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概述 隨著人們生活水平的提高，汽車已逐步進入家庭，對汽車防盜的要求越來越高。盡管市場上的汽車防盜器正逐步改善，但這些防盜器主要采用呼叫報警、高壓電擊等， 伴隨科學技術的發展，汽車偷盜技術也越來越高，使人防不勝防。汽車防盜無論是對汽車 制造商還是社會保險業都具有極其重要的研究價值，針對目前世界范圍內汽車盜竊案的上升趨勢，各汽車廠家都在不斷地改進防盜技術，尤其是隨著微電子技術的進步，汽車防盜技術 已向著自動化、智能化方向發展。 從上世紀末美國正式建成GPS系統并投入使用以來，GPS技術已深入到人類經濟發展的各個領域。GPS市場目前已有相當規模，尤以車輛定位導航領域的市場份額最大，增長最快。最近的統計表明，2000年安裝了GPS接收機的車輛導航系統的銷售額由1996年的5億美元增長 到30億美元，并且這種趨勢還將繼續下去。在這種市場的誘惑下，世界各國對車輛導航和定位技術展開了大量研究。目前我國汽車GPS定位導航還處在萌芽階段，特種車輛的GPS導航設備和應用系統已經開始啟動，如：各有關部門已在運鈔車、急救車、公交車、巡邏車、迎賓車、囚車等專用車輛采用GPS監控全過程、引導和指揮。 GSM格式是目前手機使用的主要制式，在市場上占有80%以上的份額。把GPS與GSM結合起來， 不僅可以利用GPS技術進行汽車的全球定位，實現良好的導航，而且可以利用GSM網絡廣泛的覆蓋面積和短信功能，使車主對汽車當前狀態有及時了解，從而整體提高汽車的導航 防盜性能。 1 系統體系結構設計 基于DSP芯片，由GPS模塊、GSM無線通信模塊以及必要的輔助電路組成的汽車 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模塊都通過串口控制，G SM模塊與DSP本身的串口連接，利用8251擴展一個串口供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機運行初始化后，將處于不停地接收汽車位置信息的狀態中，同 時系統也在等待檢測狀態和接收用戶查詢消息的中斷。一旦有一中斷產生就會轉移到相應的 中斷處理子程序。若系統的設防信號無效，則控制系統不進行上述操作。 系統在設防信號有效后，DSP主要循環處理GPS接收機接收到的位置信息。每 一次有獲得新電文標志，則調用子程序進行電文處理，主要是分離電文中有用的信息如經緯 度、時間和校驗和等，并把這些數據存入指定的存儲空間。無線通信模塊TC35T也是通過串口和DSP進行信息交換的，在此串口接收是用中斷來取得使用控制器的權力。如有異常車況 發生如設防情況下的車門開啟、發動機啟動等也將會向DSP發出中斷請求。在軟件中把TC35T 引起的中斷設為低優先級，即在車況發生異樣同時有車主主動查詢消息，則DSP控制器不會 響應TC35T的中斷申請。 若DSP控制器接收到中斷申請，并判斷檢測到是發動機啟動信號引起中斷(可以延時一定時間 如100 ms再檢測一次，仍然有效才確定為啟動信號有效，這樣可以防止誤操作)。系統將處 理發動機啟動中斷服務子程序，即將發送短消息(the engine is running)給用戶(也可以設定發送次數)。如果車主沒有及時作出回應，隔5 min可以再發一次，并且發出間隔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(在本次模擬實驗中是兩個指示燈點亮)，20 s后抱閘信號也處于有效；同時把處理結果和當前GPS接收機接收到的位置信息通 過無線通信發送給車主。同理，若檢測到左車門、右車門被破壞的信號或有震動時，除了發送給車主的短消息內容不一樣外其他處理方法類似。 當用戶手機發送檢測狀態(check status)短消息要求控制系統返回當前狀態時，控制系統會 根據目前系統的狀態來做不同的響應：當未處于設防狀態時，控制系統處于還沒設防(defen ses isnt it set)的短消息給用戶；當處于設防狀態下，系統完好則會發送狀態完好(all is ok)的短消息給用戶。