【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】單片機設計的汽車防盜報警監(jiān)控系統(tǒng)汽車日益成為人們生活中不可缺少的部分，然而，令汽車用戶擔憂的是車輛被盜現(xiàn)象呈逐年上升趨勢。本文旨在設計一個方便可靠，功能強大的汽車報警器。當汽車遭遇到危險情況時，立即啟動警報，同時發(fā)送相應信息到指定的手機上，通知車主有異常情況。車主可以通過手機監(jiān)聽車內情況并控制汽車，以有效地防止汽車被盜。此外，若在車內加一個緊急按鈕，不僅可以在車主遇到搶劫或其他危險情況時，向外界求助，也可以幫助警方對車子開展定位。考慮到時間和成本問題，本文僅針對振動信息的檢測、車輛信息的傳輸與控制問題開展重點研究。

振動信息檢測

圖1中，當物體有向右的加速度時，由于慣性，中間擋板與電容板間距隨之變化，從而造成電容值的變化（也有通過改變電容板的面積實現(xiàn)電容變化的）。經過后續(xù)開關電容、單位增益放大、電荷放大電路等一系列處理就可以得到與加速度信息成正比關系的電壓信號。系統(tǒng)采用的MMA7260QT加速度傳感器就是基于上述原理。

傳統(tǒng)的防盜報警器側重于對瞬時振動、沖擊的檢測，雖然可以識別出車門遭遇暴力打開的情況，但極易造成誤判報警（如附近的異響導致報警）。針對以上問題，本文采取了以下三點改良措施：

（1）增加了對車門打開動作的檢測，提取車門打開時的加速度信息作為車輛被盜的依據(jù)之一。

（2）適當選取車門被暴力打開的特征時間，而不是單純依靠加速度峰值越界作為車輛被盜的依據(jù)。

（3）增加了對車體傾斜角度的測量，防范拖車和整車搬運等盜竊手段。

車輛信息的傳輸與控制

將傳統(tǒng)防盜報警技術與現(xiàn)代GSM數(shù)字移動通信技術相結合，就可以實現(xiàn)車輛狀態(tài)監(jiān)控、調度、防盜報警、防劫報警、遠程控制、跟蹤定位、車載電話等功能。系統(tǒng)采用SIEMENS公司的TC35iGSMModem模塊，這樣就可以突破空間限制，將車輛信息通過GSM網(wǎng)絡傳送至各地。由于系統(tǒng)需要眾多功能模塊的支持，限于時間和成本問題，本文僅通過以下兩點驗證了系統(tǒng)的可行性和實用性：

（1）將車輛的當前狀態(tài)發(fā)送到指定的手機上，要求能夠分辨出車輛被竊的信息：車門振動、車輛傾角異常、非法人員進入等。

（2）手機發(fā)送指令到GSMModem模塊上，要求只有設定的手機號碼才能得到系統(tǒng)的控制權，能夠區(qū)分不同的控制指令并執(zhí)行。

系統(tǒng)概述

系統(tǒng)構造框圖

如圖2所示：以MC9S08QG8單片機為，輔以MMA7260QT加速度模塊、HOLUXGM－82GPS模塊、TC35iGSMModem模塊等功能模塊實現(xiàn)對汽車的實時監(jiān)控。電源部分擬采用車載蓄電池做主電源；一旦主電源被切斷，即切換到內置電池供電，進入節(jié)能模式，有效工作達數(shù)月以上。

系統(tǒng)硬件

該型號單片機是Freescale公司主推的8位單片機，它的幾項內置功能與汽車防盜報警系統(tǒng)的要求正好吻合，所以用它作系統(tǒng)。

單片機的系統(tǒng)使用Synhayato公司的CT298開發(fā)板。基板主要由以下幾部分組成：單片機（MC9S08QG8）、USB-miniB型連接器、電源和復位開關、USB-COM轉換器（FT232R）、BDM工具連接頭、輸入輸出器件（按鈕鍵，LED燈，蜂鳴器）、MM-2860用插座、外部擴展連接槽（柵距為1mm、16引腳扁電纜連接槽）和測試端口。

