智能防丢车和车辆定位系统

王思敏 邢洋洋 周玲 卢亚玲

【摘要】基于高级RSIC微处理器[1]（Advanced RSIC Machine，简称ARM）技术，采用无线通讯网络及GPS（Global Positioning System）全球定位系统提出了一种网络型汽车监控系统，该系统由Atmel的AT91RM9200微处理器、SIM300无线模块[2]、GPS接收机及防盗传感器[3]等组成。微处理器对收集到的信息进行处理，确认后可锁定汽车油箱阀门禁止漏油以迫使汽车安全停止，并同时向车主手机和网络服务器发送信息，以实现汽车监控，防止被盗。

【关键词】高级微处理器;SIM300;全球定位系统;传感器;汽车监控

Abstract：Based on ARM，the paper introduces a net intelligent Auto Control System which adopt the Wireless Communication Network and Global Positioning System.The whole system is made up of AT91RM-9200，SIM300，GPS and transducers.The signals，collected by the transducers，are processed and judged by the microprocessor，if a car is stolen，the system will lock the tank of the car so that che automobile stop safety，through MCU after confirm and send the message to the car owners mobile phone and the network server，which makes auto control.

Key Words：ARM;Auto Control System;GPS;transducers

引言

当前国内经济迅猛发展，人民生活水平提高，购车已成为普遍消费，私人汽车日益增多，但车辆治安状况恶化，汽车被盗时有发生，汽车的防盗与定位也成为市场的一大需求。目前汽车防盗系统存在功能简单、可靠性低、误报警、报警距离短等缺点。而本系统利用GPS（Global Positioning System——全球卫星定位系统）提供了一种可靠有效的车辆定位方法，和GSM（global system for mobile communications）全球移动通信系统无线通信技术可将定位数据信息迅速传递到接收端，两者结合形成GPS/GSM车辆监控系统为解决以上问题找到了一个很好的解决办法。如果车主有一部收发短信消息的GSM手机防盗系统就可以实现实时报警并且GPS可确定具体车辆的方位信息，便于查找丢失的汽车。本文在对目前各种常规汽车防盗装置的不足进行分析的基础上研究一种基于GPS/GSM的智能车辆防盗系统的软硬件设计方案及其实现。系统的微处理器对传感器采集到的信息进行处理，向车主手机发送警报短信和网络服务器发出GPS定位的经纬度信息，车主收到短信后发送反馈信息[4]，锁死汽车油箱使汽车被迫安全停车，并拉响汽车警报，以实现汽车监控和防止被盗。

一、系统硬件原理图构造

在传统防丢车系统的系统中，车辆被丢后的反馈信息大多都是通过控制车辆的电路及驱轮的传动装置，这样以迫使车辆停车，而当车辆急速行驶在拥挤的道路上时，急速停车容易造成交通事故，不仅造成财产损失，严重的还会造成生命危害;而本系统经过讨论及实验验证，在车辆的反馈信息部分进行改进，在车辆接收到反馈信息后，MCU[5]向油箱发出控制信息，断掉邮箱阀门，使车辆能在一定安全距离范围内停车，从而避免交通事故。

图一 系统硬件原理图构造

Fig.1 The principle diagram of the system hardware structure

二、系统程序流程

据现有的汽车防盗模型，本实验研究系统不仅在反馈部分做了优化，本实验项目根据实际情况为方便汽车的追踪及在警务和商务中的应用，在项目中使用了GPS定位技术，在车辆被偷后，MCU向SIM300发出AT控制指令信息，使其使用SIM300的PDU短信模块信息向车主及网络服务器[6]发送汽车当前的经纬度信息，服务器接收到数据后，经过解析和处理将数据应用于开源的GOOGLE MAP，从而使用户及警方能在网络环境下查看汽车的具体位置。

图二 系统程序流程图

Fig.2 System program flow chart

三、智能防丢车技术人性化设计

当前汽车防盗器是集GSM网络应用技术和GPS卫星定位技术的防盗产品，是新一代的汽车防盗产品。其使用移动通信网络，突破了普通防盗距离限制和易于破解的障碍。楚拥有普通防盗器具有的基本功能外，还具有手机控制、短信定位、网络地图服务器定位、远程短信报警等多功能。无论何时何地，您只需要通过开启汽车的电话监控功能，就能让汽车得到最佳的保护。

