汽车防盗系统ppt课件.ppt

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1、汽车防盗系统,2,一、汽车防盗装置的现状及展望,随着经济的飞速发展,汽车作为人类重要的交通工具正在迅猛增加。然而,现代科技的发展促使犯罪分子的作案手段不断提高,汽车被盗事件也越来越多。据统计,深圳市每年有上千辆汽车被盗;美国汽车被盗率为0.36辆/s,每年至少有150万辆汽车被盗;香港每年也有4000辆汽车被盗。为了防范汽车被盗,科研工作者们研制开发了很多汽车防盗新技术,各种防盗装置相继产生并被广泛运用。目前,防盗技术已与安全、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。20世纪90年代以来,汽车防盗技术得到了迅速发展,而我国汽车防盗技术的基础薄弱,且研究工作起步较晚,因此,了解国内外汽车防盗

2、装置的现状和发展动态,对于研究和促进我国汽车防盗装置的发展有着极其重要的作用。,3,1 汽车防盗装置的类型与特点 汽车防盗装置经历了机械式、电子式、芯片式和网络式四个发展阶段。1.1 机械式防盗 机械式防盗装置是比较常见而又古老的装置,它主要是利用简单的机械式原理锁住汽车上的某一机构,使其不能有效发挥应有的作用,以达到防盗的目的。目前,国内常见的机械式防盗装置有: 1)方向盘锁,即常见的拐杖锁。主要是将方向盘与制动脚踏板连接在一起,使其不能做大角度转向或制动,有的可直接使方向盘不能正常使用。 2)轮胎锁,即用一套锁具把汽车的一个轮胎固定,使之不能转动。这种方法比较麻烦,而且锁具也很笨重。,4,

3、3)变速器锁 通常在停车后, 加上变速锁,可使汽车不能换挡。 机械式防盗装置主要靠锁定离合器、转向盘、变速杆等来达到防盗的目的,但只能防盗不能报警。其优点是价格便宜,安装简便。缺点是使用不隐蔽，防盗不彻底,拆装较麻烦。机械防盗装置已经历数次技术升级,目前有了较可靠的方向盘锁等。此外,车主为了增加防盗安全系数,给车辆安装数种机械式防盗装置,这样可在一定程度上吓走盗车贼,增加盗贼被发现的可能性。,5,1.2 电子式防盗 随着电子技术在汽车上的应用,各种电子防盗报警器应运而生。它克服了机械锁只能防盗不能报警的缺点,主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的,同时具有声音报警等功能。电子防盗装置设计先进、结

4、构复杂,包括起动控制、遥控车门和报警三部分,主要由防盗控制单元识读线圈、警告灯、汽车钥匙等元件组成。点火钥匙和信号发生器制成一体,当钥匙处于接通位置时,防起动装置向钥匙接收器发出电信号,信号接收器随即通过防起动装置向控制单元发送密码信号以供识读。车门控制和报警系统制成一体,报警系统在关闭点火开关、拔下钥匙并锁定车门和行李箱等后自动进入警戒状态,若车门或发动机盖被强行打开,报警系统将自动报警。,6,汽车电子防盗器一般都具有遥控功能,安装隐蔽,操作简便。缺点是容易误报,不能从根本上解决车辆丢失问题。随着科技的发展,汽车电子防盗器增加了许多方便和实用的附加功能。现在市场上出现了具有双向功能的电子防盗

5、器,它不仅能由车主遥控车辆,车辆还能将自身状态传送给车主。1.3 芯片式防盗 目前,在汽车防盗领域位居重点的当属芯片式数码防盗器。它通过锁住汽车马达、电路和油路达到防盗目的,若没有芯片钥匙便无法起动车辆。数字化的密码重码率极低,而且要用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁,杜绝了被扫描的可能。由于特点突出且使用方便,大多数轿车均采用它作为原配防盗器。目前进口的很多高档车及国产大众、广州本田等车型已装用芯片防盗系统。芯片式防盗已发展到第四代,除了比电子防盗系统更有效的防盗作用外,它还具有特殊诊断功能。,7,如独特的射频识别技术可保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶者,当驾驶者接近或远离车辆时可自动识

6、别其身份,打开或关闭车锁。1.4 网络式防盗 网络式防盗系统通过网络实现车门的开关和车辆的起动、截停、定位,及根据车主要求提供远程车况报告等功能。目前主要使用的网络有GPS(卫星定位系统)。GPS主要靠锁定点火或起动发动机达到防盗的目的。采用GPS技术的汽车反劫防盗系统由安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端及GSM通信网络组成,接受全球定位卫星发出的定位信息,计算移动目标的经纬度、速度和方向,并利用GSM网络的短信息平台作为通信媒介实现定位信息的传输,具有传统GPS通讯方案无法比拟的优势。,8,一旦汽车被盗或出现异常,指挥中心可立即通过GPS接收终端设备信号,确定汽车实时

