基于CAN+GSM平台的汽车防盗报警系统设计

刘小兵

（湖南汽车工程职业学院 湖南 株洲 412001）

基于CAN+GSM平台的汽车防盗报警系统设计

刘小兵

（湖南汽车工程职业学院 湖南 株洲 412001）

介绍了一种新型汽车防盗系统。该系统以STM32F103控制器件为平台，通过振动传感器和人体感应器采集数据，并结合了嵌入式技术、汽车CAN技术和GSM网络技术。它能与车载CAN总线完美结合，并充分利用了汽车各执行机构实现防盗功能，使汽车防盗实现了整车化、实时化。系统价格低廉，具有广泛的实用价值。

CAN；GSM；STM32F103；防盗系统

随着汽车行业与电子行业的不断发展，CAN总线结构的汽车越来越普级。CAN总线技术就是通过遍布车身的传感器，将汽车的各种行驶数据发送到“总线”上，在这个信息共享平台上，凡是需要这些数据的接收端都可以从“总线”上读取需要的信息，从而使汽车的各个系统协调运作、信息共享、保证车辆安全行驶、舒适和可靠。同时我国的经济也在不断的飞速发展，汽车的数量也在不断增多，汽车被盗的数量也在不断的上升[1]，为了减少汽车被盗的机率，我们结合汽车CAN总线特点和GSM网络技术开发了一种新型防盗报警系统。

1 防盗报警系统的总体结构

本防盗系统接入后，成为CAN总线汽车的一个节点，分析检测到的被盗信号传送到CAN总线上，由汽车ECU作出防盗的操作，例如切断油路和电路，本系统进行声光报警同时也通过GSM网向预存号码进行报警处理，整体结构图如图1所示。

本系统采用STM32F103为核心处理CPU，通过人体感应模块和振动传感器模块取样汽车现行状态，比如是否被盗被攻击或被拖动等参数。无线遥控模块进行遥控设置汽车是否进入防盗模式，GSM模块发送汽车状况和接收车主指令，声光报警电路对被盗被攻汽车进行现声报警，微处理器通过CAN总线接口与汽车其他平台共享数据或者执行防盗的系列操作。键盘显示电路设置显示参数。

图1 系统总体结构图Fig.1 General structure diagram of the system

2 系统硬件电路设计

2.1 电源电路设计

本系统所用到的电源电压是5 V、3.3 V而汽车储电池所提供的电源电压为12 V，所以在电路上要进行降压和限流保护，电源电路是由7 805和X1117所构成。该电路结构简单、运行稳定和元件常见经济。具体电路如图2所示。

2.2 系统的CAN通信电路

CAN通信模块是由CAN控制器、光耦隔离和CAN总线驱动器组成，其中CAN控制器集成在STM32F103内部，通信速度可以达到1 Mb/s，可以高效完成主控模块与多个功率模块间的大量通信。由于输出功率大，电磁干扰强。所以光耦采用6N137集成电路驱动器采用可容错的MCP2551芯片。CAN总线接口电路如图3所示。

图2 电源电路图Fig.2 Power supply circuit

图3 CAN接口电路Fig.3 CAN interface circuit

2.3 GSM模块电路

GSM模块电路采用华为的EM310 GSM模块[2]，该模块内部嵌入TCP、IP协议，性能优越，体积小结构简单，安全可靠。支持GSM定义的信息、数据、语音等业务，支持ADC指令和SIM业务[3]。外围电路如图4所示。

图4 EM310 GSM模块电路Fig.4 EM310 GSM modular circuit

2.4 语音电路

语音电路选用的是WT588D模块，它是一个32 M存储器，使用8 K采样录音时间较长，为了使音响效果好，采用TDA2030进行功率放大。WT588D的控制是由PC7控制P01数据引脚，PC8控制P02片选信号，PC6控制P03时钟信号。具体电路如图5所示。

2.5 车辆状态采样电路

车辆状态采样电路分成两模块，分别是人体感应模块和振动传感器模块。人体感应模块选用DYP－ME003器件，该器件是以红外技术为基础，具有灵敏度高和可靠性好的优点，该模块可以防止有人进入车内偷盗，装在车内既能检测到车内人体活动又隐蔽。DYP-ME003有3个接口分别是电源正负极和数据端口，将数据端直接到PC10口就可以。振动传感器模块主要针对汽车被砸、撞或刮等产生振动的情况时进行信号提取。振动传感器采用ND——1传感器，该传感器除了振动产生信号之外位置移动能能产生报警信号，他的搞干扰能力强，当提取到两者有输入信号时通过软件延时方式进行核对（如有信号输入进行多次数据采集），确定车辆状况异常时进行现场声光报警和GSM通信发送信息到车主手机上进行提醒。

