基于CAN+GSM平臺的汽車防盜報警系統設計

劉小兵

（湖南汽車工程職業學院 湖南 株洲 412001）

基于CAN+GSM平臺的汽車防盜報警系統設計

劉小兵

（湖南汽車工程職業學院 湖南 株洲 412001）

介紹了一種新型汽車防盜系統。該系統以STM32F103控制器件為平臺，通過振動傳感器和人體感應器采集數據，并結合了嵌入式技術、汽車CAN技術和GSM網絡技術。它能與車載CAN總線完美結合，并充分利用了汽車各執行機構實現防盜功能，使汽車防盜實現了整車化、實時化。系統價格低廉，具有廣泛的實用價值。

CAN；GSM；STM32F103；防盜系統

隨著汽車行業與電子行業的不斷發展，CAN總線結構的汽車越來越普級。CAN總線技術就是通過遍布車身的傳感器，將汽車的各種行駛數據發送到“總線”上，在這個信息共享平臺上，凡是需要這些數據的接收端都可以從“總線”上讀取需要的信息，從而使汽車的各個系統協調運作、信息共享、保證車輛安全行駛、舒適和可靠。同時我國的經濟也在不斷的飛速發展，汽車的數量也在不斷增多，汽車被盜的數量也在不斷的上升[1]，為了減少汽車被盜的機率，我們結合汽車CAN總線特點和GSM網絡技術開發了一種新型防盜報警系統。

1 防盜報警系統的總體結構

本防盜系統接入后，成為CAN總線汽車的一個節點，分析檢測到的被盜信號傳送到CAN總線上，由汽車ECU作出防盜的操作，例如切斷油路和電路，本系統進行聲光報警同時也通過GSM網向預存號碼進行報警處理，整體結構圖如圖1所示。

本系統采用STM32F103為核心處理CPU，通過人體感應模塊和振動傳感器模塊取樣汽車現行狀態，比如是否被盜被攻擊或被拖動等參數。無線遙控模塊進行遙控設置汽車是否進入防盜模式，GSM模塊發送汽車狀況和接收車主指令，聲光報警電路對被盜被攻汽車進行現聲報警，微處理器通過CAN總線接口與汽車其他平臺共享數據或者執行防盜的系列操作。鍵盤顯示電路設置顯示參數。

圖1 系統總體結構圖Fig.1 General structure diagram of the system

2 系統硬件電路設計

2.1 電源電路設計

本系統所用到的電源電壓是5 V、3.3 V而汽車儲電池所提供的電源電壓為12 V，所以在電路上要進行降壓和限流保護，電源電路是由7 805和X1117所構成。該電路結構簡單、運行穩定和元件常見經濟。具體電路如圖2所示。

2.2 系統的CAN通信電路

CAN通信模塊是由CAN控制器、光耦隔離和CAN總線驅動器組成，其中CAN控制器集成在STM32F103內部，通信速度可以達到1 Mb/s，可以高效完成主控模塊與多個功率模塊間的大量通信。由于輸出功率大，電磁干擾強。所以光耦采用6N137集成電路驅動器采用可容錯的MCP2551芯片。CAN總線接口電路如圖3所示。

圖2 電源電路圖Fig.2 Power supply circuit

圖3 CAN接口電路Fig.3 CAN interface circuit

2.3 GSM模塊電路

GSM模塊電路采用華為的EM310 GSM模塊[2]，該模塊內部嵌入TCP、IP協議，性能優越，體積小結構簡單，安全可靠。支持GSM定義的信息、數據、語音等業務，支持ADC指令和SIM業務[3]。外圍電路如圖4所示。

圖4 EM310 GSM模塊電路Fig.4 EM310 GSM modular circuit

2.4 語音電路

語音電路選用的是WT588D模塊，它是一個32 M存儲器，使用8 K采樣錄音時間較長，為了使音響效果好，采用TDA2030進行功率放大。WT588D的控制是由PC7控制P01數據引腳，PC8控制P02片選信號，PC6控制P03時鐘信號。具體電路如圖5所示。

2.5 車輛狀態采樣電路

車輛狀態采樣電路分成兩模塊，分別是人體感應模塊和振動傳感器模塊。人體感應模塊選用DYP－ME003器件，該器件是以紅外技術為基礎，具有靈敏度高和可靠性好的優點，該模塊可以防止有人進入車內偷盜，裝在車內既能檢測到車內人體活動又隱蔽。DYP-ME003有3個接口分別是電源正負極和數據端口，將數據端直接到PC10口就可以。振動傳感器模塊主要針對汽車被砸、撞或刮等產生振動的情況時進行信號提取。振動傳感器采用ND——1傳感器，該傳感器除了振動產生信號之外位置移動能能產生報警信號，他的搞干擾能力強，當提取到兩者有輸入信號時通過軟件延時方式進行核對（如有信號輸入進行多次數據采集），確定車輛狀況異常時進行現場聲光報警和GSM通信發送信息到車主手機上進行提醒。