7、地理位置和多方面信息,配合各方面力量及网络优势追回汽车,同时能熄灭发动机,使汽车不能行驶。网络式防盗突破了距离的限制,覆盖范围广,可用于被盗汽车的追踪侦查,可全天候应用,破案速度快,监测定位精度高。GPS防盗技术可以说是一场技术革命,它一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务,能为车主提供全方位的主动式服务,是目前其他类型汽车防盗系统所不能比拟的，但由于GPS防盗技术存在信号盲区、报警迟缓,其防盗性能无法有效保障车辆。,9,二、GPS汽车防盗系统,随着汽车技术的发展，汽车防盗技术也随之逐步发展起来，先后经历了几次换代。目前，较为先进的防盗技术是利用全球定位系统 技术制成的防盗产品，其属于网络

8、式电子防盗器，主要依靠锁定点火装置达到防盗目的，同时还可通过 卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声传到报警 中 心 。,10,汽车防盗产品已经历了三代的发展。第一代产品主要是机械锁属于最原始的防盗产品；第二代是电子防盗锁，其密码采用红外线输送，容易被盗贼破解密码，这类防盗系统受到震动会“哇哇叫”报警，但距离受到限制；第三代则是智能化的防盗产品，如数码防盗锁、指纹防盗锁等，它比前两代产品有了较大进步，但由于防盗的主动性不够强，车主对车辆的状态不能及时了解。与上述三代传统的汽车防盗器相比，全球定位系统（ ）防盗技术可以说是一场技术革命。因为 一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务，能

9、为车主提供全方位的主动式服务。,11, 汽车防盗系统是利用全球定位卫星和电子数字地图相结合，辅以通信和防盗报警而构成的现代化高科技汽车防盗系统，城区和郊区均适用。这种汽车防盗系统共有四部分组成：、 定位系统，用以确定汽车的位置。将 接收机装于汽车内，利用全球定位卫星发送信息，提供经纬度及速度航向数据。通过装在汽车内的 接收机，能够精确测定汽车所在的当前位置。,12,、电子数字地图，是一幅城市的真实地图。电子数字地图是一幅某城市按比例缩小的真实地图，显示街区和特征建筑物。用来表述汽车处于某街某位置，以及被盗汽车的行驶轨迹，以便于拦截。对数字地图的要求，应能根据控制人员的需要随时显示城市全图和街区

10、图。要求显示清晰，特征建筑物显著，也就是说电子数字地图在显示屏上的显示能根据操作人员的要求，进行任意的放大、缩小和平移等。,13,、通信系统，用以发送信息。频率兆，或兆，频宽兆。通讯系统是将车载信息与控制中心进行双向通信或单向通讯，通讯系统将车载 定位信息发至控制中心，确定汽车在电子数字地图上的位置。另外，汽车一旦被盗，汽车发出防盗报警报号，通过通讯系统发送至控制中心，使被盗汽车在电子数字地图的荧光屏上发出特殊的信息，并能及时查证汽车的型号、牌照、颜色、户主等，并显示汽车行车的轨迹，以便跟踪和拦截。,14,、报警系统，当汽车被盗时，能发送报警信息。防盗报警器的结构与原理，大致可以分为两大类：一

11、类为机械式，一类为电子式。机械式是机械地将汽车方向盘锁死，使盗车者无法驾驶汽车。电子式是用声光报警。 目前市面的汽车报警系统多数为单功能防盗报警，而无防劫持功能。 汽车防盗报警系统既是多功能防盗，又具有防劫持功能，主要设计思想是采用电子密码锁。其防盗功能有：,15, ） 未输入密码，发动汽车立即报警 ； ）打开车门后一定间时未输入密码，报警； ） 乱送密码，一定时间后报警； ） 打开车前盖或后盖报警； ） 吊起车辆报警。其防劫持功能为 ： ）在行车过程中，当司机判明有人欲劫车时，能为司机提供脱身机会。按一特定按钮，在一定时间后，汽车能自动熄火而停驶，并报警； ）当 防盗器被非法拆卸时，能自动发

12、出报警信息，报警中心很快就能准确判断车辆方位。报警系统，可以有声光，也可以无声光，待需要而定。报警时，报警器接通车载无线电发射装置的电源或其他方法，向控制中心发送被盗、被劫持车辆的车型、牌照、颜色、户主、去向等信息，为公安部门及时实施防盗防劫持创造条件。,16,伴随着汽车工业的不断进步， 在汽车防盗上的应用将越来越普遍。我们可以看到这种产品防盗效果是十分明显的，但其同样也存在一定的防盗缺陷，有待进一步完善和解决。一是没有建立卫星定位地面监控中心的地区无法工作；二是价格一般都在数千元以上，光安装一套不带显示屏的就需要花费六七千元，而每年还需向服务商交纳近千元的服务费。高昂的费用让许多车主望而却步

