基于A(yíng)RM的GSM遠程監控系統

摘要：在分析現有汽車(chē)報警器缺點(diǎn)的基礎上，詳細闡述了基于ARM 2410的GSM遠程監控系統的系統設計、硬件設計和軟件設計。該遠程監控系統作為車(chē)載信息系統的一部分，使用支持GSM 的WAVECOM專(zhuān)用通信模塊，具有遠距離、無(wú)噪聲污染和雙向控制等特點(diǎn)。 

關(guān)鍵字：ARM；GSM；遠程監控；WAVECOM；雙向控制

　　1 引言

　　目前，車(chē)載信息系統逐漸成為融合先進(jìn)的電子、計算機、通信技術(shù)的智能交通系統（ITS）中必不可少的部分。車(chē)載信息系統在統一的硬件平臺上集成了汽車(chē)儀表、防盜監控、自動(dòng)導航、媒體播放、瀏覽網(wǎng)絡(luò )等多種信息服務(wù)，與車(chē)內多個(gè)部件的單獨開(kāi)發(fā)集成相比，節省了材料成本及通信成本，有利于汽車(chē)信息的數字化，也有利于提高整車(chē)性?xún)r(jià)比。[1]

　　汽車(chē)監控系統，是車(chē)載信息系統的一個(gè)重要組成部分，為汽車(chē)的防盜提供重要的保障。目前，汽車(chē)監控器的原理主要分為如下三類(lèi)：短程監控和無(wú)線(xiàn)遠程監控和GPS定位監控。常用的近距離聲音監控器一般通過(guò)振動(dòng)傳感器感知被保護物體（如汽車(chē)或保險箱）的異常振動(dòng)，然后驅動(dòng)大功率聲音報警。該監控方式缺點(diǎn)是監控距離短、對環(huán)境產(chǎn)生噪音污染、誤報率高、監控器易被拆卸或遭破壞。普通無(wú)線(xiàn)監控器則是利用專(zhuān)有的無(wú)線(xiàn)電頻率進(jìn)行信息的監控，具有傳輸距離短、易受障礙物干擾等缺點(diǎn)。GPS定位報警器[1]利用現代電子信息技術(shù)、航天技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現汽車(chē)與車(chē)主的實(shí)時(shí)信息反饋，也具有存在“盲區”，費用較高等缺陷。

　　GSM是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中較為成熟、完善、應用廣泛的一種系統。GSM系統集中了現代信源編碼技術(shù)、信道編碼、交織、均衡技術(shù)、數字調制技術(shù)、話(huà)音編碼技術(shù)以及慢調頻技術(shù)，同時(shí)在系統中引入了大量計算機控制和管理，因而保證了數據傳輸的正確性、安全性和可靠性。[2]

　　ARM處理器是目前嵌入式系統中普遍采用的處理器，作為車(chē)載信息系統的硬件平臺，具有體積小、成本低、性能高、內嵌資源豐富等特點(diǎn)。

　　為此，設計了一款基于A(yíng)RM的GSM遠程監控系統，它以GSM網(wǎng)絡(luò )作為通信載體，以ARM 處理器S3C2410作為基本硬件平臺，實(shí)現汽車(chē)狀態(tài)的自動(dòng)監測與及時(shí)控制。

　　2 系統分析

　　基于A(yíng)RM的GSM汽車(chē)監控系統是一種新型的汽車(chē)監控系統，內部嵌入了專(zhuān)用通信模塊。該監控器的工作原理如圖1所示：當傳感器檢測到車(chē)門(mén)開(kāi)啟或是發(fā)動(dòng)機開(kāi)啟信號時(shí)，經(jīng)過(guò)A／D轉換模塊將信號轉換成數字信號并傳送給ARM處理器，ARM處理器分析并處理該信息，將處理的結果（報警信息）以AT命令的形式發(fā)送給無(wú)線(xiàn)通信模塊，無(wú)線(xiàn)通信模塊將報警信號以短信的方式發(fā)送到預定的車(chē)主手機中。車(chē)主根據收到的報警信息回復相應的短信，實(shí)現對汽車(chē)的控制如強迫關(guān)閉發(fā)動(dòng)機或車(chē)門(mén)死鎖等操作。利用GSM網(wǎng)絡(luò )，可以將報警信息傳送到移動(dòng)通訊覆蓋的任何地方，克服了現有技術(shù)報警信號傳送距離有限和噪音污染的缺陷。

　　監控器還應具有修改系統密碼、動(dòng)態(tài)設置監控器的控制與解鎖指令、設置車(chē)主手機號碼等指令，在進(jìn)行這些設置時(shí)需要用戶(hù)在短信中提供密碼以進(jìn)行身份校驗。

圖1  遠程監控器硬件結構示意圖

　　3 硬件設計

　　基于A(yíng)RM的GSM遠程監控系統主要包含S3C2410目標板、TC35i通信模塊、SIM卡模塊、光電耦合器、傳感器、控制器、電源系統等部分組成，如圖2所示。整個(gè)系統可分為三個(gè)部分：

　　1）  監測部分  車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器、發(fā)動(dòng)機振動(dòng)傳感器通過(guò)光電耦合器與S3C2410目標板的GPIO端口相連，對連接傳感器的端口將其配置為輸入模式?？梢詫⑾鄳腉PIO端口與外部中斷源進(jìn)行綁定，當有相應信號產(chǎn)生時(shí)，觸發(fā)中斷，進(jìn)行相應報警事件的處理。

　　2）  控制部分 控制器通過(guò)光電耦合器與目標板的GPIO端口連接，對連接控制器的端口配置為輸出端口。目標板發(fā)出的控制信號經(jīng)控制器放大后去控制鎖定／開(kāi)啟車(chē)門(mén)，或者控制發(fā)動(dòng)機的熄火與啟動(dòng)

　　3）  通信部分 目標板通過(guò)串口與GSM移動(dòng)通信模塊相連接，以進(jìn)行報警信息的發(fā)送或接收車(chē)主發(fā)送過(guò)來(lái)的控制指令及系統配置指令。通信模塊中有一張SIM卡，以實(shí)現對短信發(fā)送者或接收者身份的確定。

　　4）  電源部分 監控系統的電源部分包括目標板供電、控制器及傳感器的供電，由于兩者電壓及電流的不同，這里用光電耦合器進(jìn)行隔斷，以避免控制器中較大的電流對目標板損壞。整個(gè)電源系統可來(lái)自于汽車(chē)蓄電池，這樣汽車(chē)熄火后也可以正常監控。

　　監控程序存儲在目標板存儲器中，監控程序是利用計算機進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)，最后下載固化到目標板中。

 圖2 遠程監控器硬件連接圖