汽车电子防盗跟踪系统工作原理及应用
1 引言
目前,汽车被盗的情况时有发生,给车辆导航的也是借助于GPS 的定位显示器,它只需接收24颗地球同步卫星中的两颗以上(越多越精确)就可以显示出当前车辆的位置,但它只能接受信息而没有发射功能,故对于防盗没有作用。本设备使用简便,闭合W1,车主便可离开汽车;回来时,断开W1。在驾驶过程中被劫持,闭合W2 就可。而且成本低廉,而且也无需交纳各种报警费用,很适合中低档汽车安装。
2 工作原理
熟悉手机的人,都知道手机有定位功能,将规定的字母发送至特定的号码,便可以获得短信的回复,告知你当前所处的位置。当然,它是通过移动通信网络这个平台来实现的。
对移动通信平台而言,规定的字母是:ZJ;特定的号码是:05058。也即将ZJ 字母发送至05058 时,便可以获得移动通信网络送回的短信,告知你当前的位置信息。这种位置信息通常是以极坐标的方式(ρ,θ),它是以附近的一座着名的建筑物为极点,再以你当今位置与极点的距离为矢径ρ,并告知矢径的方向θ来进行定位的。如何利用移动通信网络来实现汽车的定位功能?图1 给出了该技术的工作示意图。
它是由汽车跟踪处理器、车主手机等,再利用移动通信网络平台等构成的系统。其核心部分是装在汽车内的一个“汽车跟踪处理器”,该处理器由一台手机、一个单片机、振动传感器等等构成。通常传感器不工作,当车主离开汽车时,传感器开始工作,此时,如有盗贼动汽车,传感器输出信号使单片机系统工作,并将ZJ 字母通过报警手机发送到移动通信网络的05058,并获得移动网络回送的该汽车的位置信息。然后由单片机控制,将该位置信息通过移动网络再发送至车主的手机,由此可见,不管车主在何位置,都能了解汽车的实际位置。当盗贼开动汽车时,汽车跟踪处理器会定时(一分钟至一分半钟)地重复前面的过程,将当前汽车的位置一一告知车主,起到了一个位置跟踪的作用。
若车主在开车的过程中被盗贼劫持,只需来一个不起眼的小动作,按动一个隐藏的小开关,就能使汽车跟踪处理器定时地重复上述过程,当然,位置信息的接受者不是车主本人,而是自己的亲朋戚友(如向110 求救,则需由亲朋戚友的手机转发,因目前110 还没有接收短信的功能)!使他们了解自己的去向,赢得最短的营救时间。
3 硬件设计
这里的硬件设计是指“汽车跟踪处理器”的设计,主要部分是其中的单片机系统。图2给出了硬件设计简图。单片机采用当前最流行的最廉价的小体积(20 脚)的AT89C2051。
当车主离开汽车时,应按闭合工作开关W1。当车主被劫持时,应闭合劫持报警W2。这两个开关应装在比较隐蔽但手容易触摸到的地方。AT89C2051 的P1 口(P10—P17)的八个脚分别用来控制A1—A8 八个光电耦合器的通断(脚低电平时导通),采用光耦的好处是能起到电路之间的隔离作用,因手机键盘的电平与单片机系统的电平并不相同。单片机系统初始化时,各输入输出脚(P10—P17, P30—P33 等)均呈高电平。振动传感器不工作时输出高电平,单片机不工作;当汽车被盗时,传感器输出低电平,触发单片机工作。通过P10—P17控制A1—A8 导致K1—K8 分别通断,模拟报警手机的一系列的按键动作,完成整个报警过程。
报警手机的听筒必须断开,以防盗车贼听到。但它的输出信号还必须保留,并将其输入到R3、9013,作为移动通信网络回送位置信息的提示信号。IC 的P32 脚原为高电平,当出现提示时,变为低电平,于是单片机控制报警手机将位置信息发送出去(车主手机、朋友手机或转发110 等)。
报警手机虽有19 个键,但我们只用8 个。见图3 中的标上了K1—K8 的键,每个键接入对应的两根线。因报警手机可以采用多种款式,故具体的键盘排列及各键的功能并不相同,使用时应区别对待,当然,程序的编制也有所不同,这点尤应注意。我们采用的手机是一种最便宜的手机(波导:BiRD_ S1160),手机本身不要钱,交500 元作话费即可。该手机的每个键均有多种功能,如K1 能编发短信等;K2 能进入预置电话本;K3 能关机、倒退等;K4、K5 可上翻下翻等;K6 开机、确认等;K7、K8 能键入“ZJ”字母等。限于篇幅,不能详尽,可参考BiRD_S1160 使用说明书。
图4 给出了汽车跟踪处理器电源供电图。它由汽车上的蓄电池分两次降压后供给,先由7805稳压成5V 供给单片机系统,再由两个二极管降为3.6V 供给报警手机。
由报警手机、单片机、振动传感器、电源供电器等构成的“汽车跟踪处理器”应该放置在汽车内部比较隐蔽的地方。报警手机的这种连接,并不防碍手机的原有性能和使用。报警手机在使用前,应在手机内的电话本上先按顺序预置三个电话号码: 1:车主电话,先存储车主姓名,再存储车主的电话号码;2:位置信息,先存储中文“位置信息”,再存储05058;3:报警电话,先存储“救!AX-33445”(后面字母及数字为汽车牌照号),再存储朋友电话号码。到时只需进入该电话本选用就行。不同的手机功能键的使用也不相同,本手机的使用详情可参考BiRD_S1160 使用说明书。
4 软件设计
本机的程序固化在AT89C2051 内,主要是用来模拟报警手机的按键过程。图5 给出了汽车跟踪处理器的软件框图。
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