13、。(上课开始处),17,三、基于多传感器融合技术的汽车防盗系统研究,随着经济的发展和人们生活水平的提高,家庭汽车越来越普及。虽然大多数汽车都带有防盗装置,市场上也有各种汽车附加防盗器,可是这些防盗装置大多只使用单一的传感器,或者只侧重于被动地处理遇警情况,致使错报、漏报现象时有发生,给车主造成了很多不必要的麻烦和财产损失。基于多传感器信息融合技术的汽车防盗系统在综合分析汽车被盗的多种方式的基础上,利用多传感器在性能上的差异性与互补性,综合来自各个传感器的多种数据信息,采用融合方法进行数据分析,可以主动而准确地判断汽车的状态，并且系统还可以利用无线网络同车主进行通信,及时报告汽车状况,提高了报警

14、系统的可靠性。,18,3.1 多传感器融合技术 多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟,是人类和其他生物系统中普遍存在的一种基本功能,人类本能具有将身体上的各种功能器官(眼、耳、鼻、四肢)所探测的现象(景物、声音、气味和触觉)与先验知识进行综合的能力，以便对他周围的环境和正在发生的情况作出估计。多传感器融合技术其基本原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测信息的合理支配和使用,将各种传感器在时间或空间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合起来,产生被测对象的一致性解释或描述。其目的是基于各传感器分离的观测信息,通过对信息的优化组合得出更多的有用信息;它的最终目

15、标是利用多传感器共同或联合的操作优势,来提高整个传感器系统的有效性,消除单个或少量传感器的局限性。因此,多传感器是数据融合的硬件基础,多源信息是数据融合的加工对象,协调优化和综合处理是数据融合的核心。,19,多传感器系统数据融合过程如图1所示。由于被测对象多为具有不同特征的非电量,通过传感器转换成为电信号,经过A/D转换将现场参数变为可由微处理器处理的数字量。数字化后的电信号经过预处理,以滤除数据采集过程中现场环境下的干扰和噪声,经处理后的目标信号作特征提取,根据所提取的特征信号,进行数据融合,最终输出结果。,20,21,3.2 基于多传感器融合技术的汽车防盗系统,由于各种干扰因素的存在,汽车

16、防盗系统本身具有复杂性,单个传感器不能为防盗的决策控制提供准确、可靠的依据。采用多传感器融合技术,可以对汽车被盗信息进行多方面地监测,并采用模糊神经网络技术进行信息融合,从而获得正确的信息,提高决策控制能力,实现准确预警的目的。3.2.1 防盗系统结构 基于多传感器信息融合的防盗系统采用模块化结构,主要由监测模块、中央处理模块、报警模块、执行模块和通讯模块组成,图2为系统结构图。,22,23,(1)监测模块由多组传感器及信号处理电路构成,用于车况信息的采集,并将采集的数据信号加以处理后传输至中央处理模块。(2)中央处理模块接收来自各个传感器的信息进行数据融合,将处理的结果分级。中央处理模块根据

17、不同等级的警报触发不同的报警信号和执行操作,并通过通讯模块将事态判定结果发送到车主手机。当判定态势严重时,可以控制执行模块直接阻断汽车的点火电路,使汽车不能发动。,24,(3)报警模块接收中央处理模块的指令,利用声音、闪光进行报警。(4)执行模块通过通讯模块接收车主手机发送的指令,车主可以方便地进行“汽车锁死”，“警报解除”等操作。(5)通讯模块能够实现数据通讯功能,该系统以GSM网络作为监控系统数据传输通道,系统将分级的报警信息以短信息形式通过GSM网络传送给车主,以提醒车主留意汽车的安全;同时车主可以利用手机实行远程无线监测、控制,实现了汽车防盗系统的智能化、现代化。,25,3.2.2 传

18、感器的选择 合理选择传感器并加以优化组合,以实现系统高精度、低成本的需求。多种传感器的选择主要是针对窃贼的盗窃手段决定,一般盗窃手段有以下几种:整车搬运法;破坏车体法;复制钥匙或开锁高手直接将车开走;窃取车载物件等。窃贼的这些行为会引起车体振动、倾斜等现象,同时还伴有中心波长为910um的红外辐射等人体生物信息。根据窃贼盗窃汽车所引发的异常现象,选用以下传感器构成防盗系统的监测模块:,26,(1)微波多普勒传感器:该传感器可以用来探测人体或物体的移动,该传感器在人或物体靠近时接收器接收的频率发生变化,当频率变化至设定值时,可以判断为有人或物体进入防盗系统的预警范围。(2)振动传感器:该传感器能

