CN101232801B - 嵌入式汽车安防综合*** - Google Patents

嵌入式汽车安防综合*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式汽车安防综合***。其中央处理器分别与GPRS车载短信模块，GPS车载定位模块，SD卡存储器，音频输出，LCD触摸显示，车载多媒体***，二级控制***和USB设备连接，用于接收传感器、GPRS短信模块和GPS定位模块和车主遥控器的信息，存储、分析、输出处理，通过车门控制***对车辆进行机械控制，或以短信或电话的形式给车主发送实时的监控和报警信息。车载多媒体***具备显示、播放mp3、mp4媒体文件、搜索等功能。通过全方位监控车辆状态，实时通讯，使车辆始终处于车主的监控范围之内。二级控制***可脱离核心控制器独立工作，保证了车辆在局部功能受损或受限情况下仍能完成基本的安防功能。

Description

嵌入式汽车安防综合***
技术领域
本发明涉及一种嵌入式汽车安防综合***。
背景技术
随着生活水平的提高，近年来私家车急剧增多，随之而来的盗车现象也日趋严重。目前普遍使用的基于无线射频的汽车防盗设备由于覆盖面小、控制距离短、报警方式单一、密码易被盗取、缺少定位跟踪功能，已经无法满足汽车防盗需求的不断增长。一些研究者开发了基于GPS的汽车防盗***，主要用于公安、消防、交通、物流部门的跟踪调度，但需要统一平台，成本高，不易向中小单位用户和个人用户推广。
发明内容
为克服现有汽车报警器在技术和使用成本上的不足，本发明的目的在于提供一种嵌入式汽车安防综合***。
本发明采用的技术方案是：
包括中央处理器，GPRS车载短信模块，GPS车载定位模块，SD卡存储器，音频输出，LCD触摸显示，车载多媒体***，二级控制***和USB设备；中央处理器分别与GPRS车载短信模块，GPS车载定位模块，SD卡存储器，音频输出，LCD触摸显示，车载多媒体***，二级控制***和USB设备连接；所述的二级控制***分别与检测振动、超声波、车门开关、后备箱开关的信号检测传感器，报警输出，车门控制和手持遥控器连接。
本发明具有的有益效果是：
本发明嵌入式汽车安防综合***，通过全方位监控车辆状态，实时通讯，使车辆始终处于车主的监控范围之内。其中二级控制***可脱离核心控制器独立工作，保证了车辆在局部功能受损或受限情况下仍能完成基本的安防功能。本发明可在***通信覆盖范围内对汽车进行全方位精确监控的防盗报警。
附图说明
图1是嵌入式汽车安防综合***的***框架图；
图2是嵌入式汽车安防综合***的中央处理器接口电路图；
图3是嵌入式汽车安防综合***的GPRS车载短信模块及接口电路图；
图4是嵌入式汽车安防综合***的二级控制***电路图；
图5是嵌入式汽车安防综合***的音频输出电路图；
图6是嵌入式汽车安防综合***的LCD触摸显示接口电路图；
图7是嵌入式汽车安防综合***的SD卡存储器接口电路图；
图8是嵌入式汽车安防综合***的USB接口电路图；
图9是嵌入式汽车安防综合***的GPS车载定位模块及接口电路图；
图10是嵌入式汽车安防综合***的总流程图；
图11是嵌入式汽车安防综合***的二级控制***独立工作流程；
图12是嵌入式汽车安防综合***的主次两级控制***工作流程；
图13是嵌入式汽车安防综合***的GPRS查询及控制流程；
图14是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之一——GPS定位；
图15是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之二——GPS导航；
图16是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之三——周边查询；
图17是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之四——多媒体播放；
图18是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之五——报警记录查询；
