引言

　　隨著人們生活水平的提高,汽車已逐步進(jìn)入家庭, 但日益猖獗的汽車盜竊案件也呈上升趨勢,，如何有效防止汽車被盜是車主們最關(guān)心的問題,。近年來，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,，結(jié)合各種新技術(shù)的新型汽車防盜裝備相繼出現(xiàn),。隨著通信技術(shù)的發(fā)展, 無線遠(yuǎn)程通信技術(shù)也被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中?；?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/S3C44B0X" title="S3C44B0X" target="_blank">S3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng)是采用ARM 7微處理器構(gòu)造的嵌入式系統(tǒng),，結(jié)合了傳統(tǒng)防盜技術(shù)和新型的GPRS無線通信技術(shù)，實現(xiàn)已有防盜器現(xiàn)有各種功能的基礎(chǔ)上,開發(fā)了遠(yuǎn)程控制功能,，提高了防盜系統(tǒng)的安全性,、靈活性和可靠性。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計

　　1．1 系統(tǒng)特點(diǎn)和功能

　　在對各類汽車防盜系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析后,，設(shè)計了基于S3C44B0X網(wǎng)絡(luò)型汽車防盜控制系統(tǒng),，它充分利用基于GSM網(wǎng)絡(luò)的GPRS無線通信技術(shù)的優(yōu)勢：無處不在、接入迅速,、永遠(yuǎn)在線,、流量計費(fèi)等特點(diǎn),。同時也利用了ARM7微處理器的優(yōu)點(diǎn)：32位核,、高性能,、低成本、功耗低的RISC微處理器,，有眾多的合作開發(fā)伙伴,。由于防盜系統(tǒng)的功能越來越復(fù)雜，為了便于系統(tǒng)程序的有效開發(fā)和系統(tǒng)功能的擴(kuò)展,，在此采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),，提高了系統(tǒng)的靈活性、安全性和可靠性,。系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有如下幾個方面：

　?。?）基于GSM全球聯(lián)網(wǎng)功能 利用GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全國范圍內(nèi)防盜報警功能。

　?。?）智能遙控或采用手機(jī)實現(xiàn)上鎖,、解鎖功能，方便,、快捷的進(jìn)入防盜狀態(tài)和解除防盜狀態(tài),。 

　　（3）一旦警情發(fā)生均可在很短時間內(nèi)發(fā)送信息到您的手機(jī),，實現(xiàn)無聲自動報警,，達(dá)到“我知賊不知”的獨(dú)特效果。

　?。?）車輛被搶或被盜時,，用手機(jī)向汽車防盜器發(fā)送控制短信息，實現(xiàn)斷電或斷油,，強(qiáng)制汽車停車,。

　　（5）防盜設(shè)定后,，不經(jīng)車主允許,，強(qiáng)行打開車門、后備廂,、引擎蓋,，或車輛被振動，均在可報警和發(fā)送短信息到車主的手機(jī)上,。

　?。?）微電腦斷電斷油功能，進(jìn)入防盜狀態(tài),，通過微電腦控制自動斷電斷油,，車輛無法啟動。

　　（7）進(jìn)入防盜狀態(tài)后,，即使盜賊切斷電源,，可照常報警，并且每間隔1分鐘報警一次,，即發(fā)送信息到手機(jī)上,。

　　 1．2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)硬件主要由兩個部分組成：一是采用S3C44B0X微處理器構(gòu)建一個嵌入式系統(tǒng)平臺，外帶GPRS模塊,，用作汽車防盜的主控板,；另一部分是汽車電路信號接口板，主要用于獲取汽車的狀態(tài)信號和向汽車發(fā)送控制信號,。圖1是系統(tǒng)的硬件框圖,。

　　CPU采用SAMSUNG公司的ARM7系列芯片S3C44B0X。S3C44B0X有出色的內(nèi)核性能,，豐富的外部接口和低功耗,。系統(tǒng)時鐘66MHz，支持LCD,，具有8個內(nèi)存BANK,，最大內(nèi)存能擴(kuò)展到256M，并方便連接各種類型的內(nèi)存,；能運(yùn)行不帶MMU管理的操作系統(tǒng),，能高效、方便的實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制,；在系統(tǒng)中我們用到2種內(nèi)存,，一種SDRAM，一種FLASH,；

圖1 系統(tǒng)硬件原理框圖

　　SDRAM動態(tài)存儲器,，運(yùn)行速度快，但掉電后不能保存數(shù)據(jù),，在系統(tǒng)主要是用來運(yùn)行操作系統(tǒng),、應(yīng)用程序和各類數(shù)據(jù)的緩存，SDAM類型很多,，有各種廠家的產(chǎn)品,，性能差別不是太大，主要考慮內(nèi)存的容量,，我們選用一種較通用芯片,，hynix公司的HY57V641620HC，它是1M×l6bit×4bank的同步DRAM,。