19、够对车体特殊频段的振动进行监测,在车体被外力破坏的情况可以产生警报。,27,(3)倾角传感器:该传感器监测车体相对于初始位置是否出现倾角变化,如果这种角度的变化是以特定频率出现或达到设定的阈值,就可以判断为汽车整体被搬运。(4)热释电红外传感器:该传感器只对中心波长为910um的红外线辐射敏感,能够检测到人体辐射的红外信息,可以用作人体入侵车内的监测器件。(5)霍尔开关器件:通过霍尔开关器件可以对汽车的车门、发动机舱盖及后备箱盖的非法开启进行监测。汽车防盗系统中,由以上几种传感器监测频率的改变、车体振动、车体位态改变和人体生物信息等不同方面,再通过合理的布局去除监测死角,就能够获取汽车防盗所需

20、的足够信息,最大程度地消除信息的不确定性,提高报警的可靠性。,28,3.2.3 多传感器的信息融合 对于多传感器融合的数据分析,一般有以下的方法:加权平均法，卡尔曼滤波，贝叶斯估计，统计决策理论，Shafer-Dempster证据推理，具有置信因子的产生式规则，模糊逻辑，神经网络。将模糊逻辑和神经网络相结合,运用模糊神经网络进行分析是目前先进和最有发展前景的方法。,29,汽车防盗系统的监测是一个模糊模式识别的过程,模糊模式识别是指用来处理带有模糊性模式的识别方法。由于盗窃过程极大的不确定性,系统采集的信号可能差别很大,如果系统不采用模糊分类的方法,就很难用对应的规则处理和使用这些信号,因此要求

21、系统不仅能处理与最初存储在知识库中类似的情况,而且需要它处理新事件,这就需要它具有自组织、自学习的能力,根据不同的情况自行调整系统结构,更好的满足即时防盗的要求。,30,模糊理论能够很好的解决人类的经验知识的表达。模糊系统最简单的结构是:控制器的输入x被模糊化成为一关系X,然后根据规则进行推理得到模糊输出Y,最后把Y进行清晰化处理,可得精确的数值输出y。模糊逻辑比较适合于表达那些模糊性或定性的知识,但模糊系统缺乏自学习和自组织能力。,31,神经网络具有模拟人的形象思维的能力,它以网络对信息的分布式存储和并行处理为基础,它具有自组织、自学习的功能,还有很强的逼近非线性函数的能力,即非线性映射能力

22、。但神经网络不适于表达基于规则的知识。基于此,若能将模糊逻辑与神经网络结合起来,吸取两者的长处,则可组成性能更完备的系统。根据模糊逻辑器和神经网络的基本结构,采用了图3所示的五层网络结构图。,32,33,第一层是输入层:由5个传感器提供输入数据。第二层是预处理层(输入模糊化运算层):对输入的原始数据进行适当的预处理,如校正、增强等。神经元将每个确定性的数值特征输入变量转化为模糊量,这种计算是通过空间排列的一组神经元完成的。第三层是特征提取层:针对防盗系统的特点,提取能够描述系统状况的特征信息。第四层是特征层融合:将各传感器提供的信息进行融合,即特征融合,计算输出的隶属度。第五层是决策层融合:融

23、合各个特征,实现输出的模糊值到实际值的转化,得出最终的识别结果。,34,3.2.4 车况异常信息融合和报警类别 防盗系统将报警类别划分为“整车搬运”、“车体破坏”、“非法开启”和“入车盗窃”等几类,利用不同的信息融合模型加以判断。微波多普勒传感器的反应信号表明有人或物体接近,当人或物体的接近达到预警距离后,表明有人或物体进入防盗系统的预警范围,若这时倾斜传感器判断车体倾斜角度达到设定的阈值,表明有“整车搬运”情况;,35,若振动传感器对车体特殊频段的振动也产生感应,则判断为“车体破坏”;如果安装于车门或舱盖的霍尔开关器件做出反应,表明车门或前后舱盖被“非法开启”;根据“车体破坏”或“非法开启”

24、的节点判断结果,加上红外传感器的检测信息,就可以判断出是否有人进入车内。图5为车况异常信息融合和报警类别示意图。(讲课到这里),36,37,利用多传感器信息融合技术构成的汽车防盗系统,同单一传感器相比,多传感器信息融合在降低信息的不确定性、提高系统获取信息的精确度、降低系统的成本、提高系统的反应速度等方面具有显著的优势。系统采用模块化结构,在选用保证系统功能的基本模块的基础上,可以根据用户需求的不同,增减模块或传感器的数量,以适应个性化产品的需求。基于模糊神经网络的传感器数据融合方法,可以对汽车被盗信息进行多方面地监测,从而获得较为准确可靠的信息,为准确地判断汽车的状态提供依据,其监测结果具有