图19是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之六——数据导出；
图20是嵌入式汽车安防综合***的触摸显示器功能流程之七——数据导入。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明嵌入式汽车安防综合***包括中央处理器、GPRS车载短信模块、GPS车载定位模块、SD卡存储器、音频输出、LCD触摸显示、车载多媒体***和二级控制***，可接USB设备。其中二级控制***可脱离中央处理***独立工作，接收传感器信号和遥控信号，进行报警和车门控制。
图2中央处理器接口电路中U4为串口电平转换芯片MAX232，T1IN，R1OUT，分别与核心板的RXD0，TXD0相连。其T1OUT，R1IN分别与T1的3脚和2脚相连，将核心板的UTR0的电平由TTL转换成232电平。中央处理器上运行的程序实现车载多媒体mp3，mp4播放、数据查询、分析、处理、导入、导出功能。
图3为GPRS车载短信模块及其与ARM9核心板的接口电路图。图中的A1为华为GPRS模块GTM9001，其UART接口与核心板的UART1接口相连。A2为SIM卡插槽。当***配置为要求GPRS报警时，ARM9核心板发出的报警指令将被传至A1，通过移动通信网发送至车主手机。当车主查询或修改车辆状态时，发送的手机短信由A1接收，通过UART接口申请中断，将指令传送到核心板。核心板处理之后执行相应的操作。该模块提供车载电话的扩展接口。
图4为二级控制***接口电路，图中的16C73为microchip的八位单片机。其上运行着检测车辆状态、执行二级控制并与核心板通讯的程序。ATMEL330为一4K flash，用于存储遥控器的跳码及车钥匙的遥控标识信息。其片选信号与16C73的RA2相连，SK时钟信号与RA1相连。DIDO与RA0相连。图中2003为输出驱动芯片，其8位输入端分别与16C73的RB口相连。其输出端OUT1通过R18控制工作指示灯闪烁；OUT2输出到控制继电器J5的线圈控制车辆后备箱；OUT3输出到继电器J1控制左前门；OUT4输出到继电器J2控制右前门；OUT5输出到继电器J3，J4控制后门。16C73的RC3接D1，输出到COM3，控制报警喇叭报警。图中的COM7为超声波和振动传感器接口。16C73的TX、RX分别与核心板的UART2口的RX2、TX2相连，实现与核心板通讯。
图5音频输出电路中，U9(UDA1341TS)为音频转换芯片。MIC CON为麦克风接口，SPEAK CON为耳机接口。U9的SYS CLK脚与核心板的91脚CDCLK相连，U9的13脚L3 MOD与核心板的51脚L3MOD相连，U9的14脚L3 CLOCK与核心板53脚L3 CLOCK相连，U9的15脚L3 DATA与核心板的52脚L3 DATA相连，U9的18脚DATAO与核心板的89脚IIS_SDI相连，U9的19脚DATAI与核心板90脚IIS_SDO相连，实现IIS通讯协议，与主机交换音频数据。
图6LCD触摸屏显示电路中，J4为LCD即触摸屏接口。J4的35脚与核心板的117脚TSYP相连，J4的36脚TSXP与核心板的115脚相连，J4的37脚TSYM与核心板118脚相连，J4的38脚TSXM与核心板的116脚相连，上述四脚为触摸屏接口。J4的2脚VCLK与核心板的40脚相连；J4的3脚HSYNC与核心板的44脚相连，该信号为LCD屏的水平同步信号；J4的4脚VSYNC与核心板的45脚相连，为LCD屏的垂直同步信号。J4的6-11脚与核心板的81-86脚相连，J4的13-18脚与核心板的72-77脚相连，J4的20-25与核心板的63-38脚相连，用于传输显示的数据。J4的27脚VM与核心板46脚相连，J4的32脚与核心板113脚CLKOUT0相连。
图7为SD卡存储器接口电路中SD card为SD卡插槽。其1脚接10K上拉电阻，并接到核心板的100脚；2脚接10K上拉电阻，并接到核心板的96脚；5脚接核心板95脚；7脚DAT0接10K上拉电阻，并接核心板97脚；8脚DAT1接10K上拉电阻，并接核心板98脚；9脚DAT2接10K上拉电阻，并接核心板99脚；10脚WP接10K上拉电阻，并接核心板101脚；11脚WP接10K上拉电阻，并接核心板102脚。