　　FLASH內(nèi)存較SDRAM運(yùn)行速度慢,，但掉電后能保存數(shù)據(jù)。FLASH有NAND和NOR兩種類型，NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行,，這樣應(yīng)用程序可以直接在 flash閃存內(nèi)運(yùn)行,，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高,，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是較慢的寫入和擦除速度大大影響了它的性能,。NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快,。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口,。在系統(tǒng)中也選用一種通用的FALSH（SST39LV160）,容量為2MB, 主要用于固化啟動代碼和控制應(yīng)用程序，并保存一些系統(tǒng)數(shù)據(jù)和車主手機(jī)號碼,。

　　與手機(jī)的通信,，使用SIMCOM 有限公司提供的SIM100 GSM/GPRS 模塊，該模塊具有標(biāo)準(zhǔn)AT 命令接口,，可以提供GSM 語音,、短信和GPRS 上網(wǎng)等業(yè)務(wù)。在系統(tǒng)中采用短信的方式實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線防盜控制,。

　　在系統(tǒng)中還增加了LCD和鍵盤,，LCD采用1602，可以顯示2行字符,，每行16個字母,，主要用于顯示一些提示和狀態(tài)信息，鍵盤用于設(shè)置車主手機(jī)號碼,。

　　主控板上增加了與汽車控制檢測板的接口,，通過檢測接口，主控板能獲取汽車的當(dāng)前狀態(tài),，如車門的開,、關(guān)狀態(tài)，腳剎和手剎狀態(tài),，汽車是否啟動等,，根據(jù)這些狀態(tài)，便于控制器對汽車實施相應(yīng)的控制,。主控板通過控制接口對汽車實施相應(yīng)的控制,，主要是汽車雙蹦燈、報警喇叭和斷火的控制,。

 　　1．3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　汽車防盜的軟件系統(tǒng)可分為兩個部分：一部分是設(shè)防狀態(tài)的處理,；另一部分是沒有設(shè)防狀態(tài)的處理。

　　在設(shè)防狀態(tài)下，汽車被偷或被破壞時,，報警器會聲光報警,，并向車主手機(jī)發(fā)送報警短信，車主根據(jù)信息進(jìn)行真假判斷：若是真警,，可報警,，并可同時控制汽車斷火；若是假警,，則可通過手機(jī)撤消報警,，并使汽車再次處于防盜監(jiān)控狀態(tài)。設(shè)防狀態(tài)又分為有聲防盜和無聲防盜,，在有聲防盜下,，若被盜，則聲光同時報警,；在無聲防盜下,，若被盜，則只有燈光報警,，沒有聲音報警,，在兩種情況下，均會向車主手機(jī)發(fā)送被盜短信息,。

　　在不設(shè)防狀態(tài)下,，不會報警，僅僅在一些違規(guī)操作時,，通過聲光對車主進(jìn)行危險提示,，如汽車啟動時，車門沒關(guān)好等,。系統(tǒng)軟件的整體流程如圖2,。

圖2 系統(tǒng)軟件的整體流程

　　3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

　　   系統(tǒng)采用的關(guān)鍵的技術(shù)主要有兩個，一個是GPRS遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸,，另一個是FLASH存儲器的讀寫,。

　　3．1 GPRS數(shù)據(jù)傳輸流程

　　   GPRS遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸主要是通過串口完成對SIM100 GSM/GPRS進(jìn)行短信的收發(fā)操作。當(dāng)有短信到來時,，SIM100 GSM/GPRS將發(fā)送“+CMTI: "SM", N”給ARM的串口,，其中N為短信編號。如第五條,，則N為5,，串口收到短信后，處理函數(shù)先根據(jù)“+CMTI: "SM", 5”的內(nèi)容解析出收到的短信的ID為5,，打包成“AT+CMGR=5”的命令發(fā)給GPRS模塊,，約1~2秒之后該模塊會返回一個確認(rèn)數(shù)據(jù) “AT+CMGR=5”,，再過一段時間，該模塊才返回ID號為5的短信,，其內(nèi)容為：“+CMGR:"RECREAD","+8613978319414","04/07/22,10:54:23+00" #13#10dX# 13#10#13#10 OK”,。為了確保控制的合法性,，程序先對發(fā)送過來的短信號碼進(jìn)行合法性檢查,，只有與設(shè)定的手機(jī)號碼相符合的短信的內(nèi)容才作為控制命令處理，而對于其他的短信,，都給予屏蔽掉,，阻止錯誤操作。

　　若通過GPRS模塊發(fā)送短信,，ARM系統(tǒng)先向GPRS模塊發(fā)送控制命令“AT+CMGS=XXXX” ,，GPRS模塊收到命令后返回“AT+CMGS=XXXX#13#10>”信息,，等待輸入要發(fā)送的短信內(nèi)容,。如若發(fā)送內(nèi)容為“Your Car Has Stolen!”，系統(tǒng)程序先將此內(nèi)容通過串口發(fā)給GPRS模塊,，之后再發(fā)確認(rèn)命令“ctl+z”,，表示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。GPRS模塊收到短信數(shù)據(jù)和確認(rèn)命令后,，馬上向ARM系統(tǒng)返回“AT+CMGS=XXXX#13#10>#13#10 Your Car Has Stolen!#13#10”信息,，表示系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)和命令已經(jīng)被GPRS模塊接收到。然后GPRS模塊將短信數(shù)據(jù)發(fā)送給車主手機(jī),，大約5秒之后 GPRS模塊給系統(tǒng)返回是否發(fā)送成功的回饋信息,，如果返回“#13#10+CMGS：19#13#10#13#10 OK#13#10”表示成功發(fā)送，結(jié)束,。如果返回“ERROR”表示發(fā)送失敗,，則在下次輪循中系統(tǒng)會繼續(xù)發(fā)送同樣內(nèi)容的短信，直到發(fā)送成功為止,。