25、较高的准确性、可靠性和实时性,有传统汽车防盗系统难以比拟的优势。,38,四、利用移动电话控制的汽车防盗报警装置,目前，车辆防盗产品已经成为必不 可少的装备，购买和使用汽车时，它们都得到充分的重视，因而，已形成了“用 户愿意用，厂商积极装”的局面。从技术种类上划分，车辆防盗产品 基本可分为三类：机械防盗装置、电子（机电）防盗报警装置、联网的防盗抢报警（定位、跟踪）系统；从制造和安 装环节上划分，车辆防盗产品分为“原 装”（即车辆在设计、制造过程中已确定并安装）的和“后装”（即车辆出厂后由经销商、保险商或用户另行选定并 安装）的两类。,39,无论车辆防盗产品如何琳琅满目、 如何更新换代，万变不离其

26、宗，它的基 本作用一是防范车辆未经授权被非法启 用，二是及时发现、制止盗窃车辆的行 为。与此对应的基本防范手段主要包括 ：增加未经授权非正常开启车辆的难度（如增加各种机械的、电子的锁定环节， 提高钥匙和操作的保密性等）；增加车辆电路、油路控制或闭锁环节，限制非正常发动车辆；对入侵行为进行探测并及时报警。用安全防范业的“行话”归结车辆防盗产品的作用，仍然是安全防范范畴的三个方面：“实体防护”（物防）、“技术防范”（技防）、“人力防范”（人防）。,40,随着车辆安全防范“道高一尺、魔高一丈”的形势变化，车辆防盗产品不断发展，最先出现的是机械防盗装置， 随后出现的是电子（机电）防盗报警装置，到近期出

27、现的联网防盗防劫报警（定位、跟踪）系统。很显然，机械防盗装置技术简单实用，通常靠自身的强度和结构实现防护，伴以锁具的某些技术难度体现了以“物防”为主、以“技防”为辅；电子（机电）防盗报警装置增多了功能、增大了技术难度，伴以一定的自身强度和结构防护体现了以“技防”为主、以“物防”为辅，同时以报警功能召唤“人防”。,41,联网防盗防劫报警（定位、跟踪）系统车辆上除了防盗报警装置，还有通信装置，有的还有定位（导航）装置，因此车辆和驾驶员被置于网络监控之下，它们综合了“物防”、“技防”、“人防”三个方面，特别是车辆报警直达网络以及对车辆定位功能，使随时随地的监控成为可能，人力救援能及时介入，极大提升了

28、“人防”的作用。网络防盗突破了距离的限制，引入了人对车辆安全的随时随地关注与支援，使车辆不再孤单。,42,当前，已经开通运营的联网防盗防劫报警系统多为报警服务公司的专业网络系统，它们的作用毋庸置疑，不仅本地防护连连得胜，还频频跨省市追捕成功。但是，和所有的网络运营面临同样的问题，即这样的网络必须有足够的入网用户数量的支撑，才能获得价格优势，在发展的初期，报警服务价格必然有个逐渐降低的过程。受到价格的影响，期望提高防范的广大车主有些观望了。能不能避开入网的价格障碍呢？既然移动电话（手机）和公共通信网络已经普及众生，能不能充分发挥它们的作用呢？答案当然是肯定的，这就是应运而生的利用移动电话（手机）

29、组合汽车防盗报警装置的方案。,43,在这种方案里，汽车防盗报警装置内置移动通信电路，与指定的车主手机以短信沟通，通过无所不在的公共通信网络，实现随时随地监控车辆的状况，并且使手机既是日常通信工具、又是以短信遥控汽车防盗报警装置的远程遥控器，还是接受报警短信信号的接收器。装备了手机控制的汽车防盗报警装置的汽车，可以既得到车主“关注”，也可以由专业报警服务公司接收入网，其费用主要是短信费用和适当的服务费用，当然，加入专业报警服务网络，比车主的“关注”能够得到更及时、更强大的人力救援。,44,移动电话控制汽车防盗反劫报警系统成功地实现了上述网络控制功能，运用汽车防盗报警技术与移动通信技术集成，在符合

30、我国的车辆防盗报警系统标准的防盗报警系统主机基础上，将其与具有信息产业部进网许可证的 移动通讯模块通过标准串口相连，在车上的系统主机感知到发生被盗时，一方面控制发动机防止车辆被未经授权非法启用，一方面发出警情信息，又可以通过 移动通信网络及时、准确、有针对性地向车主的用户手机振铃、发送短信报警，向专业报警服务公司的中心电话发出报警。,45,而车主通过用户手机向 移动通讯模块发送控制指令，传送给系统主机实现汽车防盗的警戒和解除、报警、开关车门，甚至可以使汽车强制熄火防止汽车被歹人驾驶，制止车辆被盗、被劫；在得到车主的授权时，专业报警服务公司的中心电话也可以发出控制指令实现这些控制。由此，可以归结

