汽車電子防盜跟蹤系統(tǒng)工作原理及應(yīng)用
1 引言
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/196456.htm目前,汽車被盜的情況時(shí)有發(fā)生,給車輛導(dǎo)航的也是借助于GPS 的定位顯示器,它只需接收24顆地球同步衛(wèi)星中的兩顆以上(越多越精確)就可以顯示出當(dāng)前車輛的位置,但它只能接受信息而沒有發(fā)射功能,故對于防盜沒有作用。本設(shè)備使用簡便,閉合W1,車主便可離開汽車;回來時(shí),斷開W1。在駕駛過程中被劫持,閉合W2 就可。而且成本低廉,而且也無需交納各種報(bào)警費(fèi)用,很適合中低檔汽車安裝。
2 工作原理
熟悉手機(jī)的人,都知道手機(jī)有定位功能,將規(guī)定的字母發(fā)送至特定的號碼,便可以獲得短信的回復(fù),告知你當(dāng)前所處的位置。當(dāng)然,它是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺來實(shí)現(xiàn)的。
對移動通信平臺而言,規(guī)定的字母是:ZJ;特定的號碼是:05058。也即將ZJ 字母發(fā)送至05058 時(shí),便可以獲得移動通信網(wǎng)絡(luò)送回的短信,告知你當(dāng)前的位置信息。這種位置信息通常是以極坐標(biāo)的方式(ρ,θ),它是以附近的一座著名的建筑物為極點(diǎn),再以你當(dāng)今位置與極點(diǎn)的距離為矢徑ρ,并告知矢徑的方向θ來進(jìn)行定位的。如何利用移動通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)汽車的定位功能?圖1 給出了該技術(shù)的工作示意圖。
它是由汽車跟蹤處理器、車主手機(jī)等,再利用移動通信網(wǎng)絡(luò)平臺等構(gòu)成的系統(tǒng)。其核心部分是裝在汽車內(nèi)的一個(gè)“汽車跟蹤處理器”,該處理器由一臺手機(jī)、一個(gè)單片機(jī)、振動傳感器等等構(gòu)成。通常傳感器不工作,當(dāng)車主離開汽車時(shí),傳感器開始工作,此時(shí),如有盜賊動汽車,傳感器輸出信號使單片機(jī)系統(tǒng)工作,并將ZJ 字母通過報(bào)警手機(jī)發(fā)送到移動通信網(wǎng)絡(luò)的05058,并獲得移動網(wǎng)絡(luò)回送的該汽車的位置信息。然后由單片機(jī)控制,將該位置信息通過移動網(wǎng)絡(luò)再發(fā)送至車主的手機(jī),由此可見,不管車主在何位置,都能了解汽車的實(shí)際位置。當(dāng)盜賊開動汽車時(shí),汽車跟蹤處理器會定時(shí)(一分鐘至一分半鐘)地重復(fù)前面的過程,將當(dāng)前汽車的位置一一告知車主,起到了一個(gè)位置跟蹤的作用。
若車主在開車的過程中被盜賊劫持,只需來一個(gè)不起眼的小動作,按動一個(gè)隱藏的小開關(guān),就能使汽車跟蹤處理器定時(shí)地重復(fù)上述過程,當(dāng)然,位置信息的接受者不是車主本人,而是自己的親朋戚友(如向110 求救,則需由親朋戚友的手機(jī)轉(zhuǎn)發(fā),因目前110 還沒有接收短信的功能)!使他們了解自己的去向,贏得最短的營救時(shí)間。
3 硬件設(shè)計(jì)
這里的硬件設(shè)計(jì)是指“汽車跟蹤處理器”的設(shè)計(jì),主要部分是其中的單片機(jī)系統(tǒng)。圖2給出了硬件設(shè)計(jì)簡圖。單片機(jī)采用當(dāng)前最流行的最廉價(jià)的小體積(20 腳)的AT89C2051。
