基于的嵌入式汽车防盗系统

ａｎｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔａｓｋ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｓ ｇｕａｒｄｅｄ ａｇａｉｎｓｔ ｔｈｅｆｔ．Ｔｈｅ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ＭＰＣ５６３
ｉｓ
ｒｕｎｎｉｎｇ
Ｏ．Ｃ／ＯＳ－ＩＩ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
２．２
，
于精密控制需求的微控制器。其高达４０ ＭＨｚ的工作 频率在实时性上得到了可靠保证，在汽车电子中有着 广泛的应用。存储器采用２９ＬＶｌ６０ Ｆｌａｓｈ芯片。 ②ＣＡＮ总线。ＭＰＣ５６３内嵌了ＣＡＮ模块，外接 ＣＡＮ收发器ＭＣ３３８８８即可。ＣＡＮ总线结构支持分布 式控制，所以系统中的每个控制节点都能够在脱离 ＣＡＮ总线的情况下独立完成自身系统的运行。 ③ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块。ＧＲ４７是Ｓｏｎｙ Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司 推出的新一代ＧＳＭ通信模块，支持端对端、端对用户的 通信模式，支持ＳＭＳ、ＧＰＲＳ等数据传输和语音呼叫；该 模块内嵌ＴＣＰ／ＩＰ协议栈，提供了非常完整的使用接口， 通信接波特率可调，默认ＡＴ指令的波特率为９．６
实现ＧＲ４７与Ｉｎｔｅｍｅｔ的连接控制指令如下：
ＡＴ＋ＣＧＤＣＯＮＴ＝１，“ＩＰ”，“ＣＭＮＥＴ”；ＧＰＲＳ模块开通 ＴＣＰ／ＩＰ服务；反馈ＯＫ。 ＡＴ幸Ｅ２１ＰＡ＝Ｉ。１；ＧＰＲＳ模块分得固定虚拟ＩＰ地址；反 馈ＯＫ。 ＡＴ・Ｅ２ＩＰＯ＝１。“１０．０．０．１７２”，９２０１；连接ＭＭＳＣ；反馈
ＣＯＮＮＥＣＴ。
于Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＰｏｗｅｒＰＣ ＲＩＳＣ微控制器家族，是一款适用
２系统软件实现
防盗系统的软件实现主要有两个步骤：首先是将 实时操作系统Ｉ山Ｃ／ＯＳ—ＩＩ移植到ＭＰＣ５６３主芯片中；其 次是ＭＰＣ５６３依靠实时操作系统按照优先级完成各个 任务，如汽车状态检测与采集任务、ＳＭＳ／ＭＭＳ的实现 任务和收发任务等。如有必要，汽车ＡＭＴ模块可依据 车主短信指令自动完成减速控制。 ２．１¨Ｃ／ｏＳ・ＩＩ在ＭＰＣ５６３上的移植 ｔｒＣ／ＯＳ．１１是一种基于优先级可抢先的多任务实 时内核，包含了任务调度、时间管理、内存管理和任务 通信同步等操作系统的基本功能，但是没有提供Ｉ／Ｏ 管理、文件系统和ＧＵＩ等功能【６１。系统最多可管理６４ 个任务，终端管理可达２５５层。由于ｗＣ／ＯＳ－ＩＩ绝大部 分代码是用ｃ语言编写，只有与ＣＰＵ硬件接口相关部 分用汇编语言编写，因此，具有很好的可移植性。
ｍｏｄｕｌｅ ｖｉａ ｂｏｄｙ ｂｕｓ，ｔｈｅ
ｏｎ
ｏｗｎｅｒ ｓｔａｔｕｓ
ｃａｎ
ｏｂｔａｉｎ ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ＳＭＳ
ｃａｎ
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ｋｂｐｓ。
ＧＲ４７分指令态和数据态两种工作状态。指令态 的主要功能是发送ＡＴ指令和收发ＳＭＳ／ＭＭＳ数据及 相关反馈信息。发送实现ＧＲ４７和车主手机之间短信 通信的控制指令如下：
ＡＴ＋ＣＭＧＦ＝Ｏ；设置短信模式为ＰＤＵ模式，如值为１，则 是ＴＥＸＴ模式；反馈ＯＫ。 ＡＴ＋ＣＮＭＩ＝３，２，０，０，０；设置通过ＳＩＭ卡接收短信；反 馈ＯＫ。 ＡＴ＋ＣＭＧＳ＝“１３……”；向车主发送短信。
１
系统的原理和结构
新型防盗系统首先适用于具有自动变速系统的汽
车¨一］。车主可以定时或随时获取汽车的行驶状态， 当汽车出现异常时，如车门非正常打开、蓄电池电量不 足、发动机温度过高等。各个控制节点将这些信号由 ＣＡＮ总线发送给ＭＣＵ，ＭＣＵ收到这些信号后，将它们 编辑成短信通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块发给车主手机。车 主根据短信内容回发短信命令来控制汽车或进一步联 系驾驶员。 车主根据短信信息和车况信息，决定回发短信的 内容、通知驾驶员关注车况或结合ＧＳＭ／ＧＰＲＳ定位系 统发出汽车减速、限速甚至停车命令，关闭车门、发出 报警信号。新型防盗系统的组成原理如图１所示。
ＳＭＳ／ＭＭＳ的实现与发送 系统中的ＳＭＳ任务主要是将ＣＡＮ总线传来的车
身状态信息编辑成短信形式，通过ＧＲ４７发送出 去【３‘５’７】。系统在收发ＳＭＳ的过程中使用ＰＤＵ格式， 它使用７－ｂｉｔ、８－ｂｉｔ和ＵＣＳ２３种编码。７－ｂｉｔ编码用于发 送普通的ＡＳＣＩＩ字符，８－ｂｉｔ编码用于发送数据消息， ＵＣＳ２编码用于发送Ｕｎｉｃｏｄｅ字符，因为车主和ＧＳＭ模 块通信中用到中文和数字，所以选择ＵＣＳ２编码。汉 字的十六进制ＰＤＵ编码直接采用汉字的Ｕｍｃｏｄｅ编 码，数字就在８位的ＡＳＣＩＩ前面补０。 ＭＭＳ任务主要是将图像采集模块传来的压缩 ＪＥＰＧ图像按照ＷＡＰ协议封装成ＭＭＳ数据报形式， ＭＭＳ数据报封装格式符合ＭＭＳ ＣＬＩＥＮＴ端协议，有 ＭＭＳ头、ＭＭＳ描述语言和ＭＭＳ内容体（压缩过的图 片）组成，如图２所示。ＧＲ４７模块通过串口将ＭＣＵ传 输过来的ＭＭＳ数据报封装成ＵＤＰ／ＴＣＰ格式，通过 ＧＰＲＳ网络发送到彩信服务器。