图8USB设备接口电路中，USB COM2为USB从接口，J3为USB主接口。USB COM2的2脚接核心板120脚，传输USB的低电压信号；USBCOM2的3脚接1.5K上拉电阻，并接到122脚，传输USB的高电压信号。J3的2脚接1.5K上拉电阻，并串27欧姆电阻接到119脚，传输USB低电压信号；J3的3脚接1.5K上拉电阻，并串27欧姆电阻接到120脚，传输USB高电压信号。
图9GPS车载定位模块接口电路中，A1为哥白尼Trimble GPS解码芯片。J3为GPS天线接口，J3的1脚接C1到A1的3脚，J3的2脚接地，J1，J2为跳线，用于***调试。A1的20脚、21脚分别接1K电阻至核心班175脚TXD0，A1的22脚、23脚分别接1K电阻至核心班176脚RXD0，通过UART协议向核心板发送GPS定位数据，并接受核心板的控制命令。
图10-图20为该发明的流程图。在总流程中，***开机之后将检查主***和二级***是否都工作正常，若正常则进入图12流程(3)，若不正常，则进一步检查二级***是否正常，若二级***正常，则使用二级***的安防功能，判断布撤防状态后进入图11流程(2)，若二级***处于非正常状态则提示故障，***无法启用安防功能。
图11二级***工作流程的前提要求是***处于布防状态，在此状态下，二级***处理器一旦接收到汽车超声波、振动及车门传感器的异常信号，即判断该信号是否达到一定的报警条件，若达到条件，则发出声音报警，当报警时间达到一定长度时，报警自动停止。若传感信号没有达到报警条件，***将继续等待接收新的传感信号。
图12为主从两极***同时工作的流程，同样要求***处于布防状态。当二级***接收的传感信号达到报警条件时，二级***将向中央处理器即ARM核心板发送报警信息，中央处理器记录报警数据后将判断***是否设置为GPRS报警。若是，则向车主发送报警短信，并等待车主的确认信息。在无确认的情况下，最多发送三次报警短信。若***收到车主的回复短信，则根据车主的短信指令进行操作，包括查询车辆地理位置、查询车辆状态、解除报警。而二级***在向中央处理器发送报警信号的同时也发出一定时长的声音报警。车主通过短信查询车辆状态的流程见图13。
图13描述GPRS查询及控制流程。中央处理器接收到车主的GPRS短信命令时，利用实时接收的GPS定位数据和二级***报警数据，对车主的命令做出处理和反馈，处理的结果有解除报警、发送车辆地理信息和车辆状态信息等。
图14、15、16描述通过LCD触摸屏使用GPS功能的流程。开启GPS定位功能后，中央处理器接收实时GPS定位信息，通过数据处理，将车主的当前位置显示在电子地图上。开启GPS导航功能后，车主利用显示在LCD触摸屏上的菜单及工具，输入出发地和目的地，中央处理器通过一定的计算，在LCD屏幕上向车主显示路径导航信息，指引车主开往目的地。开启GPS周边查询功能后，车主选择当前位置并输入所要查找的周边目的地，中央处理器通过计算其之间的距离，向车主显示当前位置与目的地的距离，并可导航至目的地。
图17为通过触摸屏使用车载多媒体功能的流程。根据人机界面提示，进入多媒体菜单后，可从***自带的存储设备或接入USB的外置存储设备选择多媒体文件进行播放。LCD屏显示图像信息，车载音响输出音频信息。
图18为通过触摸屏查询历史报警记录的流程。根据人机界面提示，进入历史报警记录查询菜单，输入查询的日期范围，***将搜索该日期范围内的报警记录，并显示在LCD屏幕上。
图19、20为数据导出、导入流程。根据人机界面提示，进入数据导出菜单，查询或选择需要导出的数据，指定外置存储器，将数据导出。导入过程与此相反，用户从外置存储器选择数据，将其导入到***中。

Claims (2)

1.一种嵌入式汽车安防综合***，其特征在于：包括中央处理器，GPRS车载短信模块，GPS车载定位模块，SD卡存储器，音频输出，LCD触摸显示，车载多媒体***，二级控制***和USB设备；中央处理器分别与GPRS车载短信模块，GPS车载定位模块，SD卡存储器，音频输出，LCD触摸显示，车载多媒体***，二级控制***和USB设备连接；所述的二级控制***分别与检测振动、超声波、车门开关、后备箱开关的信号检测传感器，报警输出，车门控制和手持遥控器连接；其中：
