DIY汽車防盜模塊，系統(tǒng)解決方案，軟硬件架構(gòu)

　1. 引言
　　1.1. 背景
　　本文在傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用了嵌入式系統(tǒng)理念，提出了一種新的全方位汽車安全解決方案，在PSoC3硬件開發(fā)平臺上設(shè)計出具有遠程監(jiān)控功能的智能車鎖，為汽車防盜系統(tǒng)的遠程無線網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。終端由于安裝方便、靈活性強、性價比高等特點在汽車防盜等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　1.2. 國內(nèi)外的研究狀況
　　系統(tǒng)主要由幾個模塊組成：指紋識別模塊、GPS模塊和GPRS模塊?，F(xiàn)逐一介紹下各個技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展情況。
　?。ㄒ唬┲讣y識別
　　目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛、市場占有率最高的身份識別方法是傳統(tǒng)的指紋識別技術(shù)與現(xiàn)代的模式識別技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的指紋自動識別系統(tǒng)（Automated Fingerprint Identification System， AFIS）。在我國，上世紀(jì)八十年代末九十年代初，由清華大學(xué)和北京市公安局，北京大學(xué)和上海市公安局研究的單機版AFIS分別投入實用。
　　（二）GPS
　　全球定位系統(tǒng)（Global Position System）技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，使用也比較方便。由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個應(yīng)用領(lǐng)域。至今，通過專用的GPS模塊已經(jīng)可方便的獲得車載GPS智能終端所在的全球定位目標(biāo)，且定位精度高，近幾年隨著GSM/GPRS網(wǎng)在中國的普及，車載終端通過GSM/GPRS網(wǎng)與監(jiān)控中心通訊的方式已經(jīng)成為最受歡迎的方式。
　?。ㄈ〨PRS
　　通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動通訊技術(shù)之間。它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。
　　2. 項目概述
　　2.1. 工作內(nèi)容
　　本項目旨在PSoC3平臺上，設(shè)計出智能車鎖終端。該終端利用GPRS，可通過短信發(fā)出控制信息，使汽車處于遠程監(jiān)控狀態(tài)，同時可從GPS定位系統(tǒng)的接口獲取地理位置信息，將其傳至用戶手機上。因此，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)防盜報警功能，而且能夠?qū)Ρ槐I汽車進行跟蹤定位和遠程控制。加之系統(tǒng)利用指紋識別技術(shù)和振動傳感器實現(xiàn)安全開鎖，多重保險，集防盜和遠程監(jiān)控功能于一體。
　　
　　圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
　　基于GPRS構(gòu)建的汽車防盜監(jiān)控系統(tǒng)的車載端系統(tǒng)，在車主和車載終端之間形成了交互平臺，可以實現(xiàn)以下功能：
　　1、將指紋識別系統(tǒng)與車載終端相連，當(dāng)指紋確認后，打開車鎖（用繼電器模擬的車鎖）；
　　2、用戶可通過GPRS控制車載終端開啟、終止GPS工作。同時模塊可從GPS單元接收位置信息，通過GPRS轉(zhuǎn)發(fā)用戶手機上；
　　3、將車載終端與震動傳感器相連，當(dāng)發(fā)生劇烈震動時，發(fā)出報警信號，同時車載終端通過GPRS向用戶報警；
　　4、車載終端也可通過GPRS單元將現(xiàn)場圖片上傳給用戶。
　　1.1. 項目技術(shù)路線和技術(shù)指標(biāo)
　　1.1.1 技術(shù)路線
　　指紋識別模塊的作用是打開車鎖。它使用戶在忘記帶鑰匙的時候也可以安全的打開車門。首先通過光學(xué)采集頭獲取車主指紋的圖像，和模塊內(nèi)的指紋模板進行匹配，計算出它們的相似程度，當(dāng)相似度達到一定數(shù)值的時候，模塊返回指令控制鎖打開。
　　為了完成數(shù)據(jù)的傳輸，用戶通過手機向GPRS模塊發(fā)送AT指令，控制移動終端的通信過程。同時移動終端也可以借助GPRS提供的網(wǎng)關(guān)和路由接入Internet，并通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成與Internet上主機傳輸數(shù)據(jù)的任務(wù)。
　　安裝在車上的震動感應(yīng)器采用壓電陶瓷片，當(dāng)敲打擠壓其表面時，能產(chǎn)生一個微小的電壓。為了提高其靈敏度，可在陶瓷片上焊一截彈簧，上有一個小錘，受到振動時，小錘擺動，引起陶瓷片表面振動，產(chǎn)生微小的電壓輸出，經(jīng)放大進入一個比較器，當(dāng)其值大于設(shè)定的門限電位時，啟動GPS定位系統(tǒng)開始工作，向主機傳送所在地的位置信息。此時，車主可以通過地點來判斷車子的狀況，可以根據(jù)具體情況判斷是否關(guān)閉GPS，并將執(zhí)行結(jié)果通過Command（“1”：不鳴笛；“2”：鳴笛）發(fā)送給車鎖，由車鎖中的蜂鳴器及聲音放大器執(zhí)行執(zhí)行報警或非報警指令。
　　1.1.2 技術(shù)指標(biāo)
　　1. 數(shù)據(jù)傳送速率9.6 ~19.2kbps；
　　2. 控制口：采用28PIN接口，有良好的可擴展性；
　　3. GPS定位精度：25M （SA OFF RSM 95%）；
　　4. GPS數(shù)據(jù)信息的記錄：循環(huán)保存GPS數(shù)據(jù)；
　　5. 8Mbit數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；
　　6. GPRS發(fā)射功率：≤0.3W；
　　7. 工作電壓： 5V~12V；
　　8. 工作電流：≤140mA；
　　9. 工作條件：溫度 –20~60℃
　　1.2. 可行性分析
　　在國外，指紋識別車鎖日漸盛行，但國內(nèi)市場并未充分開發(fā)。本項目在指紋識別方面的研究可以借鑒大量國外的資料。無線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)大量地運用于各種場合，相應(yīng)產(chǎn)品也日臻成熟；現(xiàn)用的汽車防盜系統(tǒng)都采用了振動傳感器的技術(shù)。本項目是將幾種較為成熟的技術(shù)相互融合，實現(xiàn)預(yù)期目的，因此具有較好的可行性。