若系統已經遭到破壞則一般已經采取過相應的處理措施如首先鎖車，則此時會發送鎖車(the engine is locked)短消息給用戶，并會把進一步處理方法同時發送通知用戶。若要解鎖，需要用戶發送一定的密碼同時發送解鎖(unlock engine)信息給控制系統，才能有效的解鎖。其他情況按照類似的方法處理。 2 系統可行性分析 2.1DSP技術 DSP具有極其高速的數字處理能力和很大的運算量。因此，它能滿足高效實時信號處理的要求。這種新器件的特點如下： ? (1)采用哈佛(HARVARD)結構，高度并行運算大大提高運算速度； (2)芯片內配置了一個或多個硬件乘法器和累加器，能實現單指令乘、加運算和變址運算； (3)芯片內專門設置了功能很強的專用指令，可以實現指令的重疊運行； (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增加了硬件循環控制，當完成循環初始化后。實際運行中循環不再消耗指令周期。大大提高了數字信號處理的運算速度； (6)DSP成本低、銷售價格逐年降低。 在DSP領域中，德州(TI)公司的產品及其配套技術與開發工具目前在市場上得到了廣泛應用。文中采用的TMS320LF240是TMS320C24x系列之一。TMS320LF24x也稱為DSP控制器，是TI公司1997年推出的性價比較高的16位定點DSPs，是專門針對電機、逆變器、機器人、數控機床等控制而設計的。 由于目前的研究仍處于模擬階段，檢測車況的信號是由開關來觸發的，對車況信號的反應是通過是否點亮指示燈來判斷，所以板外的電路相對簡單。DSP控制器是通過串口控制GPS接收模 塊和無線通信模塊GSM的，而TMS320LF240只有一個串口所以需要擴展串口。另外監測狀態都 是通過中斷來觸發DSP控制功能的，TMS320LF240只有3個外部可屏蔽中斷源，所以也需要對外部中斷進行擴展。其他被使用的端口都可以設定為一般的I／O口。 2.2GPS基本原理 美國從1973年開始籌建全球定位系統GPS，并于1994年全部投入使用。全球定位系統(GPS)由3個區段組成：GPS衛星星座、地面控制／監視網絡和用戶接收設備。其中用戶設備主要是一個衛星訊號接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C／A電碼，進行最簡單的虛擬距離定位，也是一般車輛定位所使用的機型。其中必須注意的是：GPS衛星產生兩種不同的載波來承載所有電碼與訊息，其中C／A碼僅調置在L1載波上，P碼則分別調置在L1與L2載波上，并區別為P1與P2電碼。一般用戶使用的GPS接收模塊的功能框圖如圖2所示。主要由頻率接收處理電路和信號處理器組成。現在為了保存近期一定的位置信息同時添加了程序存儲器和數據存儲器，其中I／O接口包括串口和通用數據口等直接供用戶使用。 2.3GSM短消息業務 GSM系統可以提供兩大業務，即基本業務和補充業務。基本業務包括電信業務和承載業務；補充業務則不單獨提供，是對基本業務的補充。 GSM提供的電信業務有電話、短消息和傳真等。短消息業務是GSM系統中惟一不要求建立端－端業務路徑的業務，即使移動臺已處于完全電路性通信情形下亦可進行短消息傳輸，就是說一個消息的傳輸就構成了一次通信。 使用的TC35T無線GSM通信終端是西門子公司在無線模塊TC35上集成必要的接口而成的。用TC35T模塊來做發送接收設備，利用短消息的傳送實現車主和車上控制之間有關汽車 位置信息和監測控制信息的交換。這種方式具有通信成本低、頻譜利用率高、系統容量大、業務種類多、保密性能好、抗干擾能力強、通話質量高、自動漫游等優點，它利用信令信道傳輸，不用撥號建立連接，直接把要發的信息加上目的地址發送到短消息服務中心，由短消息服務中心再發給最終的信宿，是目前應用廣泛的通信方案。? 3 結語 文中把汽車定位和防盜功能結合起來考慮，在設備的安裝上不會存在重復，同時也把防盜、定位都提高到智能化這一層次上來，同時也為網絡化發展奠定了基礎；采用DSP和TMS320LF240系列作為控制器，有諸多其他控制器沒有的優點。 |