所述的中央处理器包括SAMSUNG2410_ARM9核心板和232接口电路，U4为串口电平转换芯片MAX232，其T1IN，R1OUT，分别与核心板的RXD0，TXD0相连，其T1OUT，R1IN分别与T1的3脚和2脚相连；
所述的GPRS车载短信模块GTM9001，其UART接口与核心板的UART1接口相连，A2为SIM卡插槽；
所述的二级控制***电路，16C73为microchip的八位单片机；ATMEL330为4K flash，其片选信号与16C73的RA2相连，SK时钟信号与RA1相连，DIDO与RA0相连；2003为输出驱动芯片，其8位输入端分别与16C73的RB口相连，其输出端OUT1通过R18控制工作指示灯闪烁，OUT2输出到控制继电器J5的线圈控制车辆后备箱，OUT3输出到继电器J1控制左前门，OUT4输出到继电器J2控制右前门，OUT5输出到继电器J3、J4控制后门；16C73的RC3接D1，输出到COM3，控制报警喇叭报警；COM7为超声波和振动传感器接口；TX、RX分别与核心板的UART2口的RX2、TX2相连；
所述的音频输出电路中U9(UDA1341TS)为音频转换芯片，MIC CON为麦克风接口，SPEAK CON为耳机接口，U9的SYS CLK脚与核心板的91脚CDCLK相连，U9的13脚L3MOD与核心板的51脚L3MOD相连，U9的14脚L3CLOCK与核心板53脚L3 CLOCK相连，U9的15脚L3 DATA与核心板的52脚L3 DATA相连，U9的18脚DATAO与核心板的89脚IIS_SDI相连，U9的19脚DATAI与核心板90脚IIS_SDO相连；
所述的LCD触摸显示电路中，J4为LCD即触摸屏接口，J4的35脚与核心板的117脚TSYP相连，J4的36脚TSXP与核心板的115脚相连，J4的37脚TSYM与核心板118脚相连，J4的38脚TSXM与核心板的116脚相连，上述四脚为触摸屏接口，J4的2脚VCLK与核心板的40脚相连；J4的3脚HSYNC与核心板的44脚相连，该信号为LCD屏的水平同步信号；J4的4脚VSYNC与核心板的45脚相连，为LCD屏的垂直同步信号；J4的6-11脚与核心板的81-86脚相连，J4的13-18脚与核心板的72-77脚相连，J4的20-25与核心板的63-38脚相连，用于传输显示的数据，J4的27脚VM与核心板46脚相连，J4的32脚与核心板113脚CLKOUT0相连；
所述的SD卡存储器电路中SD card为SD卡插槽，其1脚接10K上拉电阻，并接到核心板的100脚；2脚接10K上拉电阻，并接到核心板的96脚；5脚接核心板95脚；7脚DAT0接10K上拉电阻，并接核心板97脚；8脚DAT1接10K上拉电阻，并接核心板98脚；9脚DAT2接10K上拉电阻，并接核心板99脚；10脚WP接10K上拉电阻，并接核心板101脚；11脚WP接10K上拉电阻，并接核心板102脚；
所述的USB设备接口电路中，USB COM2为USB从接口，J3为USB主接口；USB COM2的2脚接核心板120脚，传输USB的低电压信号；USBCOM2的3脚接1.5K上拉电阻，并接到122脚，传输USB的高电压信号；J3的2脚接1.5K上拉电阻，并串27欧姆电阻接到119脚，传输USB低电压信号；J3的3脚接1.5K上拉电阻，并串27欧姆电阻接到120脚，传输USB高电压信号；
所述的GPS接口电路中，A1为哥白尼Trimble GPS解码芯片；J3为GPS天线接口，J3的1脚接C1到A1的3脚，J3的2脚接地，J1，J2为跳线，用于***调试；A1的20脚、21脚分别接1K电阻至核心班175脚TXD0，A1的22脚、23脚分别接1K电阻至核心班176脚RXD0。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式汽车安防综合***，其特征在于：所述的手持遥控器为射频遥控发射器。
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