不用再自己开发摄像头的驱动程序，只需在定制内核的时候，选中相关的功能，当Linux正常启动后，如果插上摄像头，如果驱动成功加载，将为摄像头创建设备文件/dev/v4l/device0，上层应用程序即可通过此设备文件访问摄像头，完成图像的拍摄[3]。

3 系统软件实现

系统可以分为四个独立的任务，采用多线程的方式实现。四个独立的线程为（1）主线程:完成系统初始化，并监控按键设备文件、串口0设备文件和传感器设备文件，当有事件发生时，通知子线程工作。（2）GPS数据采集线程:实现访问GPS模组获得汽车GPS的定位信息；（3）G P R S通信线程:访问GPRS模组，实现向指定手机发送含有GPS和图像信息的短消息；（4）图像采集线程:访问摄像头，实现捕捉图像，将图像按照WAP协议封装成MMS数据报形式,MMS数据报封装格式符合MMS CLIENT端协议[4]。主程序运行流程如图3所示。

系统通过AT指令访问GSM/GPRS模组来实现短消息收发。MMS彩信只要实现发送就可以了，首先由ARM9将MMS数据通过串口发往GSM/GPRS模组， GPRS模组将MMS数据报封装成UDP /TCP 格式, 通过GPRS网络发送到彩信服务器。MMS的收发方式采用现在通用的WAP方式。

图2 GPS模块接口

图3 程序流程图

4 结束语

本系统以ARM9的嵌入式微处理控制器技术为核心，充分利用了GPRS 网络优势，通过扩展GPS模块、GSM模块和摄像模块等，实现了基于GPS/GSM的车载防盗系统。该系统防盗性能严密可靠、功能强大，为移动车辆实施动态控制提供了有力帮助，能够达到远程防盗报警的要求,其实用效果好,有很好的发展前景。

[1] 孙智涛,王振臣,焦敏.基于ARM的汽车防盗系统的设计.电子器件[J].2009, 32（1）:122-124

[2] 范海健.基于GPS/GSM/GPRS车在定位监控终端的研究与设计[M].上海交大硕士论文.2008-05.

[3] 李昌达.基于GPS/GPRS车载图像监控终端的设计与实现[M]，电子科技大学硕士论文.2008: 53-58

[4] 陈荣保,曹军,李志勇.基于GSM /GPRS的嵌入式汽车防盗系统.自动化仪表[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