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淺談汽車智能防盜報警系統設計

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了淺談汽車智能防盜報警系統設計范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

淺談汽車智能防盜報警系統設計

關鍵詞:智能;防盜報警系統;SW-18020P;STM32F407ZGT6;UBLOX-NEO-6M;SIM900A

引言

隨著社會科技的發展和人們生活水平的提高,汽車作為現代最普遍的交通工具逐漸進入普通家庭。汽車防盜的問題也引起了人們的關注和重視。汽車一般會定在車庫或是停車場,每天的使用頻率是它不能像住宅一樣安裝一個牢固不動的安全網,所以,要解決汽車防盜問題應該從汽車本身的特點出發,結合現代科技網絡的發展和現實需求,設計符合汽車自身特性的防盜報警方案和系統。本系統試圖設計一個基于震動和定位傳感的汽車防盜系統和簡易模型。本文設計的汽車智能防盜報警系統,由震動傳感器SW-18020P、單片機STM32F407ZGT6、GPS定位模塊UBLOX-NEO-6M、通信模塊SIM900A及系統電源構成。該系統可以在汽車熄火后對汽車進行實時監控。當發生盜劫情況時,車身的異常震動觸發主控芯片,將定位模塊獲取的定位信息通過移動通信網絡發送至車主。如果汽車位置異常或者車主主動發送位置獲取指令,也可以讓報警器上報汽車位置信息。從而實現了一種具備異常震動檢測、可發送實時位置的防盜報警系統。

1系統構成

本次汽車智能防盜報警系統的設計的主要控制部分是型號為STM32F407ZGT6的單片機,震動的檢測與識別利用SW-18020P來實現,定位系統采用UBLOX-NEO-6M定位模塊,通信采用SIM900A模塊,它們構成一個完整的汽車智能防盜報警系統,達到異常震動檢測、可發送實時位置的目的。系統設計框圖如圖1所示,震動信號由SW-18020P進行檢測和識別,然后將所得數據傳輸給主控單元STM32F407ZGT6,單片機讀取到數據后將定位模塊獲取的定位信息通過移動通信網絡發送至車主。

2硬件設計

硬件包括震動感知識別模塊、定位模塊、通信模塊、單片機控2制模塊和系統電源。

2.1震動感知識別模塊

震動感知識別模塊是一個非常重要的部分,相當于整個報警系統的觸發開關。當汽車發生被盜竊情況的時候,車身必然產生震動,那么車內的震動感知識別模塊會產生觸發信號。震動傳感器的靈敏度高低是決定報警器能否及時準確地觸發的重要因素。本模塊選用SW-18020P作為震動傳感器,其電路原理圖如圖2所示。震動感知識別模塊內部采用了LM393作為電壓比較器。當發生震動的時候,震動傳感器就會輸出電壓,當反向端的電壓高于同相端時,LM393就能輸出低電平,當反向端的電壓低于同相端時,LM393就能輸出高電平。反相端接入一個10K的電位器進行調整傳感器靈敏度,當反相端電壓越高,震動傳感器靈敏度越遲鈍,反之,靈敏度就越高。

2.2定位模塊

定位模塊的核心是UBLOX-NEO-6M,對于整個GPS定位系統的硬件進行模塊化設計,其需求主要在于能夠接收GPS信號并能對接收信號進行放大處理,同時提供完備的外部接口,方便與智能儀器等其它設備連接,要能對誤差進行有效的控制,有提高精度的作用,系統要求體積小,移動方便,功耗低[1]。模塊和單片機連接僅僅需要四個引腳:TXD、RXD、VCC、GND。其中TXD和RXD是與單片機進行串行通信的[1],VCC和GND是用來給模塊供電的,圖3所示為其原理圖。

2.3通信模塊

通信模塊采用的是一款高性能工業級GSM模塊SIM900A,它的功能完善且接口豐富還非常小巧利于安裝,非常適用于需要GPRS數據服務、語音和短信的各個領域,原理圖如圖4所示。該通信模塊采用SMT封裝形式,性能穩定,性價比很高,工作頻率是900MHz/1800MHz;載有RTC后備電池,尺寸小,容量大,可反復充電,能維持RTC的長時間掉電運行;還裝有一個3.6mm麥克風接口和一個3.6mm耳機接口,用于語音通話;選擇接口用于選擇RS232串口連接到通信端口,還是調試端口;RS232串口用于連接PC或工控機等設備的串口,實現控制;還有該模塊已將所有I/O口引出,方便使用[2]。

2.4單片機控制模塊

本設計直接使用STM32F407ZGT6核心板,其核心芯片具有114個I/O口,4個通用同步/異步串行接收發傳輸器,2個通用異步收發傳輸器,符合本設計的需求,可以保證GPS和SIM900A模塊可同時使用[3]。

2.5系統電源

本系統由AS1117-3.3和4個電容組成的電源電路,正電壓穩壓器AS1117-3.3內部含有限流保護電流和高溫過熱保護電路,可以防止負載短路和結溫過熱燒毀器件,此種穩壓器不需外接補償元件[4]。要是電路能夠正常穩定地工作,必須要對工作電壓為2.0V~3.6V的主控芯片STM32F407ZGT6和工作電壓為3.1V~4.6V的通信芯片SIM900A進行分別供電[5]。電路原理圖如圖5所示。

3軟件設計

圖6簡單明了地介紹了本次設計的實現過程:在日常生活中,報警系統就是關閉的,當汽車停止之后,自動開啟報警器,就可以對車輛進行實時監控。當車身發生異常震動時候,震動傳感器感受到非法外作用力的作用而發生形變,向主控器傳輸震動觸發信號;或者當汽車位置與初始位置有初入時,也可想主控器傳輸觸發信號,從而對汽車進行實時監控,一旦發生上述兩種情況,就可以通過GPS獲取實時位置,通過GSM模塊發送汽車試試位置短信給車主,從而確定汽車的具體位置[6]。車主還可以隨時發送短信指令來在任意時間內獲取汽車的經緯度,更好的保證汽車安全。

4系統調試

本設計自身不帶顯示屏,但為便于調試和直接觀看結果,在調試時,加入了液晶屏用來顯示各項信息。為方便測試,使用了移動電源模擬汽車電源,圖7為本設計的完整實物圖。經過聯調,當震動發生時,系統能將實時位置和時間通過通信模塊發送至用戶設定的接收終端,如手機。

5結論與展望

本設計由STM32F407ZGT6單片機、UBLOX-6M模塊、SIM900A模塊和震動感知識別模塊構成,實現了汽車智能防盜報警和簡易模型。圖7汽車智能防盜報警器未來的汽車防盜系統還會朝著更網絡化、更智能化方向發展,成為物聯網的典型應用場景。

參考文獻

[1]李斌,賈巍,趙奇.基于MSP430單片機的GPS定位系統設計[J].制造業自動化,2010,06:61-63+239.

[2]徐娟娟.基于GSM的汽車遠程防盜系統設計[D].曲阜師范大學,2012.

[3]朱剛.基于GSM/GPS汽車防盜系統的設計[D].武漢理工大學,2012.

[4]余亞東,周佳,葉森鋼,潘張鑫.基于GPS/GSM的汽車防盜報警系統設計[J].電子技術,2010,v.37;No.41002:75-76+72.

作者:劉仕奇 李逸飛 于梅 盧新祥 單位:紹興文理學院數理信息學院

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