31、移动电话控制汽车防盗反劫报警系统的特点如下：,46,、有无专业报警服务中心的中介，都可以突破地域限制，实现通信网络内的有效监控，覆盖范围广反应快、费用低、效率高；、实现车主对汽车的远距离直接控制和远距离获取车辆安全信息，车主的自主性、安全性都有保障；、由车主用户手机发送控制信息实现在移动通信网范围下对汽车的远距离监控，再加上无线遥控器的近距离遥控，兼有双遥控通道，既增加了车主操作使用的便利，也提高了整个系统的安全、可靠性；、车上的系统主机感知到汽车被盗时，自动向车主的用户手机振铃、发送短信报警，报警信息表达准确，具有针对性，这样的报警也是“无声报警”避免误报警导致扰民噪音；而车主可以回发短信查

32、询、核实汽车的状况，及时制止误报警；整个系统的报警范围达移动通信网的覆盖区域，并且是一种“环保”型的设计；,47,、车主的用户手机发送短信可以远程指令汽车实现“强制熄火”、发出报警、使车钥匙和遥控器暂时失效等功能，车主也可以授权专业报警服务中心发出这些远程指令，使车辆控制权仅限于车主的用户手机和报警服务中心，有效防止汽车在本地或异地被盗、被劫；、在开通移动定位服务的区域，依托移动通信网，通过与车上的移动通讯模块保持联络，可以对车辆进行定位。,48,总之，提高汽车防护能力的重要途径是发展网络化、信息化的汽车防盗报警系统，使车辆具有强大的防盗、防劫功能，并且能够随时得到人的关注和救援。移动电话控制

33、汽车防盗反劫报警系统正是符合这一发展方向的产品，它充分发挥公共通信网的覆盖优势以及利用在我国已经广为普及的手机，实现了网络化、信息化的汽车防盗报警系统，整个系统无需建立专门的报警网络，用户无需另外的高费用，只用随身携带的手机就获得了车主、汽车之间的远程双向控制，并且能够随时随地召唤报警服务中心的支援，是一种既可以由用户单独使用，又可以被汽车制造厂商和报警服务运营企业成批使用的产品，推动行业性的发展。,49,五、汽车远程报警系统的设计与实现,随着汽车的普及,汽车被盗现象将越来越严重,现有的汽车防盗装置通常是在传感器接收到异样的信息后发出警报声来通知车主,这种报警装置存在以下不足:若将车停在家属区

34、或办公区等人多的地方,会出现误报的情况;若是将车停在较远的地方,又听不见报警声。将日趋完善的车载导航系统中GPS和车载电话结合起来,再加入单片机的智能控制,设计一种新型的远程防盗报警系统,该系统借助于GSM移动通信,可实现远程报警和控制,既无噪音污染,又方便车主随时跟踪汽车的地理位置,甚至能够切断汽车油路。,50,1 系统设计 整个系统根据功能可分为3部分,分别是汽车油路的控制定位部分、单片机部分和通信部分。其中,最主要的是单片机部分,主要实现以下功能:接收油路传感器反馈的数据,处理车主通过手机发出的指令,接收GPS接收机接收的数据,主动与车主手机通信,通过控制器控制油路。系统结构如图1所示。

35、,51,52,2 硬件设计 系统的硬件主要由单片机、GPS接收机、车载电话、油路控制器、油路传感器组成,所有的硬件设计都围绕着单片机进行。GPS接收机与单片机串口连接,读取汽车定位信息数据,包括汽车所在的经纬度、当地时间和汽车运行速度。车载电话与单片机串口连接,通过AT命令收发短消息,向车主反馈信息或接收车主发送的指令。(讲课到此),53,但GPS接收机和车载电话进行串口通信的波特率并不相同,GPS接收机的通信波特率为4800bps,车载电话一般是9600bps,因此需要通过中断的方式改变波特率,以达到在不同状态下读取不同数据的目的。油路传感器通过电喷油量的大小判断汽车是否启动并向单片机反馈信

36、息。若汽车已熄火,油路传感器给单片机反馈熄火的信息。当车主启动汽车时,由车主通过常用手机给车载电话发送“开锁密码”,单片机在接收到车载电话的信息后,与存储器中设置的密码比较,若相同,则汽车改为开锁状态。若汽车在单片机没有接收到密码的状态下启动,则说明汽车被盗,向串口发送信息,车载电话拨打车主手机,达到报警的目的。,54,此时车主可通过手机向车载手机发送命令:读取GPS数据,以确定汽车现在的地理位置;或是直接通过控制器切断汽车的油路。硬件系统结构框图如图2所示。,55,56,3 软件设计 由于单片机与GPS模块和车载电话模块之间的通讯是不定时的,为了保证串口I/O不出现阻塞情况,系统采用中断接收

