汽車電子防盜跟蹤系統(tǒng)工作原理及應(yīng)用

1 引言

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(méi)有發(fā)射功能，故對(duì)于防盜沒(méi)有作用。本設(shè)備使用簡(jiǎn)便，閉合W1，車主便可離開(kāi)汽車;回來(lái)時(shí)，斷開(kāi)W1。在駕駛過(guò)程中被劫持，閉合W2 就可。而且成本低廉，而且也無(wú)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(hào)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(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

對(duì)移動(dòng)通信平臺(tái)而言，規(guī)定的字母是：ZJ;特定的號(hào)碼是：05058。也即將ZJ 字母發(fā)送至05058 時(shí)，便可以獲得移動(dòng)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(lái)進(jìn)行定位的。如何利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(tái)手機(jī)、一個(gè)單片機(jī)、振動(dòng)傳感器等等構(gòu)成。通常傳感器不工作，當(dāng)車主離開(kāi)汽車時(shí)，傳感器開(kāi)始工作，此時(shí)，如有盜賊動(dòng)汽車，傳感器輸出信號(hào)使單片機(jī)系統(tǒng)工作，并將ZJ 字母通過(guò)報(bào)警手機(jī)發(fā)送到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的05058，并獲得移動(dòng)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(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)再發(fā)送至車主的手機(jī)，由此可見(jiàn)，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(kāi)動(dòng)汽車時(shí)，汽車跟蹤處理器會(huì)定時(shí)(一分鐘至一分半鐘)地重復(fù)前面的過(guò)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(kāi)車的過(guò)程中被盜賊劫持，只需來(lái)一個(gè)不起眼的小動(dòng)作，按動(dòng)一個(gè)隱藏的小開(kāi)關(guān)，就能使汽車跟蹤處理器定時(shí)地重復(fù)上述過(guò)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(méi)有接收短信的功能)!使他們了解自己的去向，贏得最短的營(yíng)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(jiǎn)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(kāi)汽車時(shí)，應(yīng)按閉合工作開(kāi)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(kāi)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(lái)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(pán)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(dòng)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(guò)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(dòng)作，完成整個(gè)報(bào)警過(guò)程。

報(bào)警手機(jī)的聽(tīng)筒必須斷開(kāi)，以防盜車賊聽(tīng)到。但它的輸出信號(hào)還必須保留，并將其輸入到R3、9013，作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)回送位置信息的提示信號(hào)。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(jiàn)圖3 中的標(biāo)上了K1—K8 的鍵，每個(gè)鍵接入對(duì)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(pán)排列及各鍵的功能并不相同，使用時(shí)應(yīng)區(qū)別對(duì)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(kāi)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(shuō)明書(shū)。

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(dòng)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(hào)碼： 1：車主電話，先存儲(chǔ)車主姓名，再存儲(chǔ)車主的電話號(hào)碼;2：位置信息，先存儲(chǔ)中文“位置信息”，再存儲(chǔ)05058;3：報(bào)警電話，先存儲(chǔ)“救!AX-33445”(后面字母及數(shù)字為汽車牌照號(hào))，再存儲(chǔ)朋友電話號(hào)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(shuō)明書(shū)。

4 軟件設(shè)計(jì)

本機(jī)的程序固化在AT89C2051 內(nèi)，主要是用來(lái)模擬報(bào)警手機(jī)的按鍵過(guò)程。圖5 給出了汽車跟蹤處理器的軟件框圖。

在接通電源開(kāi)關(guān)W0 后，程序在不斷地檢查按鍵W1、W2 是否閉合?若W1 閉合，則進(jìn)入汽車防盜系統(tǒng)，報(bào)警手機(jī)進(jìn)入待機(jī)界面，并刪除原有全部短信，以免造成錯(cuò)誤的短信輸出。

A 然后檢查振動(dòng)傳感器是否有輸出?(是否盜車?)，沒(méi)有就循環(huán)等待，如有則按動(dòng)K7、K8, 鍵入ZJ 兩字母，并將其發(fā)送至05058。再次刪除全部短信，等待移動(dòng)通信回送的位置信息(實(shí)際上是在檢查IC 的P32 是否出現(xiàn)低電平。如有回信，則報(bào)警手機(jī)聽(tīng)筒輸出高電平，P32 呈低電平)。再將位置信息轉(zhuǎn)發(fā)給車主。然后再返回，進(jìn)行下一次的發(fā)送，間隔約一分半鐘。

W1 按下延時(shí)3 分鐘是留給車主離開(kāi)汽車時(shí)用的，否則，一按下W1 就會(huì)引起報(bào)警。

若車主被劫持，閉合W2 就可以完成報(bào)警，過(guò)程與前者近似，只是不用振動(dòng)傳感器，而位置信息是發(fā)送給朋友或轉(zhuǎn)發(fā)110。

5 結(jié)語(yǔ)

在向朋友報(bào)警時(shí)，可以采用短信目錄或短信內(nèi)容兩種方式。

采用前者簡(jiǎn)單，但字?jǐn)?shù)受到嚴(yán)格限制。它是將“救!AX-33445”寫(xiě)入電話本的人名處，在對(duì)應(yīng)的號(hào)碼處再填入朋友手機(jī)號(hào)碼。當(dāng)它發(fā)送到朋友手機(jī)時(shí)，對(duì)方首先會(huì)看到短信的條目“救!AX-33445”。便可以采取營(yíng)救行動(dòng);也可由朋友手機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)110，不斷地告知被劫車輛的牌照號(hào)和實(shí)際位置，由110出動(dòng)營(yíng)救。

采用短信內(nèi)容方式比較復(fù)雜，它不可以編寫(xiě)好求救的短信先存儲(chǔ)起來(lái)，使用時(shí)再調(diào)用，因?yàn)槭謾C(jī)經(jīng)常會(huì)收到一些亂七八糟的短信，而且會(huì)打亂原有的次序，手機(jī)沒(méi)有區(qū)分這些短信的功能， 故只能在發(fā)送時(shí)臨時(shí)編寫(xiě)，這樣就需要更多的按鍵才行，導(dǎo)致硬件復(fù)雜，程序編制過(guò)程繁瑣。

本設(shè)備自動(dòng)化程度高，使用簡(jiǎn)便，閉合W1，車主便可離開(kāi)汽車;回來(lái)時(shí)，斷開(kāi)W1。在駕駛過(guò)程中被劫持，閉合W2 就可。而且成本低廉，而且也無(wú)需交納各種報(bào)警費(fèi)用，很適合中低檔汽車安裝。