當(dāng)車主離開汽車時(shí),應(yīng)按閉合工作開關(guān)W1。當(dāng)車主被劫持時(shí),應(yīng)閉合劫持報(bào)警W2。這兩個(gè)開關(guān)應(yīng)裝在比較隱蔽但手容易觸摸到的地方。AT89C2051 的P1 口(P10—P17)的八個(gè)腳分別用來控制A1—A8 八個(gè)光電耦合器的通斷(腳低電平時(shí)導(dǎo)通),采用光耦的好處是能起到電路之間的隔離作用,因手機(jī)鍵盤的電平與單片機(jī)系統(tǒng)的電平并不相同。單片機(jī)系統(tǒng)初始化時(shí),各輸入輸出腳(P10—P17, P30—P33 等)均呈高電平。振動傳感器不工作時(shí)輸出高電平,單片機(jī)不工作;當(dāng)汽車被盜時(shí),傳感器輸出低電平,觸發(fā)單片機(jī)工作。通過P10—P17控制A1—A8 導(dǎo)致K1—K8 分別通斷,模擬報(bào)警手機(jī)的一系列的按鍵動作,完成整個(gè)報(bào)警過程。
報(bào)警手機(jī)的聽筒必須斷開,以防盜車賊聽到。但它的輸出信號還必須保留,并將其輸入到R3、9013,作為移動通信網(wǎng)絡(luò)回送位置信息的提示信號。IC 的P32 腳原為高電平,當(dāng)出現(xiàn)提示時(shí),變?yōu)榈碗娖?,于是單片機(jī)控制報(bào)警手機(jī)將位置信息發(fā)送出去(車主手機(jī)、朋友手機(jī)或轉(zhuǎn)發(fā)110 等)。
報(bào)警手機(jī)雖有19 個(gè)鍵,但我們只用8 個(gè)。見圖3 中的標(biāo)上了K1—K8 的鍵,每個(gè)鍵接入對應(yīng)的兩根線。因報(bào)警手機(jī)可以采用多種款式,故具體的鍵盤排列及各鍵的功能并不相同,使用時(shí)應(yīng)區(qū)別對待,當(dāng)然,程序的編制也有所不同,這點(diǎn)尤應(yīng)注意。我們采用的手機(jī)是一種最便宜的手機(jī)(波導(dǎo):BiRD_ S1160),手機(jī)本身不要錢,交500 元作話費(fèi)即可。該手機(jī)的每個(gè)鍵均有多種功能,如K1 能編發(fā)短信等;K2 能進(jìn)入預(yù)置電話本;K3 能關(guān)機(jī)、倒退等;K4、K5 可上翻下翻等;K6 開機(jī)、確認(rèn)等;K7、K8 能鍵入“ZJ”字母等。限于篇幅,不能詳盡,可參考BiRD_S1160 使用說明書。
圖4 給出了汽車跟蹤處理器電源供電圖。它由汽車上的蓄電池分兩次降壓后供給,先由7805穩(wěn)壓成5V 供給單片機(jī)系統(tǒng),再由兩個(gè)二極管降為3.6V 供給報(bào)警手機(jī)。
由報(bào)警手機(jī)、單片機(jī)、振動傳感器、電源供電器等構(gòu)成的“汽車跟蹤處理器”應(yīng)該放置在汽車內(nèi)部比較隱蔽的地方。報(bào)警手機(jī)的這種連接,并不防礙手機(jī)的原有性能和使用。報(bào)警手機(jī)在使用前,應(yīng)在手機(jī)內(nèi)的電話本上先按順序預(yù)置三個(gè)電話號碼: 1:車主電話,先存儲車主姓名,再存儲車主的電話號碼;2:位置信息,先存儲中文“位置信息”,再存儲05058;3:報(bào)警電話,先存儲“救!AX-33445”(后面字母及數(shù)字為汽車牌照號),再存儲朋友電話號碼。到時(shí)只需進(jìn)入該電話本選用就行。不同的手機(jī)功能鍵的使用也不相同,本手機(jī)的使用詳情可參考BiRD_S1160 使用說明書。
4 軟件設(shè)計(jì)
本機(jī)的程序固化在AT89C2051 內(nèi),主要是用來模擬報(bào)警手機(jī)的按鍵過程。圖5 給出了汽車跟蹤處理器的軟件框圖。
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