Ｓｕｂｊｅｃｔ：ｔｅｓｔ（ＭＭＳ头１ Ｘ．Ｍｍｓ—Ｍｅｓｓａｇｅ－Ｃｌａｓｓ：Ｐｅｒｓｏｎａｉ Ｘ．Ｍｍｓ－Ｄｅｌｉｖｅｒｙ．ＲｅｐｏＭ：Ｙｅｓ
Ｃｏｎｔｅｎｔ・Ｔｙｐｅ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ／ｖｎｄ．ｗｎｐ．ｍｕｌｆｌｐａｒｔ．ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｙｐｅ＝ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ／ｓｍｉｌ Ｓｔａｒｔ＝＜ｓ．ｓｍｉｂ ＜ｓｍｉｐ 叫ｓｍ：ｊｐ
ｒｅｔｕｒｎ ｅｒｒ；
／／ＭＭＳ发送
Ｘ－Ｍｍｓ－Ｍｅｓｓａｇｅ－Ｔｙｐｅ：ｍ－ｓｅｎｄ－ｒｅｑ Ｘ．Ｍｍｓ－Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ．ＩＤ：１０５Ｉ舢６
Ｘ．ＭｍＳ－ＭＭＳ－Ｖｅｒｓｌｏｎ：１．０ Ｆｒｎｍ：１３９ｘｘｘｘｘｘｘｘ Ｔｏ：１３９ｘｘｘｘｘｘｌｘ
ＯＳＴｉｍｅＤｌｙ（１）；｝
ｒｅｔｕｒｎ ｏｋ；｝
ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块
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系统组成框图
Ｆｉｇ．１
Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
Leabharlann Baidu
新型防盗系统组成结构如下： ①ＭＣＵ和存储器。ＭＣＵ作为汽车的控制中枢， 协调着整个系统各个节点的正常工作，其性能将直接 决定整个系统工作能否稳定。Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＭＰＣ５６３隶属
摘要：提出了基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ的嵌入式汽车防盗系统，利用ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线通信网络模块和嵌入式多任务实时操作系统来实现汽 车防盗。嵌入式处理器ＭＰＣ５６３运行ｔＬＣ／ＯＳ．Ⅱ实时操作系统，完成汽车状态检测、ＳＭＳＪＭＭＳ的实现和收发等任务。当汽车受到侵害 时，车主可以通过无线通信模块从车身总线获得ＳＭＳ方式的汽车行驶参数和ＭＭＳ方式的驾驶人员当前状态。然后再依据这些信息 通过手机发送短信通知车主关注车况，或直接对汽车进行远程控制，从而保障汽车安全。 关键词：ＧＳＭ／ＧＰＲＳ汽车防盗ｐ．Ｃ／ＯＳ一Ⅱ
ＭＭＳ数据报结构
ＭＭＳ ｍｅｓｓａｇｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
士
开中断 ‘
Ｊ ＧＰＲｓ通信任务Ｊ Ｉ
●
系统软件流程如图４所示，首先初始化操作系统， 完成必要的软硬件设置，进人多任务调度模式，有事件 发生则通过优先级判断，利用模块程序间的通信进入 任务程序完成相应的操作。
州Ｍｓ描述语言）
ｐｉｃｔｕｒｅ（ＭＭＳ内容体）
（初始化ｏｓＩｎｊｔ（））
●
………一－ｔ………一
系统时钟任务
●
ｌ
图２
Ｆｉｇ．２
系统时钟初始化
ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）Ａｕｔｏ－删斗Ｃ／ＯＳ－ｌＩ
Ｓｈｏｒｔ ｍｅｓｓａｇｅ
ＳＭＳ）
Ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｅｍｂｅｄｄｅｄ
Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
０引言
汽车防盗技术是一门伴随着汽车工业发展而不断 进步和完善的系统工程技术，它既与汽车环境、汽车机 械和汽车电子紧密相关；同时又有自身独特的技术背 景。随着汽车的功能和技术日新月异，汽车的防盗技 术也必须跟上它的步伐。 目前市场上大多数的汽车防盗系统都存在一定的 缺陷，关键在于这类防盗系统的报警功能都是基于单 纯的“防盗”要求。主要表现在报警距离短和报警以 后对被盗车辆缺乏有效控制，功能稍强的也仅仅是通 过切断油路来阻止汽车被盗。如果汽车正行驶在高速 公路或者车辆拥挤的城市街道上，这种操作就会带来 很大的安全隐患。 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线通信技术的迅速发展和其用户数 量的日益扩大，使其应用领域不断扩大。近年来出现 的汽车防盗产品也开始利用该技术，但这类产品的特 点仍然是被动式防盗，对被盗汽车缺乏真正的制约。
ｔＯ
ａｃｈｉｅｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ。ａｎｄ ＳＭＳ／ＭＭＳ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｓｅｎｄｉｎｇ
ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ．Ｗｈｅｎ
ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｓ ｕｎｄｅｒ ｉｎｖａｓｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ的嵌入式汽车防盗系统
陈荣保。等
基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ的嵌入式汽车防盗系统
Ａｎ Ｅｍｂｅｄｅｄ Ａｕｔｏ—ｇｕａｒｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＧＳＭ／Ｇ ＰＲＳ
障劳保１
皙
事１
李击勇２
（合肥工业大学电气与自动化工程学院’，安徽合肥２３０００９；香港俊成科技有限公司／Ｉｔ门分公司２，福建厦门３６１００３）
ＧＲ４７和ＭＣＵ通过ＵＳＡＲＴ进行通信。ＧＰＲＳ模块 收到一条短信时，发出振铃信号，ＭＣＵ读取短信内容 和来源，如果信号码属于预先存储的号码时，就建立链
２８
ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ Ｖｏｉ．２９ Ｎｏ．９ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００８
万方数据
基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ的嵌入式汽车防盗系统陈荣保。等
中图分类号：ＴＰ３０２．１
ＳＭＳ远程控制嵌入式监控
文献标志码：Ａ
Ｏｉｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ａｕｔｏ—ｇｕａｒｄ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ
ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｄｕｌｅ
２７
《自动化仪表》第２９卷第９期２００８年９月
万方数据
基于ＧＳｗＧＰｌ塔的嵌入式汽车防盗系统
图像采集模块
陈荣保，等 接，否则删除该短信。 ④图像采集模块。使用美国ＯｎｍｉＶｉｓｉｏｎ公司的 ３０万像素ＣＭＯＳ彩色图像传感器芯片０Ｖ７６６０和韩国 ＭｔｅｋＶｉｓｉｏｎ生产的高性能图像处理器ＭＶ３０１８。０Ｖ７６６０ 运用专用的传感器技术，能清除拖尾效应、灯光闪烁等 光电干扰，ＭＶ３０１８提供丰富的视频功能、３０ ｆｐｓ的实时 显示和ＪＰＥＧ压缩和解压缩，与ＯＶ７６６０具有无缝连接。 ⑤ＡＭＴ模块。基于ＣＡＮ传递的信息，如车速信 号和发动机的油温信号等，ＡＭＴ控制器在系统中通过 ＭＣＵ来控制汽车的油门、离合器和变速箱，实现汽车 的自动变速。
修改稿收到日期：２００７—１２—１４。 第一作者陈荣保，男，１９６０年生，现为上海大学机电工程与自动化学 院在读博士研究生，副教授；主要从事通信技术、信号分析与处理和虚拟 仪器领域的应用研究与教学工作。
在现有的汽车防盗产品融入新的技术，结合 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线传输技术的前期投入少、传输距离远、 传输速度快和永远在线的优点，构成基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ 的嵌入式新型汽车防盗系统，必将成为汽车安全行驶 和远程监控的主要手段。运用现有的车载网络可以使 车主随时随地获取当前的汽车行驶状态，一旦汽车被 盗或汽车行驶状态出现安全隐患，车主能够及时知晓， 结合ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线传输技术对汽车实现远距离控制。
ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ｂｅ
ｉｎｆｏｒｍｅｄ
ｔＯ
ｔｈｅ
ｆｒｏｍ ＳＭＳ ｏｆ ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ：ｏｒ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ｕｎｄｅｒ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ．ＴｈＵＳ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｉｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｌｏｂａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ／ｇｅｎｅｒａｌ ｐａｃｋｅｔ ｒａｄｉｏ ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