本实验项目依据社会主流汽车防盗技术，在此基础上做出创新，使其在某些方面更具实用性，以满足车主的需要，和给车主全新的、人性化的设计需求。尤其是在汽车反馈部分以及车辆追回部分做出了改进，使其更具实用价值。

反馈部份：

汽车在防盗反馈部份一般采取切断电路控制、锁定方向盘、锁定轮胎等，但是如果汽车行驶在高速的、流量多的道路上时，汽车的急速停车则容易造成交通事故，不仅造成财产损失，还危害到人的生命安全，为此本实验系统则在反馈部分则做出改进，系统的MCU在接收到中断[7]的反馈信息后，立即采取中断响应—关断邮箱阀门，此时小偷会收到邮箱油量有限的警示信息，从而迫使小偷安全停车，从而避免交通事故。

汽车定位部份：

在汽车被丢后，MCU接收到来自传感器的汽车异常启动中断信息后，立即进行中断响应，向SIM300模块发出AT指令，使其向车主及网络服务器发送汽车被盗及车辆当前经纬度信息，网络服务器接收到车体发送过来的信息后，对数据进行解析，并存放在MySQL[8]（是一个关系型数据库管理系统）中，由服务器对MySQL中的数据进行调用，并将数据应用于GOOGLE MAP的开源程序代码中，使车主及警方能在网络环境中根据地图上表示的信息查看汽车当前的位置信息，从而方便车辆的追回，除此之外，本实验系统还可将车辆的定位系统应用与警务及商业中，在一些大型活动中，分居实际需要，方便管理者对车队进行合理的调动，以最大限度、最经济的方式利用有限的物资。

四、实验系统方案论证

本实验系统方案的实验结果检测及论证分为以下部分。

车辆异常启动检测：

车辆的后轮安放霍尔元器件，在车辆处于防盗模式时，车辆的异常启动会使霍尔元器件产生高电平脉冲信号，从而触发外部中断，使车辆的防盗系统的MCU响应外部中断，向SIM300模块发送AT指令。

SIM300模块信息的发送和接受：

在MCU的中断响应的AT指令控制下，SIM300向车主发送警告信息及车辆当前的经纬度信息，同时向网络服务器发送车辆的速度信息及车辆当前位置的经纬度信息。与此同时SIM300模块也能接受来自车主的短信反馈信息，例如：“LOCK THE CAR！”，接收到来自车主的反馈信息后，SIM300模块通过串口的TXD引脚发送串口中断信息，此后MCU发生中断响应：通过产生高低电平控制油箱的继电器模块，使油箱断油，从而迫车停驶。

服务器的数据调用及处理：

在服务器接收到来自SIM300发送的经纬度及速度信息后，服务器首先将数据进行解析，并将解析后的数据存放在MySQL中，同时将数据调用到GOOGLE MAP的开源程序中，通过一个应用程序客户端在地图上显示汽车当前的位置。

在实验室中依据所设计的电路，并进行相应的程序调试，能正常观察到手机短信的接受和发送部分，并能正常响应中断信息，关掉油箱阀门等现象。

五、结论

本实验项目依据当前最新汽车防盗技术进行实验模拟，并在硬件电路和程序算法上进行实验论证;此实验项目可行，并在现有的技术下对汽车防盗模型的改进和优化，该项技术应用成熟后，不仅可为广大车主提供安全智能的防盗车系统，还可在车辆的追回过程中给警方提供便利，并避免交通事故，尤其是该实验系统模型的车辆定位信息更可用于商务及警务中，为人员物资的调动等提供便利。

参考文献

[1]喻金钱.STM32F系列ARMCortex-M3核微控制器开发与应用[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2]陈家敏，杜尚丰，刘涛，等.基于SIM300C的远程数据采集传输终端设计[J].北京：2009，23（3）：7-9.CHEN Jia-Min，DU Shang-Feng，LIU Tao，et，al.The terminal design for remote data acquisition based on SIM300C[J].Beijing：2009，23（3）：7-9.

[3]常健生.检测与转换技术[M].机械工业出版社，2005.

[4]胡寿松，李淑兰.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001.

[5]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009.

[6]王淑江，石长征.精通WindowsServer2008网络服务器[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[7]李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[8]姜承尧.MySQL技术内幕：InnoDB存储引擎[M].北京：机械工业出版社，2011.

作者简介：王思敏（1992—），男，现就读于武汉轻工大学，研究方向：电子电控，自动控制，弱电。