37、方式:把接收到的所有数据在中断过程中放入对应的循环缓冲区中,然后再分析接收到的串口数据。该系统在初始化后,进入监听车载电话状态,并在不产生中断的情况下保持监听状态。若检测到串口接收完整的报文包,则对该报文包进行分析,否则返回初始化状态。再判断该报文是否由车主发送的,若不是,返回监听状态,若是,再分析该报文中的内容,根据报文中的内容来选择下一步的执行任务。,57,若是要求修改密码的设置,则直接在单片机的存储器中修改;若是要求读取汽车所在的地理位置,则改变串口的波特率,进入监听GPS数据的状态,提取有效数据后放入寄存器中,并发送给车主的手机;若是要求汽车停止启动,则直接由单片机控制油路控制器。流程

38、图如图3所示。,58,59,汽车远程报警系统,实际上是利用了已经发展的比较完善的车载导航系统和车载电话,加入单片机控制技术,扩展出远程报警的功能。该报警系统充分利用了GSM数据业务,能尽快的获取被盗汽车的相关信息,如汽车的地理位置等,并能及时的控制住汽车的油路。单片机的接口还可以扩展出更多的汽车状态监控功能,方便车主随时掌握汽车的工作状态,如电气线路监控、电磁继电器监控、热传感器监控等,这些都是值得研究的内容。,60,六、汽车防盗系统的比较,机械防盗：只防盗不报警 早期的汽车防盗器材主要是机械式的防盗锁，靠锁定离合器、制动及加速踏板或转向盘、变速杆来达到防盗的目的，但这种器材只防盗不报警。其优

39、点是价格便宜，安装简便。缺点是防盗不彻底，每次拆装比较麻烦。目前市场上推出了一种护盘式转向盘锁，这种锁为隐藏式，有一层防锯、防钻钢板保护，材质比传统的拐杖锁坚固，锁芯设计更加精密，因而可靠性更高。该防盗锁的优点是不会破坏原车结构，故障率低，操作简便，缺点是车主必须有一空间放置这个拆下的转向锁。变速杆锁也是目前车主乐于采用的防盗装置之一。这种防盗装置简便而又坚固，材质采用特殊高硬度合金钢制造，防撬、防钻、防锯。,61,电子防盗：方便但容易误报为了克服机械防盗器只防盗不报警的缺点，电子报警防盗器应运而生。它主要是靠锁定点火或起动装置来达到防盗目的的，同时具有防盗和声音报警功能。随着科技的发展，遥控

40、式汽车防盗器还增加了许多方便实用的附加功能，如遥控中控门锁、遥控送放冷暖风、遥控电动门窗及遥控行李舱开启等。现在市场上还出现双向功能的电子防盗器，这种防盗器不仅能由车主遥控车辆门窗，还能将车辆状态传给车主，如哪一侧车门被开启或车窗玻璃破坏等， 车主可随时看到。但是电子防盗器存在误报警现象。业内人士介绍，现在市场上许多新款轿车已经安装了原厂的汽车防盗器，有些车辆的钥匙上就有防盗芯片，可随机变换开锁密码使盗车贼无法用科技手段开锁。,62,卫星防盗：效果好但昂贵GPS卫星定位汽车防盗系统属网络式防盗器，依靠锁定点火或起动装置达到防盗目的，同时还可通过 卫星定位系统!将报警信息和报警车辆所在位置无声地

41、传送到报警中心。防盗器的功能非常多，不仅可以在全国范围内实时监控车辆位置，还可以通过车载移动电话监听车内声音，必要时可以通过手机关闭车辆油路、电路并锁死所有门窗。如果 防盗器被非法拆卸! 它会自行发出报警信息。这种产品防盗的效果好， 但缺点是价格比较昂贵。,63,七、基于FLEX技术的汽车无线远程安全控制系统设计,1 概述 基于FLEX技术的汽车无线远程安全控制系统是一种新型的汽车安全保障的电子检测与控制系统，自身配备FLEX寻呼接收模块，在汽车发动机、油路、启动装置等关键部位装入单线总线（one-wire bus）的自动身份识别（ID）芯片。同时驾驶者持有电子钥匙（包含ID芯片的按钮），在汽

42、车引擎发动之前，电子检测控制器首先对汽车的固有设备：发动机、油路、启动装置进行身份识别，其次对驾驶者进行身份识别，若密码全部符合，电子检测控制器开启油路（Fuel）、启动装置（Starter）的开关，汽车可正常发动。,64,若不符或缺损，则汽车不能发动。即使汽车被窃，车主也可以通过无线的FLEX寻呼系统来控制汽车，使汽车关闭发动机、油路，同时发出报警声音，这样可有效地防止汽车被窃。 2 系统硬件 系统硬件总框图如图1所示。整个系统硬件由四部分组成：由FLEX接收模板组成的FLEX无线信号接收及解码处理电路、由CPU（AT90S2313）组成的中央控制电路、由ID芯片组成的汽车安全保障电路以及接

