ARM单片机在汽车智能防盗系统中的应用研究

西北民族大学 王 猛 林竞连 丁 科 陈后全 金 梅

随着私家车的数量增多，同时也带来了许多安全隐患，汽车被盗的数量也在上升，给人们经济带来了一定的损失，因此设计汽车防盗系统必不可少。本文围绕如何有效的防盗进行了研究，主要介绍了基于ARM单片机和相应的模块；ARM单片机为主控芯片，人体红外和振动传感器模块作为汽车防盗监测，将传感器数据传到单片机，单片机做出响应，将数据通过GSM/GPRS通信模块发送给用户，实现实时监控。这款汽车智能防盗系统非常适合现今智能、便捷的社会，也提高了防盗系统的安全性。

近年来，随着汽车工业的发展，汽车成为了人们重要的交通工具，但与此同时带来的安全问题也增多，相应的防盗系统应运而生，但普通的防盗系统存在很多漏洞，如距离短、信号差、不能实时监控等。本文主要以ARM单片机防盗系统为出发点，论述该防盗系统与一般防盗系统的区别，介绍了该技术的最新发展与趋势，对防盗系统也进行了升级。该系统采用GSM/GPRS组成的无线通信网络，解决了以往的汽车报警系统报警范围的限制和汽车被盗后车主无法收到相应的信息等问题，而针对这些问题该系统都能及时的做出反应，一旦有情况就立即将数据上传给用户。

1 设计理念

由于社会发展迅速，许多家庭拥有了自己的私家车，汽车的数量大幅增多；另一方面，我国汽车防盗安全性相对低，以往的汽车防盗报警系统由于技术的限制多多少少存在一些漏洞；随着犯罪分子手段的提高，很多被盗的车辆无法追回，导致财产损失，为了防止这些问题的出现，汽车防盗系统应运而生。本文主要是介绍了基于ARM单片机和GSM/GPRS等技术和控制相应的模块实现实时监测和保护汽车的安全。

2 ARM结构

ARM芯片具有低功耗、集成度高和体积小等特点，在很多领域有着很重要的地位，得到了广泛的应用。ARM的架构非常适合单片机、嵌入式，尤其是在物联网领域。

ARM是哈佛体系结构模型（如图1）。

图1 哈佛结构模型图

图2 Cortex-M3内核框图

图3 硬件设计图

3 硬件设计

3.1 ARM单片机

图4 ARM单片机智能防盗系统流程图

本文使用的是基于ARM Cortex-M3内核的单片机（如图2），Cortex-M3是一个32位的单片机。其内部的数据路径、寄存器和存储器接口是32位的，Cortex-M3使用的是哈佛结构，有独立的指令总线与数据总线，可以使取值和数据访问互不占用，从而提升了运行的性能。

3.2 ESP8266无线模块

ESP8266无线模块是一款功耗低、性能好、成本较低的无线设备，它可以应用于TCP/IP和微控制器；该芯片有三种模式，分别是：station模式、AP模式和混合模式，通过常用的AT指令进行控制，支持AP透传模式。

3.3 OV2640摄像头

OV2640摄像头可以输出最大为200WPPI的图像，支持VGA时序输出的图像数据，最重要的是输出的图像数据格式支持JPEG格式，该格式是将采集到的图像进行压缩得到的，JEPG格式不仅占用内存少，而且方便传输。该模块还可以将采集得到的图像进行补偿，该模块拥有高分辨率的像素采集，可以更好的采集图像，便于观察。

3.4 GSM/GPRS模块

GSM/GPRS模块具备短信发送、语音通话和发送地理位置、GPRS数据传输等功能。通过该模块，可以实现给用户发送短信，达到向用户传达指令（如图3）。

4 总体设计流程

本设计在实施过程中采用边设计开发、边进行调试的开发模式，在开发调试过程中撰写相应的设计报告。即设计、开发、调试、撰写设计报告同步进行。

具体工作方案如下：了解项目所涉及的GPRS技术、监控技术、GSM通信技术等各种技术及其原理，阅读相关资料文献等，对项目开展过程中所涉及到的技术有初步的了解，设计相应的流程图（如图4）。

自顶而下，完成各模块的设计，细分模块的功能，开始各模块硬件电路的搭建和硬件功能的实现。在硬件搭建过程中，分模块对系统进行软件设计，确保各模块软硬件能很好的结合。

5 项目特色

5.1 新颖性（独特性、先进性）

（1）独特性。在现在的生活中，大多数家庭都会有一辆汽车，但是却没有一个通用的防盗系统，现在每个人基本上都有一部手机，在这样的条件下，用户只需要安装相应的设备和APP就能了解自己车的状况。

（2）先进性。我国现在的汽车防盗系统存在报警范围狭窄和汽车被盗后车主无法接收到报警信号的情况，该系统就是要做到信号增强，只要能收到短信的地方就能实现定位。

5.2 隐蔽性与寂静性

本防盗识别系统是基于ARM单片机进行改进，是一种创新型的实验设计。在现今全球的防盗系统上，本项目的最大优势就是功耗低与实时性。改进过的防盗系统是本项目的雏形，在此基础上，本项目要达到的指标是：融于环境，寂静无声，能够做到悄无声息的实时防盗。