基于STM32的汽车远程智能监控防盗系统设计

高学东　祁志娟　程冉　周莉莉

摘 要：设计以ST32F013ZET6为核心的汽车远程智能防盗系统，实现当汽车发生异常情况时，摄像头抓拍图像，然后通过GSM/GPRS发送给车主手机并向车主打电话报警，当汽车丢失时，可以根据车主指令返回汽车当前GPS信息，达到远程智能防盗的效果。

关键词：STM32F103ZET6；远程智能防盗；GSM/GPRS；GPS

近些年来，随着移动通讯技术的快速发展，覆盖全世界的GSM/GPRS网络已经成为人们日常生活的必需品。本系统以GPS为信息采集器搜集汽车的位置信息，以STM32F103ZET6为核心控制器，以GSM/GPRS为网络媒介，并以手机为终端监视平台，极大地方便了车主对本系统的使用。汽车被盗事件发生后，车主能很快掌握第一手资料包括汽车位置信息和嫌疑人影像资料等，帮助警方在最短时间内破案。

本系统打破传统的机械式防盗，结合现代网络技术，能够在很大程度上保障消费者权益，操作简单明了，适合各类人群使用，具有广泛的应用前景。

1 系统整体结构

本系统设计两种工作模式：监控模式和非监控模式，用户可通过发送手机短信进行指令控制。当车主下车后，使用手机发送开启监控指令进入监控模式。当有人以非常手段强行打开车门时，摄像头将抓拍图像并转换为彩信，通过GSM/GPRS发送到车主手机，实现对汽车的初步保护；当汽车被盗走后，系统根据车主指令将汽车的实时位置以短信形式反馈给车主，让车主及时掌握汽车的位置。

2 系统硬件設计

本系统硬件部分包括震动传感器模块电路，摄像头连接电路，SD卡连接电路，GPS连接电路，GSM/GPRS连接电路，以及系统电源模块电路和调试模块电路。

2.1 电源模块

本系统使用的电源为5V和3.3V，外部供电5V，通过AMS1117-3.3稳压模块实现5V到3.3V的转换。

2.2 震动传感器模块

本系统震动传感器模块使用的是SW-420 常闭型震动传感器，其工作电压为3.3V-5V，信号通过比较器输出，当检测到有震动时，MCU检测到输出低电平，从而判断发生了异常情况。

2.3 摄像头和SD卡模块

由于MCU的内部空间有限，采集的图像需要首先保存到SD卡中，然后再通过GSM/GPRS模块从SD卡中读取图片，发送给用户手机。

摄像头模块采用CMOS数字摄像头OV7670，该摄像头传感器体积小、工作电压低，提供单片 VGA 摄像头和影像处理器的所有功能。

2.4 GSM/GPRS模块

本系统GSM/GPRS模块采用ALIENTEK 推出的一款高性能GPS/GPRS模块ATK-SIM900A-V15。

SIM900A支持 RS232串口，支持 5V-24V 的工作范围，可以提供包括语音、短信和 GPRS 数据传输功能，可以通过AT指令进行控制。

通过发送AT指令来控制移动台的功能，与GSM网络业务进行交互，实现AT指令进行打电话、短信、电话本、数据业务等方面的控制。

2.5 GPS模块

本系统采用的GPS定位模块为ATK-NEO-6M-V23。GPS模块输出定位数据采用NMEA-0183协议，控制协议采用UBX协议。

通过串口根据UBX协议可以配置GPS模块的串口波特率、配置输出GPRMC、GPVTG、GPGGA、GPGSA、GPGSV 和 GPGGL 6种帧数据的一种或几种、配置测量频率（本系统采用的频率为5Hz）。

3 系统的软件设计

本系统的软件部分包括上位机调试软件和MCU软件部分。上位机我们使用的是XCOM V2.0，可以用来测试GSM/GPRS和GPS模块和MCU的程序调试。

MCU软件部分采用模块化编程，包括系统初始化模块，震动传感器模块，摄像头模块，GSM/GPRS模块，GPS模块。震动传感器使用MCU的外部中断对其输出信号进行检测，当检测到低电平时，说明发生了异常震动。

摄像头OV7670配置工作在QVGA，RGB565输出格式。采集的一帧图像需要先转化为BMP图片文件并保存到SD卡，其中一张图片的大小为15366KB。GSM/GPRS模块通过USART3与MCU进行通信，波特率配置为115200。

通过AT指令实现打电话、发短信、发彩信。GPS模块通过USART2串口与MCU进行通信，波特率配置为38400。配置输出定位信息帧GPRMC，测量频率为5Hz，也就是1s钟输出5次定位信息。

系统先进行各模块接口的初始化操作，如果防盗模式已经开启，一旦检测到震动信号，MCU控制摄像头采集一帧图像并保存为BMP文件到SD卡，通过GSM/GPRS发送到车主手机，随后等待车主获取GPS数据并将GPS位置信息发送到车主手机。

4 结语

本设计实现了基于STM32F103的汽车远程智能防盗，而且系统实用性强、成本低，便于推广。

采用GSM/GPRS通信模块组成的通信网络，克服了以往汽车报警系统报警性能的缺陷，并以手机作为使用终端，大大方便了车主的使用。种种人性化设计使得本系统更加贴近用户，也使得系统具有广泛的推广空间。

参考文献：

[1] 齐学红.基于GSM的汽车防盗系统设计.传感器世界，2013，19（8）.

[2] 万为，杨君.GSM 汽车防盗报警系统[J].信息技术， 2009，10（4）.

[3] 廖日坤.ARM嵌入式应用开发技术白金手册.北京：中国电力出版社.

[4] 易可，阎力平.基于GSM汽车防盗报警系统的设计.电子世界，2012（8）.