43、口电路。,65,66,2.1 FLEX无线信号接收及解码处理电路 FLEX接收模块工作框图如图2所示。射频接收模块的主要功能是：通过天线电路拾取VHF信号，信号经过射频放大电路放大之后，在移相电路提供的控制信号的作用下，有效信号在混频调整电路中被分析和整形，最后获得非归零信号（NRZ）。FLEX信号解码处理电路工作框图如图3所示。,67,68,69,FLEX信号解码处理电路主要功能是：CPU1（AT90S8515）对解码器KS8701进行初始化，并将本机地址（地址存储在CPU1自带的EEPROM中）发送给解码器KS8701。解码器KS8701对非归零（NRZ）信号进行处理，使它符合FLEX协议

44、标准，它对比特同步，对帧信号的BCH码进行纠错，并校对接收地址，如果是本机信息，就将信息数据通过SPI口传输给CPU1。,70,CPU1把数据块中的数据进行处理，进行校验核对。如果数据信息校验正确后，CPU1就把有效数据经通信接口电路传输给CPU2（AT90S2313）。通信接口电路主要完成电平转换功能和延长传输距离的功能。2.2 中央控制电路 中央控制电路的主要功能是：（1）检测自动身份识别芯片的密码及发出指示及控制信号，以及作为ID芯片与计算机的接口设备来读取ID芯片密码并对自身EEPROM中的ID密码进行在线修改。CPU通过在线编程串口下载程序和读写EEPROM数据。CPU通过单线总线（

45、one-wire bus）读ID芯片密码，检测、修改EEPROM数据，同时与“汽车安全保障电路”相连，用以检测ID芯片密码是否正确与缺损以及发出启动信号以开启油路及启动装置。,71,汽车安全保障电路主要包含四个固有的ID芯片，可分别安装在汽车的发动机、油路、启动装置等关键部位，其中两个可分别控制油路、启动装置的开关，四个对应的ID密码固化在EEPROM中。一个按钮接口，ID芯片封装在按钮中, 由汽车拥有者持有，CPU的EEPROM中存有四组不同的密码对应四个ID按钮。,72,四个固有的ID芯片加上一个按钮接口挂在同一根信号线连到信号线。当汽车电源一接通，CPU首先通过单线总线（one-wire

46、 bus）检测是否存在四个固有ID芯片密码，然后，驾驶者把ID按钮按在按钮接口上，CPU比较按钮ID密码是否与EEPROM中另外四个密码中的其中一个相符。再确定是否接通油路、启动装置的开关。 （2）通过与FLEX解码处理CPU的通信，接收到最新的远程控制命令，根据命令的不同，采取不同的控制方式。A：立即关闭发动机、油路；B：延时关闭发动机、油路；C：打开蜂鸣器，发出报警音。,73,2.3 系统所用核心器件 系统的CPU可以采用Atmel公司的高速AVR 8-Bit RISC单片机。系统中的CPU1是90S8515，包含8kB的SPI在线可编程flash；512B的SRAM；512B的在线可编程

47、EEPROM，运行速度可以达到8MIPS，工作电压最低可以达到2.7V。系统中的CPU2采用Atmel公司的90S2313，最高的运行速度可以达到10MIPS，同时包含2kB的SPI在线可编 程 flash ； 128B的 SRAM ； 128B的 在 线 可 编 程EEPROM。 系统中FLEX接收模块采用Motorola公司FLEX接收通用模块CREATALINK FLEX RECEIVER。,74,系统中采用的FLEX解码芯片是三星的KS8701， 它有16B可编程用户地址，16个可变的临时地址，16 个数据包指针，可以采用1600、3 200和6 400bit/s解码 频率，同时具有标

48、准的SPI数据传输口。 系统带输出控制的ID芯片采用Dallas公司 的DS2406和DS1990A，其控制采用3个引脚：信号线、输出口（PIO）及地线。其主要特点如下：OC门 输出的单线总线（one-wire bus），可使多个ID芯片挂 在同一根总线上，各自独立地通与断，CPU可以分别 对其进行读、写操作，以实现远距离闭环控制。PIO口可输出高、低电平以实现对其他器件的控制。该芯片具有64位的激光 ROM，出厂时就已在激光ROM内固化了独一无二的 身份识别码。,75,3 系统软件软件系统总框图如图4所示。3.1 FLEX解码与处理程序如图8所示3.2 中央数据处理和控制程序如图10所示,76,77,78,79,该系统作为一种新型的汽车安全保障产品，尤其值得注意的是装在组件中的每个ID芯片都是独一无二的，所以每个产品中的程序的识别码都是在线写入CPU的EEPROM内。这样，系统中的每个器件都是不可交换和替代的，同时这套系统可以采用远程FLEX高速无线进行控制，所以对汽车防盗非常有效。该系统是基于FLEX技术的汽车无线远程安全控制系统的设计。该系统主要选用FLEX高速无线寻呼接收模板和两块带EEPROM并可在线编程的高速CPU来解码和检测装在汽车内的单线总线的自动身份识别芯片，并控制汽车引擎安全启动，是一种有效的汽车防盗系统。,