　　3．2 FLASH的讀寫技術(shù)

　　由于不同廠商的FLASH存儲器在結(jié)構(gòu)和讀寫操作是有區(qū)別的,，所以FLASH存儲器的燒寫、擦除程序一般不具有通用性,。系統(tǒng)所用的FLASH是 SST39LV160,，可以對任一扇區(qū)進(jìn)行讀、寫或擦除操作,，而不影響其他部分的數(shù)據(jù),。對FLASH的編程指令只能使二進(jìn)制位由‘1’變?yōu)?lsquo;0’，而擦除命令可使‘0’變?yōu)?lsquo;1’,，因此正確的操作順序必須是先擦除,，后編程,，否則就會導(dǎo)致FLASH存儲器復(fù)位，致使操作命令無法完成,。當(dāng)FLASH存儲器被擦除后,，讀出的內(nèi)容全是0XFF。

 　　對SST39LV160進(jìn)行燒寫操作需要遵循幾個固定的步驟,。每個步驟是首先向FLASH 存儲器的特定寄存器寫入地址和數(shù)據(jù)命令,，然后由其內(nèi)部的編程或擦除算法自動完成編程或擦除操作。如擦除操作,，第一步程序向地址1（0X5555）寫數(shù)據(jù) 1（0XAAAA）,，第二步向地址2（0X2AAA）寫數(shù)據(jù)2（0X5555），第三步再向地址1（0X5555）寫數(shù)據(jù)3（0X8080）,，這樣完成了擦除扇區(qū)的第一階段,，接著的第二階段與第一階段幾乎一樣，只不過最后一次是向地址0X10000寫數(shù)據(jù)0X3030,，然后程序再用一個循環(huán),，來檢測該扇區(qū)的內(nèi)容是否變成了0XFF。如果該扇區(qū)的內(nèi)容變成了0XFF,，那么說明擦除扇區(qū)的操作已經(jīng)完成,，可以進(jìn)行下一步的操作，寫數(shù)據(jù)到FLASH的指定地址了,。寫操作和擦除類似,，也是遵循幾個固定的步驟，其具體步驟應(yīng)參考對應(yīng)FLASH芯片的技術(shù)資料,。寫操作執(zhí)行后應(yīng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,，如果成功寫入則進(jìn)行下一字節(jié)的寫入，否則繼續(xù)等待,，如果超時,，則退出。由于無論是編程或擦除都需要一定的時間,，程序應(yīng)根據(jù)其內(nèi)部的操作檢測機(jī)制,，判斷操作是否完成或操作是否正確，以確定是否執(zhí)行下一步操作,。

　　在我們的系統(tǒng)中,，系統(tǒng)程序利用FLASH第17號扇區(qū)來存放車主的手機(jī)號碼，從首地址開始存放,。通常對該扇區(qū)的操作程序是：先把該扇區(qū)的所有內(nèi)容讀到 SDRAM中（共4K）,，之后將要寫的電話號碼寫入到17扇區(qū)的首地址后的11個單元中，因為第17號扇區(qū)我們并沒有全部用到,，所以可以省去將4K內(nèi)容讀到SDRAM的步驟,，只需要直接向17號扇區(qū)的首地址0x10000開始,，寫入車主手機(jī)號碼就可以了。

　　4結(jié)論

　　系統(tǒng)采用嵌入式開發(fā)技術(shù),，利用S3C44B0X和GPRS通訊模塊開發(fā)了基于手機(jī)的汽車防盜系統(tǒng),，該系統(tǒng)能通過車主手機(jī)實現(xiàn)對汽車的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控功能。它充分利用了GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,可全天24小時監(jiān)控,，成本低,，實現(xiàn)完全自我服務(wù)。不論身在何地,，通過手機(jī)查詢,，可具體了解車輛的具體狀況；更能對車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,，從開關(guān)門鎖,、遠(yuǎn)程啟動到命令停車。經(jīng)實驗證明,，這是一種性能穩(wěn)定, 安全性和性價比較高的產(chǎn)品,。系統(tǒng)進(jìn)一步將實現(xiàn)與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和交通地理信息系統(tǒng)(GIS)相結(jié)合，實現(xiàn)一個功能更強(qiáng)的汽車防盜監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),。

　　本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：采用嵌入式開發(fā)技術(shù),，利用S3C44B0X和GPRS通訊模塊開發(fā)了基于手機(jī)的汽車防盜系統(tǒng),，該系統(tǒng)能通過車主手機(jī)實現(xiàn)對汽車的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控,。