基于ARM的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)嵌入式設(shè)計(jì)

　　隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，許多家庭擁有了自己的私家車，但車庫的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求，因此，如何有效地防止汽車被盜是車主們最關(guān)心的問題。近年來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，結(jié)合各種新技術(shù)的新型汽車防盜裝備相繼出現(xiàn)。由于目前車載系統(tǒng)的功能正在逐步的增強(qiáng)、增多，采用單片機(jī)的控制已越來越無法適應(yīng)需求。所以在汽車電子中采用嵌入式技術(shù)將成為必然。

　　本文采用嵌入式技術(shù)開發(fā)車載防盜裝置，一方面能增強(qiáng)控制能力，提高汽車防盜的智能化程度。另一方面，縮小了裝置的體積，提高了該裝置應(yīng)用的靈活性，同時(shí)也為將來進(jìn)一步增強(qiáng)汽車電子的功能提供了擴(kuò)展的空間。由于篇幅有限，本文只對(duì)硬件電路做介紹。

　　1 系統(tǒng)硬件組成

　　系統(tǒng)主要由ARM嵌入式控制器、手機(jī)模塊、無線遙控模塊、汽車控制和狀態(tài)檢測(cè)模塊4部分組成。汽車控制和狀態(tài)檢測(cè)模塊將車輛相關(guān)數(shù)據(jù)采集給ARM嵌入式控制器，ARM嵌入式控制器再將其傳給手機(jī)模塊和無線遙控模塊，最終達(dá)到報(bào)警的目的。系統(tǒng)原理如圖1所示。

　　1.1 控制電路

　　若有盜車者非正常啟動(dòng)汽車后產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)傳感器將得到的低電平有效的信號(hào)傳給LPC2210，LPC2210再將該信息傳出；一個(gè)傳給報(bào)警電路，另一個(gè)傳給TC35。報(bào)警電路主要由集成塊、揚(yáng)聲器和電子開關(guān)SCR組成。其中三極管或復(fù)合管，是為了提高功率而常采用的電路措施，他組成了一個(gè)電流放大倍數(shù)很大的等效晶體管，總放大倍數(shù)為這兩管放大倍數(shù)的乘積。SCR是由可控硅構(gòu)成的電子開關(guān)，電容和電阻構(gòu)成降壓器兼濾波器，給IC提供+3～+4 V的電壓；IC為摸擬聲報(bào)警集成電路，報(bào)警器由SCR控制，盜車賊一旦按錯(cuò)密碼后，則電瓶電流除一路進(jìn)入防盜系統(tǒng)外，另一路是在發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，其中性接點(diǎn)的輸出電壓經(jīng)微分電路，可控硅SCR被觸發(fā)，又經(jīng)電阻降壓，電壓加在IC的電源輸入端，IC獲得電壓輸出報(bào)警信號(hào)，經(jīng)復(fù)合管放大，催動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的報(bào)警聲。而在靜態(tài)時(shí)，整個(gè)電路不耗電。如圖2所示。

　　1.2 電源接口設(shè)計(jì)

　　GSM 模塊的工作，電壓為3.3～5 V，而在啟動(dòng)連接傳輸?shù)顷懢W(wǎng)絡(luò)的過程中要求電源提供峰值2 A的電流，并且電壓的壓降不能大于400 mV，因而在模塊電源供電設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮到電壓可能下降。必須保證最小電壓高于3 V，另外，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，電壓的波動(dòng)不能大于400 mV，否則，TC35會(huì)認(rèn)為是電壓過低而自動(dòng)關(guān)閉模塊。因此，電路的電源線要盡可能短。如果用電池夾作備用電源，還要考慮主板和電池夾連線上的電阻引起的壓降。在電路設(shè)計(jì)中，可以把ZIF接口的電源和其他的電源分開供電，ZIF接口電源單獨(dú)供電，一定要保證以上的要求，可以采用大功率器件高穩(wěn)定的開關(guān)電源供電。

　　1.3 串行接口設(shè)計(jì)

　　GSM 模塊和系統(tǒng)處理器通過串行TIU TRS 232標(biāo)準(zhǔn)串行總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所有操作的高電平都是CMOS電壓(2.65 V)，因而，RS 232轉(zhuǎn)換芯片的邏輯電平必須采用低壓供電形式(3.3 V)，不能用5 V的串口轉(zhuǎn)換芯片。在設(shè)計(jì)中選用了MAX公司的MAX 3238實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。MAX 3238是MAX公司生產(chǎn)的3.3 V邏輯電平串行轉(zhuǎn)換芯片，和常用的MAX 232具有相同的特性，只是邏輯電平是3.3 V。模塊和處理器的串行通信完全符合通用串行總線標(biāo)準(zhǔn)。具體硬件接口電路如圖3所示。

　　1.4 S1M卡接口設(shè)計(jì)

　　GSM模塊中的基帶處理器有一個(gè)完整的SIM卡接口，這個(gè)接口完全符合ISO7816 3標(biāo)準(zhǔn)。在SIM卡接口設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證更高的穩(wěn)定性，ZIF連接器和卡座引腳的最大長度不應(yīng)超過200 mm。

　　在設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮的一個(gè)問題是SIM卡的地線處理。當(dāng)然，根據(jù)個(gè)人的設(shè)計(jì)習(xí)慣和風(fēng)格有很多不同的方法。要達(dá)到的最終目的是使SIM卡座有一個(gè)單獨(dú)的地。因此，用1個(gè)電感和1個(gè)電容構(gòu)成一組濾波電路，在卡座的每一邊都放一組這樣就構(gòu)成一個(gè)環(huán)形隔離帶，使SIM卡和外面保持一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地，再通過一根線把模塊接口地和SIM卡的地相連。
1.5 無線遙控模塊設(shè)計(jì)

　　無線遙控功能采用SRWF-1模塊實(shí)現(xiàn)，通過89C51進(jìn)行控制，將C51收到的信息通過串口發(fā)給SRWF-1發(fā)射模塊，SRWF-1接收模塊將接收到的信息通過串口傳給LPC2210。

　　2 結(jié) 語

　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報(bào)警系統(tǒng)，不僅可以大大提高報(bào)警系統(tǒng)的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長距離實(shí)時(shí)監(jiān)控；此外本系統(tǒng)還可對(duì)入侵的緊急程度進(jìn)行區(qū)分，便于用戶根據(jù)情況采取措施，滿足汽車用戶對(duì)汽車防盜的要求，而且本系統(tǒng)成本不高，易于推廣。