图5 WT588D语音电路Fig.5 WT588D circuit

2.6 STM 32F103控制电路

微处理器是由STM32F103及外围元器件组成，晶振电路由32.768K、8M两石英晶体和电容组成[4]。复位电路由电阻、电容和按键组成。设置了JTAG电路对系统进行程序写入与调试[5]。STM32F103基本控制端口是：PB0端口用于振荡模块的信号输入，PC10端口用于人体感应信号输入，PC6、PC7、PC7用于语音模块控制，PA9、PA10和PC9用于GSM模块控制PA0－PA7、PC11－PC13用于LCD显示，PC4、PC5用于遥控发射接收模块的控制。基它一些端口用于按键与灯光控制，具体各引脚功能如图6所示。

3 系统软件设计

主控制器STM32F103初始化后，扫描键盘与遥控器接口判断是否有设防的启动信号，没有就一直在这里等待，直到设防启动。再查询车主是否查询车态，有就通过短信形式发送过去，没有就直接扫描振荡传感器接口与人体感应器接口是否有信号，有信号就连续扫描三遍，再次确认防止误判。三次扫描后还存有信号就进入报警程序处理，开启声光与信息报警或者自动拔打车主电话进行实时监听情况。同时通过CAN总线通知执行ECU进行截断油路与电路禁止汽车启6动，完成防盗报警功能[6]，具体流程图如图7和图8所示。

4 结束语

本论文设计的基于CAN总线和GSM网络[7]的汽车防盗报警器，充分的利用了手机的越来越普级的优势和汽车CAN平台的有机结合，使得汽车每个控部分都可以成为防盗的一部分，相对于过去的单一防盗功能强化了许多。而且可以通过GSM网络对防盗功能进行遥控。如果进一步研究，将手机网络平台与汽车CAN平台相结合会使得将来的汽车越来越智能化，汽车的舒适度也会越来越好。

图7 主程序流程图Fig.7 Main program flow chart

图8 报警系统子程序Fig.8 Alarm system subroutine flow chart

[1]李超.基于GPRS和GPS的汽车防盗系统设计[D].济南：山东科技大学2011.

[2]徐娟娟.基于GSM的汽车远程防盗系统设计[D].曲阜：曲阜师范大学，2012.

[3]张俊林，谭昊.基于GSM网络的汽车防盗系统研制[J].重庆科技学院学报：自然科学版，2010，12（3）:149-152. ZHANG Jun-lin，TAN Hao.The development of automobile anti-theft system based on GSM network[J].Journal of Chongqing University of Science and Technology：Natural Sciences Edition，2010，12（3）:149-152.

[4]姚文详.ARMCortex-M3权威指南[M].北京:北京航空航天大学出版社，2009，.

[5]南亦民.基于STM32标准外设库STM32F103xxx外围器件编程[J].长沙航空职业技术学院学报，2010，10（4）:41-45. NAN Yi-min.Programming for STM32F103xxx standard peripherals based on STM32 standard peripherals library[J].Journal of Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，2010，10（4）:41-45.

[6]张敬普，李永明.基于GSM短信通讯的家居智能监控系统[J].电子设计工程，2011，19（21）:97-107. ZHANG Jing-pu，LI Yong-ming.Intelligent home monitoring system based on GSM communication[J].Electronic Design Engineering，2011，19（21）:97-107.

[7]周正,高惠芳.基于GSM的煤气实时报警系统[J].现代电子技术,2014(6):27-28,31. ZHOU Zheng,GAO Hui-fang.Real-time gas alarm system based on GSM[J].Modern Electronics Technique,2014(6):27-28,31.

Design of automobile anti-theft alarm system based on GSM+CAN platform

LIU Xiao-bing
（Hunan Automotive Engineering Vocational College，Zhuzhou 412001，China）

This paper introduces a new car alarm system.The system is based STM32F103 controller，system data collected by the vibration sensor system and human sensors.It combines embedded technology，automotive CAN technology and GSM network technologies.The system can be combined with vehicle CAN bus perfectly and takes full advantage of the car bodies to achieve security features，making the car to achieve a vehicle anti-theft，real-time，and low prices，with a wide range of practical value.

CAN；GSM；STM32F103；anti theft system

TN-9

A

1674－6236（2015）07-0114-04

2014-05-29 稿件编号：201405196

湖南省教育厅科学研究课题成果（13C1173）

刘小兵（1981—），男，湖南攸县人，硕士研究生，讲师。研究方向：微处理器控制电路设计和汽车电子控制和总线通信。