DIY汽車(chē)防盜模塊，系統解決方案，軟硬件架構

1. 引言

1.1. 背景

本文在傳統防盜系統的基礎上采用了嵌入式系統理念，提出了一種新的全方位汽車(chē)安全解決方案，在PSoC3硬件開(kāi)發(fā)平臺上設計出具有遠程監控功能的智能車(chē)鎖，為汽車(chē)防盜系統的遠程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展提供了良好的應用基礎。終端由于安裝方便、靈活性強、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)在汽車(chē)防盜等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。

1.2. 國內外的研究狀況

系統主要由幾個(gè)模塊組成：指紋識別模塊、GPS模塊和GPRS模塊?，F逐一介紹下各個(gè)技術(shù)在國內外發(fā)展情況。

(一)指紋識別

目前世界范圍內應用最廣泛、市場(chǎng)占有率最高的身份識別方法是傳統的指紋識別技術(shù)與現代的模式識別技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相結合的指紋自動(dòng)識別系統(Automated Fingerprint Identification System, AFIS)。在我國，上世紀八十年代末九十年代初，由清華大學(xué)和北京市公安局，北京大學(xué)和上海市公安局研究的單機版AFIS分別投入實(shí)用。

(二)GPS

全球定位系統(Global Position System)技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，使用也比較方便。由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會(huì )發(fā)展的各個(gè)應用領(lǐng)域。至今，通過(guò)專(zhuān)用的GPS模塊已經(jīng)可方便的獲得車(chē)載GPS智能終端所在的全球定位目標，且定位精度高，近幾年隨著(zhù)GSM/GPRS網(wǎng)在中國的普及，車(chē)載終端通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)與監控中心通訊的方式已經(jīng)成為最受歡迎的方式。

(三)GPRS

通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是GSM移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)可用的一種移動(dòng)數據業(yè)務(wù)。它經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說(shuō)這項技術(shù)位于第二代(2G)和第三代(3G)移動(dòng)通訊技術(shù)之間。它通過(guò)利用GSM網(wǎng)絡(luò )中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過(guò)增加相應的功能實(shí)體和對現有的基站系統進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現分組交換，這種改造的投入相對來(lái)說(shuō)并不大，但得到的用戶(hù)數據速率卻相當可觀(guān)。

2. 項目概述

2.1. 工作內容

本項目旨在PSoC3平臺上，設計出智能車(chē)鎖終端。該終端利用GPRS，可通過(guò)短信發(fā)出控制信息，使汽車(chē)處于遠程監控狀態(tài)，同時(shí)可從GPS定位系統的接口獲取地理位置信息，將其傳至用戶(hù)手機上。因此，它不僅能夠實(shí)現防盜報警功能，而且能夠對被盜汽車(chē)進(jìn)行跟蹤定位和遠程控制。加之系統利用指紋識別技術(shù)和振動(dòng)傳感器實(shí)現安全開(kāi)鎖，多重保險，集防盜和遠程監控功能于一體。

圖1 系統組成結構

基于GPRS構建的汽車(chē)防盜監控系統的車(chē)載端系統，在車(chē)主和車(chē)載終端之間形成了交互平臺，可以實(shí)現以下功能：

1、將指紋識別系統與車(chē)載終端相連，當指紋確認后，打開(kāi)車(chē)鎖(用繼電器模擬的車(chē)鎖);

2、用戶(hù)可通過(guò)GPRS控制車(chē)載終端開(kāi)啟、終止GPS工作.同時(shí)模塊可從GPS單元接收位置信息，通過(guò)GPRS轉發(fā)用戶(hù)手機上;

3、將車(chē)載終端與震動(dòng)傳感器相連，當發(fā)生劇烈震動(dòng)時(shí)，發(fā)出報警信號，同時(shí)車(chē)載終端通過(guò)GPRS向用戶(hù)報警;

4、車(chē)載終端也可通過(guò)GPRS單元將現場(chǎng)圖片上傳給用戶(hù)。

1.1. 項目技術(shù)路線(xiàn)和技術(shù)指標

1.1.1 技術(shù)路線(xiàn)

指紋識別模塊的作用是打開(kāi)車(chē)鎖。它使用戶(hù)在忘記帶鑰匙的時(shí)候也可以安全的打開(kāi)車(chē)門(mén)。首先通過(guò)光學(xué)采集頭獲取車(chē)主指紋的圖像，和模塊內的指紋模板進(jìn)行匹配，計算出它們的相似程度，當相似度達到一定數值的時(shí)候，模塊返回指令控制鎖打開(kāi)。

為了完成數據的傳輸，用戶(hù)通過(guò)手機向GPRS模塊發(fā)送AT指令，控制移動(dòng)終端的通信過(guò)程。同時(shí)移動(dòng)終端也可以借助GPRS提供的網(wǎng)關(guān)和路由接入Internet，并通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議完成與Internet上主機傳輸數據的任務(wù)。

安裝在車(chē)上的震動(dòng)感應器采用壓電陶瓷片，當敲打擠壓其表面時(shí)，能產(chǎn)生一個(gè)微小的電壓。為了提高其靈敏度，可在陶瓷片上焊一截彈簧，上有一個(gè)小錘，受到振動(dòng)時(shí)，小錘擺動(dòng)，引起陶瓷片表面振動(dòng)，產(chǎn)生微小的電壓輸出，經(jīng)放大進(jìn)入一個(gè)比較器，當其值大于設定的門(mén)限電位時(shí)，啟動(dòng)GPS定位系統開(kāi)始工作，向主機傳送所在地的位置信息。此時(shí)，車(chē)主可以通過(guò)地點(diǎn)來(lái)判斷車(chē)子的狀況，可以根據具體情況判斷是否關(guān)閉GPS，并將執行結果通過(guò)Command(“1”：不鳴笛;“2”：鳴笛)發(fā)送給車(chē)鎖，由車(chē)鎖中的蜂鳴器及聲音放大器執行執行報警或非報警指令。 1.1.2 技術(shù)指標

1. 數據傳送速率9.6 ~19.2kbps;

2. 控制口：采用28PIN接口，有良好的可擴展性;

3. GPS定位精度：25M (SA OFF RSM 95%);

4. GPS數據信息的記錄：循環(huán)保存GPS數據;

5. 8Mbit數據緩沖區;

6. GPRS發(fā)射功率：≤0.3W;

7. 工作電壓： 5V~12V;

8. 工作電流：≤140mA;

9. 工作條件：溫度 –20~60℃

1.2. 可行性分析

在國外，指紋識別車(chē)鎖日漸盛行，但國內市場(chǎng)并未充分開(kāi)發(fā)。本項目在指紋識別方面的研究可以借鑒大量國外的資料。無(wú)線(xiàn)監測技術(shù)已經(jīng)大量地運用于各種場(chǎng)合，相應產(chǎn)品也日臻成熟;現用的汽車(chē)防盜系統都采用了振動(dòng)傳感器的技術(shù)。本項目是將幾種較為成熟的技術(shù)相互融合，實(shí)現預期目的，因此具有較好的可行性。