MMA7260QT加速度模塊及其外圍電路

現(xiàn)代汽車的防盜系統(tǒng)通常采用對車體的沖擊、振動監(jiān)測的方式預警，常用的器件多為磁效應傳感器。由于磁效應加速度傳感器自身的一些問題，會使得后續(xù)信號處理電路和微控制器接口電路復雜，致使系統(tǒng)報警的可靠性降低，誤報率較高。另外，對付拖車或整車搬運有效的方法是對車體的傾斜角度開展監(jiān)測，而磁效應傳感器無法測量靜態(tài)加速度，不能對車體的傾斜角度開展測量。MMA7260QT是Freescale公司設計生產的單芯片集成三軸加速度傳感器，它可以對車體微小振動和整車的傾斜角度同時開展監(jiān)測。將其應用于汽車防盜系統(tǒng)不但擴大了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍，而且簡化了系統(tǒng)，提高了防盜系統(tǒng)報警的可靠性。MMA7260Q的內部模塊構造是在單一芯片上集成三個相互獨立、測量方向相互垂直的敏感元的測量模塊，是由多晶硅微加工表面工藝制成的電容式加速度傳感器；由硅片表面的彈性構造支撐起的質量塊下面貼附電容的一個極板，電容的另一極板固定。當加速度引起質量塊的相對位置變化時，電容值也發(fā)生變化，然后經過電容電壓轉化電路和放大濾波電路后輸出與加速度成正比的電壓信號。

TC35iGSMModem模塊

TC35i是Siemens公司推出的新一代GSM通信模塊。TC35i無線模塊尺寸小巧，安裝設計靈活，易于集成且功耗低。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k、4.8k、9.6k的非透明模式。TC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為TC35i的，基帶處理器主要處理GSM終端內的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。

其它輔助電路

除了上述主要功能電路外，系統(tǒng)還包括一些輔助電路。它們主要是：3.3V穩(wěn)壓電源（CT-298開發(fā)板上的穩(wěn)壓電源提供的電流有限，不能負擔整個系統(tǒng)的供電），由TI公司的TLV2217-33LDO和一些電容構成，能夠提供500mA的電流；串口電平轉化電路（方便與TC35i開展連接通信），主要由MAXIM公司的MAX3232構成，提供TTL電平與232C電平的轉化；LED指示燈驅動電路以及按鍵電路等。

系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)主要包含四種工作狀態(tài)：停車狀態(tài)、行駛狀態(tài)、被盜狀態(tài)和被搶狀態(tài)。單片機首先判別停車狀態(tài)和行駛狀態(tài)，這主要依靠密鑰識別技術實現(xiàn)。密鑰識別有很多種，本文設想采用射頻識別技術（RFID，RadioFrequencyIdentification）。它的基本原理是利用射頻方式開展非接觸雙向通信，以到達識別目的，并交換數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀卡器之間不用接觸就可完成識別，通過對RFID卡開展讀寫操作，可實現(xiàn)對各類物體或設備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。RFID卡可存儲128字節(jié)的數(shù)據(jù)，前4字節(jié)為ID號，該ID號是的，可作為車主身份識別標志，剩余字節(jié)可用于存儲一些輔助的校驗信息。

在停車模式下，單片時機依次檢測振動信息、傾角信息、車門信息、點火信息、人員信息是否正常，系統(tǒng)將綜合上述信息判斷車輛狀態(tài)。如果判斷結論為車輛被盜，則系統(tǒng)進入被盜模式。系統(tǒng)會首先將信息發(fā)送給車主，然后將控制權交予車主，車主可以查詢車輛的位置、車內的人員信息，還可以開展啟動高分貝聲光報警，關閉發(fā)動機、斷油斷電等操作。如果結論是車輛正常，則系統(tǒng)回到起始狀態(tài)，再次循環(huán)。在行駛模式下，系統(tǒng)將不斷查詢求救按鈕是否按下，一旦求救按鈕按下，車輛將進入被搶模式。系統(tǒng)會首先將信息發(fā)送到指定的手機號碼上（例如車主朋友），然后控制權交予控制中心（通過指定的手機號碼），控制中心同樣可以執(zhí)行上述控制操作。

振動、傾角信息的提取和判別

由上文可知，我們需要從加速度信息中提取出以下三種信息：撬鎖時車體振