基于DSP技術(shù)的汽車(chē)定位防盜系統體系結構研究

　　隨著(zhù)人們生活水平的提高，汽車(chē)已逐步進(jìn)入家庭，對汽車(chē)防盜的要求越來(lái)越高。盡管市場(chǎng)上的汽車(chē)防盜器正逐步改善，但這些防盜器主要采用呼叫報警、高壓電擊等，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)偷盜技術(shù)也越來(lái)越高，使人防不勝防。汽車(chē)防盜無(wú)論是對汽車(chē)制造商還是社會(huì )保險業(yè)都具有極其重要的研究?jì)r(jià)值，針對目前世界范圍內汽車(chē)盜竊案的上升趨勢，各汽車(chē)廠(chǎng)家都在不斷地改進(jìn)防盜技術(shù)，尤其是隨著(zhù)微電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)防盜技術(shù)已向著(zhù)自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。

　　從上世紀末美國正式建成GPS系統并投入使用以來(lái)，GPS技術(shù)已深入到人類(lèi)經(jīng)濟發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。GPS市場(chǎng)目前已有相當規模，尤以車(chē)輛定位導航領(lǐng)域的市場(chǎng)份額最大，增長(cháng)最快。最近的統計表明，2000年安裝了GPS接收機的車(chē)輛導航系統的銷(xiāo)售額由1996年的5億美元增長(cháng)到30億美元，并且這種趨勢還將繼續下去。在這種市場(chǎng)的誘惑下，世界各國對車(chē)輛導航和定位技術(shù)展開(kāi)了大量研究。目前我國汽車(chē)GPS定位導航還處在萌芽階段，特種車(chē)輛的GPS導航設備和應用系統已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)，如：各有關(guān)部門(mén)已在運鈔車(chē)、急救車(chē)、公交車(chē)、巡邏車(chē)、迎賓車(chē)、囚車(chē)等專(zhuān)用車(chē)輛采用GPS監控全過(guò)程、引導和指揮。

　　GSM格式是目前手機使用的主要制式，在市場(chǎng)上占有80%以上的份額。把GPS與GSM結合起來(lái)，不僅可以利用GPS技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)的全球定位，實(shí)現良好的導航，而且可以利用GSM網(wǎng)絡(luò )廣泛的覆蓋面積和短信功能，使車(chē)主對汽車(chē)當前狀態(tài)有及時(shí)了解，從而整體提高汽車(chē)的導航防盜性能。

　　1系統體系結構設計

　　基于DSP芯片，由GPS模塊、GSM無(wú)線(xiàn)通信模塊以及必要的輔助電路組成的汽車(chē)定位防盜功能系統結構框圖如圖1所示。在圖1中，DSP對于GPS和GSM模塊都通過(guò)串口控制，G SM模塊與DSP本身的串口連接，利用8251擴展一個(gè)串口供GPS模塊使用。檢測控制及其輔助電路都可以直接使用DSP的I/O口。TMS320LF240的DSP芯片的I/O端口都具有復用功能，因此只需在控制寄存器中設置信息使I/O作為通用I/O即可。

　　以DSP為控制器的系統在開(kāi)機運行初始化后，將處于不停地接收汽車(chē)位置信息的狀態(tài)中，同時(shí)系統也在等待檢測狀態(tài)和接收用戶(hù)查詢(xún)消息的中斷。一旦有一中斷產(chǎn)生就會(huì )轉移到相應的中斷處理子程序。若系統的設防信號無(wú)效，則控制系統不進(jìn)行上述操作。

　　系統在設防信號有效后，DSP主要循環(huán)處理GPS接收機接收到的位置信息。每一次有獲得新電文標志，則調用子程序進(jìn)行電文處理，主要是分離電文中有用的信息如經(jīng)緯度、時(shí)間和校驗和等，并把這些數據存入指定的存儲空間。無(wú)線(xiàn)通信模塊TC35T也是通過(guò)串口和DSP進(jìn)行信息交換的，在此串口接收是用中斷來(lái)取得使用控制器的權力。如有異常車(chē)況發(fā)生如設防情況下的車(chē)門(mén)開(kāi)啟、發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)等也將會(huì )向DSP發(fā)出中斷請求。在軟件中把TC35T 引起的中斷設為低優(yōu)先級，即在車(chē)況發(fā)生異樣同時(shí)有車(chē)主主動(dòng)查詢(xún)消息，則DSP控制器不會(huì ) 響應TC35T的中斷申請。

　　若DSP控制器接收到中斷申請，并判斷檢測到是發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)信號引起中斷(可以延時(shí)一定時(shí)間 如100 ms再檢測一次，仍然有效才確定為啟動(dòng)信號有效，這樣可以防止誤操作)。系統將處 理發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)中斷服務(wù)子程序，即將發(fā)送短消息(the engine is running)給用戶(hù)(也可以設定發(fā)送次數)。如果車(chē)主沒(méi)有及時(shí)作出回應，隔5 min可以再發(fā)一次，并且發(fā)出間隔1 min，每次持續30 s本地報警信號;斷電、斷油的信號立即有效(在本次模擬實(shí)驗中是兩個(gè)指示燈點(diǎn)亮)，20 s后抱閘信號也處于有效;同時(shí)把處理結果和當前GPS接收機接收到的位置信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信發(fā)送給車(chē)主。同理，若檢測到左車(chē)門(mén)、右車(chē)門(mén)被破壞的信號或有震動(dòng)時(shí)，除了發(fā)送給車(chē)主的短消息內容不一樣外其他處理方法類(lèi)似。

　　當用戶(hù)手機發(fā)送檢測狀態(tài)(check status)短消息要求控制系統返回當前狀態(tài)時(shí)，控制系統會(huì )根據目前系統的狀態(tài)來(lái)做不同的響應：當未處于設防狀態(tài)時(shí)，控制系統處于還沒(méi)設防(defen ses isnt it set)的短消息給用戶(hù);當處于設防狀態(tài)下，系統完好則會(huì )發(fā)送狀態(tài)完好(all is ok)的短消息給用戶(hù)。若系統已經(jīng)遭到破壞則一般已經(jīng)采取過(guò)相應的處理措施如首先鎖車(chē)，則此時(shí)會(huì )發(fā)送鎖車(chē)(the engine is locked)短消息給用戶(hù)，并會(huì )把進(jìn)一步處理方法同時(shí)發(fā)送通知用戶(hù)。若要解鎖，需要用戶(hù)發(fā)送一定的密碼同時(shí)發(fā)送解鎖(unlock engine)信息給控制系統，才能有效的解鎖。其他情況按照類(lèi)似的方法處理。

　　2系統可行性分析

　　2.1DSP技術(shù)

　　DSP具有極其高速的數字處理能力和很大的運算量。因此，它能滿(mǎn)足高效實(shí)時(shí)信號處理的要求。這種新器件的特點(diǎn)如下：

　　(1)采用哈佛(HARVARD)結構，高度并行運算大大提高運算速度;

　　(2)芯片內配置了一個(gè)或多個(gè)硬件乘法器和累加器，能實(shí)現單指令乘、加運算和變址運算;

　　(3)芯片內專(zhuān)門(mén)設置了功能很強的專(zhuān)用指令，可以實(shí)現指令的重疊運行;

　　(4)芯片內設置了多種功能很強的外圍器件和接口，使其運算速度比PC機要快很多倍;

　　(5)DSP增加了硬件循環(huán)控制，當完成循環(huán)初始化后。實(shí)際運行中循環(huán)不再消耗指令周期。大大提高了數字信號處理的運算速度;

　　(6)DSP成本低、銷(xiāo)售價(jià)格逐年降低。