圖5 WT588D語音電路Fig.5 WT588D circuit

2.6 STM 32F103控制電路

微處理器是由STM32F103及外圍元器件組成，晶振電路由32.768K、8M兩石英晶體和電容組成[4]。復位電路由電阻、電容和按鍵組成。設置了JTAG電路對系統進行程序寫入與調試[5]。STM32F103基本控制端口是：PB0端口用于振蕩模塊的信號輸入，PC10端口用于人體感應信號輸入，PC6、PC7、PC7用于語音模塊控制，PA9、PA10和PC9用于GSM模塊控制PA0－PA7、PC11－PC13用于LCD顯示，PC4、PC5用于遙控發射接收模塊的控制。基它一些端口用于按鍵與燈光控制，具體各引腳功能如圖6所示。

3 系統軟件設計

主控制器STM32F103初始化后，掃描鍵盤與遙控器接口判斷是否有設防的啟動信號，沒有就一直在這里等待，直到設防啟動。再查詢車主是否查詢車態，有就通過短信形式發送過去，沒有就直接掃描振蕩傳感器接口與人體感應器接口是否有信號，有信號就連續掃描三遍，再次確認防止誤判。三次掃描后還存有信號就進入報警程序處理，開啟聲光與信息報警或者自動拔打車主電話進行實時監聽情況。同時通過CAN總線通知執行ECU進行截斷油路與電路禁止汽車啟6動，完成防盜報警功能[6]，具體流程圖如圖7和圖8所示。

4 結束語

本論文設計的基于CAN總線和GSM網絡[7]的汽車防盜報警器，充分的利用了手機的越來越普級的優勢和汽車CAN平臺的有機結合，使得汽車每個控部分都可以成為防盜的一部分，相對于過去的單一防盜功能強化了許多。而且可以通過GSM網絡對防盜功能進行遙控。如果進一步研究，將手機網絡平臺與汽車CAN平臺相結合會使得將來的汽車越來越智能化，汽車的舒適度也會越來越好。

圖7 主程序流程圖Fig.7 Main program flow chart

圖8 報警系統子程序Fig.8 Alarm system subroutine flow chart

[1]李超.基于GPRS和GPS的汽車防盜系統設計[D].濟南：山東科技大學2011.

[2]徐娟娟.基于GSM的汽車遠程防盜系統設計[D].曲阜：曲阜師范大學，2012.

[3]張俊林，譚昊.基于GSM網絡的汽車防盜系統研制[J].重慶科技學院學報：自然科學版，2010，12（3）:149-152. ZHANG Jun-lin，TAN Hao.The development of automobile anti-theft system based on GSM network[J].Journal of Chongqing University of Science and Technology：Natural Sciences Edition，2010，12（3）:149-152.

[4]姚文詳.ARMCortex-M3權威指南[M].北京:北京航空航天大學出版社，2009，.

[5]南亦民.基于STM32標準外設庫STM32F103xxx外圍器件編程[J].長沙航空職業技術學院學報，2010，10（4）:41-45. NAN Yi-min.Programming for STM32F103xxx standard peripherals based on STM32 standard peripherals library[J].Journal of Changsha Aeronautical Vocational and Technical College，2010，10（4）:41-45.

[6]張敬普，李永明.基于GSM短信通訊的家居智能監控系統[J].電子設計工程，2011，19（21）:97-107. ZHANG Jing-pu，LI Yong-ming.Intelligent home monitoring system based on GSM communication[J].Electronic Design Engineering，2011，19（21）:97-107.

[7]周正,高惠芳.基于GSM的煤氣實時報警系統[J].現代電子技術,2014(6):27-28,31. ZHOU Zheng,GAO Hui-fang.Real-time gas alarm system based on GSM[J].Modern Electronics Technique,2014(6):27-28,31.

Design of automobile anti-theft alarm system based on GSM+CAN platform

LIU Xiao-bing
（Hunan Automotive Engineering Vocational College，Zhuzhou 412001，China）

This paper introduces a new car alarm system.The system is based STM32F103 controller，system data collected by the vibration sensor system and human sensors.It combines embedded technology，automotive CAN technology and GSM network technologies.The system can be combined with vehicle CAN bus perfectly and takes full advantage of the car bodies to achieve security features，making the car to achieve a vehicle anti-theft，real-time，and low prices，with a wide range of practical value.

CAN；GSM；STM32F103；anti theft system

TN-9

A

1674－6236（2015）07-0114-04

2014-05-29 稿件編號：201405196

湖南省教育廳科學研究課題成果（13C1173）

劉小兵（1981—），男，湖南攸縣人，碩士研究生，講師。研究方向：微處理器控制電路設計和汽車電子控制和總線通信。