基于STM32的汽車遠(yuǎn)程智能監(jiān)控防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高學(xué)東　祁志娟　程冉　周莉莉

摘 要：設(shè)計(jì)以ST32F013ZET6為核心的汽車遠(yuǎn)程智能防盜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)汽車發(fā)生異常情況時(shí)，攝像頭抓拍圖像，然后通過(guò)GSM/GPRS發(fā)送給車主手機(jī)并向車主打電話報(bào)警，當(dāng)汽車丟失時(shí)，可以根據(jù)車主指令返回汽車當(dāng)前GPS信息，達(dá)到遠(yuǎn)程智能防盜的效果。

關(guān)鍵詞：STM32F103ZET6；遠(yuǎn)程智能防盜；GSM/GPRS；GPS

近些年來(lái)，隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，覆蓋全世界的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵贰１鞠到y(tǒng)以GPS為信息采集器搜集汽車的位置信息，以STM32F103ZET6為核心控制器，以GSM/GPRS為網(wǎng)絡(luò)媒介，并以手機(jī)為終端監(jiān)視平臺(tái)，極大地方便了車主對(duì)本系統(tǒng)的使用。汽車被盜事件發(fā)生后，車主能很快掌握第一手資料包括汽車位置信息和嫌疑人影像資料等，幫助警方在最短時(shí)間內(nèi)破案。

本系統(tǒng)打破傳統(tǒng)的機(jī)械式防盜，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠在很大程度上保障消費(fèi)者權(quán)益，操作簡(jiǎn)單明了，適合各類人群使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩種工作模式：監(jiān)控模式和非監(jiān)控模式，用戶可通過(guò)發(fā)送手機(jī)短信進(jìn)行指令控制。當(dāng)車主下車后，使用手機(jī)發(fā)送開(kāi)啟監(jiān)控指令進(jìn)入監(jiān)控模式。當(dāng)有人以非常手段強(qiáng)行打開(kāi)車門時(shí)，攝像頭將抓拍圖像并轉(zhuǎn)換為彩信，通過(guò)GSM/GPRS發(fā)送到車主手機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的初步保護(hù)；當(dāng)汽車被盜走后，系統(tǒng)根據(jù)車主指令將汽車的實(shí)時(shí)位置以短信形式反饋給車主，讓車主及時(shí)掌握汽車的位置。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件部分包括震動(dòng)傳感器模塊電路，攝像頭連接電路，SD卡連接電路，GPS連接電路，GSM/GPRS連接電路，以及系統(tǒng)電源模塊電路和調(diào)試模塊電路。

2.1 電源模塊

本系統(tǒng)使用的電源為5V和3.3V，外部供電5V，通過(guò)AMS1117-3.3穩(wěn)壓模塊實(shí)現(xiàn)5V到3.3V的轉(zhuǎn)換。

2.2 震動(dòng)傳感器模塊

本系統(tǒng)震動(dòng)傳感器模塊使用的是SW-420 常閉型震動(dòng)傳感器，其工作電壓為3.3V-5V，信號(hào)通過(guò)比較器輸出，當(dāng)檢測(cè)到有震動(dòng)時(shí)，MCU檢測(cè)到輸出低電平，從而判斷發(fā)生了異常情況。

2.3 攝像頭和SD卡模塊

由于MCU的內(nèi)部空間有限，采集的圖像需要首先保存到SD卡中，然后再通過(guò)GSM/GPRS模塊從SD卡中讀取圖片，發(fā)送給用戶手機(jī)。

攝像頭模塊采用CMOS數(shù)字?jǐn)z像頭OV7670，該攝像頭傳感器體積小、工作電壓低，提供單片 VGA 攝像頭和影像處理器的所有功能。

2.4 GSM/GPRS模塊

本系統(tǒng)GSM/GPRS模塊采用ALIENTEK 推出的一款高性能GPS/GPRS模塊ATK-SIM900A-V15。

SIM900A支持 RS232串口，支持 5V-24V 的工作范圍，可以提供包括語(yǔ)音、短信和 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸功能，可以通過(guò)AT指令進(jìn)行控制。

通過(guò)發(fā)送AT指令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)的功能，與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)AT指令進(jìn)行打電話、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等方面的控制。

2.5 GPS模塊

本系統(tǒng)采用的GPS定位模塊為ATK-NEO-6M-V23。GPS模塊輸出定位數(shù)據(jù)采用NMEA-0183協(xié)議，控制協(xié)議采用UBX協(xié)議。

通過(guò)串口根據(jù)UBX協(xié)議可以配置GPS模塊的串口波特率、配置輸出GPRMC、GPVTG、GPGGA、GPGSA、GPGSV 和 GPGGL 6種幀數(shù)據(jù)的一種或幾種、配置測(cè)量頻率（本系統(tǒng)采用的頻率為5Hz）。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件部分包括上位機(jī)調(diào)試軟件和MCU軟件部分。上位機(jī)我們使用的是XCOM V2.0，可以用來(lái)測(cè)試GSM/GPRS和GPS模塊和MCU的程序調(diào)試。

MCU軟件部分采用模塊化編程，包括系統(tǒng)初始化模塊，震動(dòng)傳感器模塊，攝像頭模塊，GSM/GPRS模塊，GPS模塊。震動(dòng)傳感器使用MCU的外部中斷對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到低電平時(shí)，說(shuō)明發(fā)生了異常震動(dòng)。

攝像頭OV7670配置工作在QVGA，RGB565輸出格式。采集的一幀圖像需要先轉(zhuǎn)化為BMP圖片文件并保存到SD卡，其中一張圖片的大小為15366KB。GSM/GPRS模塊通過(guò)USART3與MCU進(jìn)行通信，波特率配置為115200。

通過(guò)AT指令實(shí)現(xiàn)打電話、發(fā)短信、發(fā)彩信。GPS模塊通過(guò)USART2串口與MCU進(jìn)行通信，波特率配置為38400。配置輸出定位信息幀GPRMC，測(cè)量頻率為5Hz，也就是1s鐘輸出5次定位信息。

系統(tǒng)先進(jìn)行各模塊接口的初始化操作，如果防盜模式已經(jīng)開(kāi)啟，一旦檢測(cè)到震動(dòng)信號(hào)，MCU控制攝像頭采集一幀圖像并保存為BMP文件到SD卡，通過(guò)GSM/GPRS發(fā)送到車主手機(jī)，隨后等待車主獲取GPS數(shù)據(jù)并將GPS位置信息發(fā)送到車主手機(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于STM32F103的汽車遠(yuǎn)程智能防盜，而且系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、成本低，便于推廣。

采用GSM/GPRS通信模塊組成的通信網(wǎng)絡(luò)，克服了以往汽車報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警性能的缺陷，并以手機(jī)作為使用終端，大大方便了車主的使用。種種人性化設(shè)計(jì)使得本系統(tǒng)更加貼近用戶，也使得系統(tǒng)具有廣泛的推廣空間。

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