資料介紹
1. 引言
1.1. 背景
本文在傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)的基礎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)的遠程無線網絡化發(fā)展提供了良好的應用基礎。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域有著廣泛的應用前景。
1.2. 國內外的研究狀況
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。現逐一介紹下各個技術在國內外發(fā)展情況。
(一)指紋識別
目前世界范圍內應用最廣泛、市場占有率最高的身份識別方法是傳統(tǒng)的指紋識別技術與現代的模式識別技術、計算機技術、網絡技術相結合的指紋自動識別系統(tǒng)(Automated Fingerprint Identification System, AFIS)。在我國,上世紀八十年代末九十年代初,由清華大學和北京市公安局,北京大學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)技術目前已經比較成熟,使用也比較方便。由于GPS技術所具有的全天候、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力,已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個應用領域。至今,通過專用的GPS模塊已經可方便的獲得車載GPS智能終端所在的全球定位目標,且定位精度高,近幾年隨著GSM/GPRS網在中國的普及,車載終端通過GSM/GPRS網與監(jiān)控中心通訊的方式已經成為最受歡迎的方式。
(三)GPRS
通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service)的簡稱,它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。它經常被描述成“2.5G”,也就是說這項技術位于第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道,提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式,只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現分組交換,這種改造的投入相對來說并不大,但得到的用戶數據速率卻相當可觀。
2. 項目概述
2.1. 工作內容
本項目旨在PSoC3平臺上,設計出智能車鎖終端。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,它不僅能夠實現防盜報警功能,而且能夠對被盜汽車進行跟蹤定位和遠程控制。加之系統(tǒng)利用指紋識別技術和振動傳感器實現安全開鎖,多重保險,集防盜和遠程監(jiān)控功能于一體。
圖1 系統(tǒng)組成結構
基于GPRS構建的汽車防盜監(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,可以實現以下功能:
1、將指紋識別系統(tǒng)與車載終端相連,當指紋確認后,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轉發(fā)用戶手機上;
3、將車載終端與震動傳感器相連,當發(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單元將現場圖片上傳給用戶。
1.1. 項目技術路線和技術指標
1.1.1 技術路線
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。首先通過光學采集頭獲取車主指紋的圖像,和模塊內的指紋模板進行匹配,計算出它們的相似程度,當相似度達到一定數值的時候,模塊返回指令控制鎖打開。
為了完成數據的傳輸,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提供的網關和路由接入Internet,并通過TCP/IP網絡協議完成與Internet上主機傳輸數據的任務。
安裝在車上的震動感應器采用壓電陶瓷片,當敲打擠壓其表面時,能產生一個微小的電壓。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,產生微小的電壓輸出,經放大進入一個比較器,當其值大于設定的門限電位時,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,可以根據具體情況判斷是否關閉GPS,并將執(zhí)行結果通過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 技術指標
1. 數據傳送速率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數據信息的記錄:循環(huán)保存GPS數據;
5. 8Mbit數據緩沖區(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)測技術已經大量地運用于各種場合,相應產品也日臻成熟;現用的汽車防盜系統(tǒng)都采用了振動傳感器的技術。本項目是將幾種較為成熟的技術相互融合,實現預期目的,因此具有較好的可行性。
1.1. 背景
本文在傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)的基礎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)的遠程無線網絡化發(fā)展提供了良好的應用基礎。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域有著廣泛的應用前景。
1.2. 國內外的研究狀況
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。現逐一介紹下各個技術在國內外發(fā)展情況。
(一)指紋識別
目前世界范圍內應用最廣泛、市場占有率最高的身份識別方法是傳統(tǒng)的指紋識別技術與現代的模式識別技術、計算機技術、網絡技術相結合的指紋自動識別系統(tǒng)(Automated Fingerprint Identification System, AFIS)。在我國,上世紀八十年代末九十年代初,由清華大學和北京市公安局,北京大學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)技術目前已經比較成熟,使用也比較方便。由于GPS技術所具有的全天候、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力,已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個應用領域。至今,通過專用的GPS模塊已經可方便的獲得車載GPS智能終端所在的全球定位目標,且定位精度高,近幾年隨著GSM/GPRS網在中國的普及,車載終端通過GSM/GPRS網與監(jiān)控中心通訊的方式已經成為最受歡迎的方式。
(三)GPRS
通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service)的簡稱,它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業(yè)務。它經常被描述成“2.5G”,也就是說這項技術位于第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道,提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式,只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現分組交換,這種改造的投入相對來說并不大,但得到的用戶數據速率卻相當可觀。
2. 項目概述
2.1. 工作內容
本項目旨在PSoC3平臺上,設計出智能車鎖終端。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,它不僅能夠實現防盜報警功能,而且能夠對被盜汽車進行跟蹤定位和遠程控制。加之系統(tǒng)利用指紋識別技術和振動傳感器實現安全開鎖,多重保險,集防盜和遠程監(jiān)控功能于一體。
圖1 系統(tǒng)組成結構
基于GPRS構建的汽車防盜監(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,可以實現以下功能:
1、將指紋識別系統(tǒng)與車載終端相連,當指紋確認后,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轉發(fā)用戶手機上;
3、將車載終端與震動傳感器相連,當發(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單元將現場圖片上傳給用戶。
1.1. 項目技術路線和技術指標
1.1.1 技術路線
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。首先通過光學采集頭獲取車主指紋的圖像,和模塊內的指紋模板進行匹配,計算出它們的相似程度,當相似度達到一定數值的時候,模塊返回指令控制鎖打開。
為了完成數據的傳輸,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提供的網關和路由接入Internet,并通過TCP/IP網絡協議完成與Internet上主機傳輸數據的任務。
安裝在車上的震動感應器采用壓電陶瓷片,當敲打擠壓其表面時,能產生一個微小的電壓。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,產生微小的電壓輸出,經放大進入一個比較器,當其值大于設定的門限電位時,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,可以根據具體情況判斷是否關閉GPS,并將執(zhí)行結果通過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 技術指標
1. 數據傳送速率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數據信息的記錄:循環(huán)保存GPS數據;
5. 8Mbit數據緩沖區(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)測技術已經大量地運用于各種場合,相應產品也日臻成熟;現用的汽車防盜系統(tǒng)都采用了振動傳感器的技術。本項目是將幾種較為成熟的技術相互融合,實現預期目的,因此具有較好的可行性。
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