基于DSP技術(shù)的汽車定位防盜系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究

　　隨著人們生活水平的提高，汽車已逐步進(jìn)入家庭，對(duì)汽車防盜的要求越來(lái)越高。盡管市場(chǎng)上的汽車防盜器正逐步改善，但這些防盜器主要采用呼叫報(bào)警、高壓電擊等，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車偷盜技術(shù)也越來(lái)越高，使人防不勝防。汽車防盜無(wú)論是對(duì)汽車制造商還是社會(huì)保險(xiǎn)業(yè)都具有極其重要的研究?jī)r(jià)值，針對(duì)目前世界范圍內(nèi)汽車盜竊案的上升趨勢(shì)，各汽車廠家都在不斷地改進(jìn)防盜技術(shù)，尤其是隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，汽車防盜技術(shù)已向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。

　　從上世紀(jì)末美國(guó)正式建成GPS系統(tǒng)并投入使用以來(lái)，GPS技術(shù)已深入到人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。GPS市場(chǎng)目前已有相當(dāng)規(guī)模，尤以車輛定位導(dǎo)航領(lǐng)域的市場(chǎng)份額最大，增長(zhǎng)最快。最近的統(tǒng)計(jì)表明，2000年安裝了GPS接收機(jī)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的銷售額由1996年的5億美元增長(zhǎng)到30億美元，并且這種趨勢(shì)還將繼續(xù)下去。在這種市場(chǎng)的誘惑下，世界各國(guó)對(duì)車輛導(dǎo)航和定位技術(shù)展開(kāi)了大量研究。目前我國(guó)汽車GPS定位導(dǎo)航還處在萌芽階段，特種車輛的GPS導(dǎo)航設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)，如：各有關(guān)部門已在運(yùn)鈔車、急救車、公交車、巡邏車、迎賓車、囚車等專用車輛采用GPS監(jiān)控全過(guò)程、引導(dǎo)和指揮。

　　GSM格式是目前手機(jī)使用的主要制式，在市場(chǎng)上占有80%以上的份額。把GPS與GSM結(jié)合起來(lái)，不僅可以利用GPS技術(shù)進(jìn)行汽車的全球定位，實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)航，而且可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)廣泛的覆蓋面積和短信功能，使車主對(duì)汽車當(dāng)前狀態(tài)有及時(shí)了解，從而整體提高汽車的導(dǎo)航防盜性能。

　　1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　基于DSP芯片，由GPS模塊、GSM無(wú)線通信模塊以及必要的輔助電路組成的汽車定位防盜功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在圖1中，DSP對(duì)于GPS和GSM模塊都通過(guò)串口控制，G SM模塊與DSP本身的串口連接，利用8251擴(kuò)展一個(gè)串口供GPS模塊使用。檢測(cè)控制及其輔助電路都可以直接使用DSP的I/O口。TMS320LF240的DSP芯片的I/O端口都具有復(fù)用功能，因此只需在控制寄存器中設(shè)置信息使I/O作為通用I/O即可。

　　以DSP為控制器的系統(tǒng)在開(kāi)機(jī)運(yùn)行初始化后，將處于不停地接收汽車位置信息的狀態(tài)中，同時(shí)系統(tǒng)也在等待檢測(cè)狀態(tài)和接收用戶查詢消息的中斷。一旦有一中斷產(chǎn)生就會(huì)轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷處理子程序。若系統(tǒng)的設(shè)防信號(hào)無(wú)效，則控制系統(tǒng)不進(jìn)行上述操作。

　　系統(tǒng)在設(shè)防信號(hào)有效后，DSP主要循環(huán)處理GPS接收機(jī)接收到的位置信息。每一次有獲得新電文標(biāo)志，則調(diào)用子程序進(jìn)行電文處理，主要是分離電文中有用的信息如經(jīng)緯度、時(shí)間和校驗(yàn)和等，并把這些數(shù)據(jù)存入指定的存儲(chǔ)空間。無(wú)線通信模塊TC35T也是通過(guò)串口和DSP進(jìn)行信息交換的，在此串口接收是用中斷來(lái)取得使用控制器的權(quán)力。如有異常車況發(fā)生如設(shè)防情況下的車門開(kāi)啟、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等也將會(huì)向DSP發(fā)出中斷請(qǐng)求。在軟件中把TC35T 引起的中斷設(shè)為低優(yōu)先級(jí)，即在車況發(fā)生異樣同時(shí)有車主主動(dòng)查詢消息，則DSP控制器不會(huì) 響應(yīng)TC35T的中斷申請(qǐng)。

　　若DSP控制器接收到中斷申請(qǐng)，并判斷檢測(cè)到是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)引起中斷(可以延時(shí)一定時(shí)間 如100 ms再檢測(cè)一次，仍然有效才確定為啟動(dòng)信號(hào)有效，這樣可以防止誤操作)。系統(tǒng)將處 理發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)中斷服務(wù)子程序，即將發(fā)送短消息(the engine is running)給用戶(也可以設(shè)定發(fā)送次數(shù))。如果車主沒(méi)有及時(shí)作出回應(yīng)，隔5 min可以再發(fā)一次，并且發(fā)出間隔1 min，每次持續(xù)30 s本地報(bào)警信號(hào);斷電、斷油的信號(hào)立即有效(在本次模擬實(shí)驗(yàn)中是兩個(gè)指示燈點(diǎn)亮)，20 s后抱閘信號(hào)也處于有效;同時(shí)把處理結(jié)果和當(dāng)前GPS接收機(jī)接收到的位置信息通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送給車主。同理，若檢測(cè)到左車門、右車門被破壞的信號(hào)或有震動(dòng)時(shí)，除了發(fā)送給車主的短消息內(nèi)容不一樣外其他處理方法類似。

　　當(dāng)用戶手機(jī)發(fā)送檢測(cè)狀態(tài)(check status)短消息要求控制系統(tǒng)返回當(dāng)前狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)目前系統(tǒng)的狀態(tài)來(lái)做不同的響應(yīng)：當(dāng)未處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)處于還沒(méi)設(shè)防(defen ses isnt it set)的短消息給用戶;當(dāng)處于設(shè)防狀態(tài)下，系統(tǒng)完好則會(huì)發(fā)送狀態(tài)完好(all is ok)的短消息給用戶。若系統(tǒng)已經(jīng)遭到破壞則一般已經(jīng)采取過(guò)相應(yīng)的處理措施如首先鎖車，則此時(shí)會(huì)發(fā)送鎖車(the engine is locked)短消息給用戶，并會(huì)把進(jìn)一步處理方法同時(shí)發(fā)送通知用戶。若要解鎖，需要用戶發(fā)送一定的密碼同時(shí)發(fā)送解鎖(unlock engine)信息給控制系統(tǒng)，才能有效的解鎖。其他情況按照類似的方法處理。

　　2系統(tǒng)可行性分析

　　2.1DSP技術(shù)

　　DSP具有極其高速的數(shù)字處理能力和很大的運(yùn)算量。因此，它能滿足高效實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求。這種新器件的特點(diǎn)如下：

　　(1)采用哈佛(HARVARD)結(jié)構(gòu)，高度并行運(yùn)算大大提高運(yùn)算速度;

　　(2)芯片內(nèi)配置了一個(gè)或多個(gè)硬件乘法器和累加器，能實(shí)現(xiàn)單指令乘、加運(yùn)算和變址運(yùn)算;

　　(3)芯片內(nèi)專門設(shè)置了功能很強(qiáng)的專用指令，可以實(shí)現(xiàn)指令的重疊運(yùn)行;

　　(4)芯片內(nèi)設(shè)置了多種功能很強(qiáng)的外圍器件和接口，使其運(yùn)算速度比PC機(jī)要快很多倍;

　　(5)DSP增加了硬件循環(huán)控制，當(dāng)完成循環(huán)初始化后。實(shí)際運(yùn)行中循環(huán)不再消耗指令周期。大大提高了數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)算速度;

　　(6)DSP成本低、銷售價(jià)格逐年降低。