ARM單片機在汽車智能防盜系統中的應用研究

西北民族大學 王 猛 林競連 丁 科 陳后全 金 梅

隨著私家車的數量增多，同時也帶來了許多安全隱患，汽車被盜的數量也在上升，給人們經濟帶來了一定的損失，因此設計汽車防盜系統必不可少。本文圍繞如何有效的防盜進行了研究，主要介紹了基于ARM單片機和相應的模塊；ARM單片機為主控芯片，人體紅外和振動傳感器模塊作為汽車防盜監測，將傳感器數據傳到單片機，單片機做出響應，將數據通過GSM/GPRS通信模塊發送給用戶，實現實時監控。這款汽車智能防盜系統非常適合現今智能、便捷的社會，也提高了防盜系統的安全性。

近年來，隨著汽車工業的發展，汽車成為了人們重要的交通工具，但與此同時帶來的安全問題也增多，相應的防盜系統應運而生，但普通的防盜系統存在很多漏洞，如距離短、信號差、不能實時監控等。本文主要以ARM單片機防盜系統為出發點，論述該防盜系統與一般防盜系統的區別，介紹了該技術的最新發展與趨勢，對防盜系統也進行了升級。該系統采用GSM/GPRS組成的無線通信網絡，解決了以往的汽車報警系統報警范圍的限制和汽車被盜后車主無法收到相應的信息等問題，而針對這些問題該系統都能及時的做出反應，一旦有情況就立即將數據上傳給用戶。

1 設計理念

由于社會發展迅速，許多家庭擁有了自己的私家車，汽車的數量大幅增多；另一方面，我國汽車防盜安全性相對低，以往的汽車防盜報警系統由于技術的限制多多少少存在一些漏洞；隨著犯罪分子手段的提高，很多被盜的車輛無法追回，導致財產損失，為了防止這些問題的出現，汽車防盜系統應運而生。本文主要是介紹了基于ARM單片機和GSM/GPRS等技術和控制相應的模塊實現實時監測和保護汽車的安全。

2 ARM結構

ARM芯片具有低功耗、集成度高和體積小等特點，在很多領域有著很重要的地位，得到了廣泛的應用。ARM的架構非常適合單片機、嵌入式，尤其是在物聯網領域。

ARM是哈佛體系結構模型（如圖1）。

圖1 哈佛結構模型圖

圖2 Cortex-M3內核框圖

圖3 硬件設計圖

3 硬件設計

3.1 ARM單片機

圖4 ARM單片機智能防盜系統流程圖

本文使用的是基于ARM Cortex-M3內核的單片機（如圖2），Cortex-M3是一個32位的單片機。其內部的數據路徑、寄存器和存儲器接口是32位的，Cortex-M3使用的是哈佛結構，有獨立的指令總線與數據總線，可以使取值和數據訪問互不占用，從而提升了運行的性能。

3.2 ESP8266無線模塊

ESP8266無線模塊是一款功耗低、性能好、成本較低的無線設備，它可以應用于TCP/IP和微控制器；該芯片有三種模式，分別是：station模式、AP模式和混合模式，通過常用的AT指令進行控制，支持AP透傳模式。

3.3 OV2640攝像頭

OV2640攝像頭可以輸出最大為200WPPI的圖像，支持VGA時序輸出的圖像數據，最重要的是輸出的圖像數據格式支持JPEG格式，該格式是將采集到的圖像進行壓縮得到的，JEPG格式不僅占用內存少，而且方便傳輸。該模塊還可以將采集得到的圖像進行補償，該模塊擁有高分辨率的像素采集，可以更好的采集圖像，便于觀察。

3.4 GSM/GPRS模塊

GSM/GPRS模塊具備短信發送、語音通話和發送地理位置、GPRS數據傳輸等功能。通過該模塊，可以實現給用戶發送短信，達到向用戶傳達指令（如圖3）。

4 總體設計流程

本設計在實施過程中采用邊設計開發、邊進行調試的開發模式，在開發調試過程中撰寫相應的設計報告。即設計、開發、調試、撰寫設計報告同步進行。

具體工作方案如下：了解項目所涉及的GPRS技術、監控技術、GSM通信技術等各種技術及其原理，閱讀相關資料文獻等，對項目開展過程中所涉及到的技術有初步的了解，設計相應的流程圖（如圖4）。

自頂而下，完成各模塊的設計，細分模塊的功能，開始各模塊硬件電路的搭建和硬件功能的實現。在硬件搭建過程中，分模塊對系統進行軟件設計，確保各模塊軟硬件能很好的結合。

5 項目特色

5.1 新穎性（獨特性、先進性）

（1）獨特性。在現在的生活中，大多數家庭都會有一輛汽車，但是卻沒有一個通用的防盜系統，現在每個人基本上都有一部手機，在這樣的條件下，用戶只需要安裝相應的設備和APP就能了解自己車的狀況。

（2）先進性。我國現在的汽車防盜系統存在報警范圍狹窄和汽車被盜后車主無法接收到報警信號的情況，該系統就是要做到信號增強，只要能收到短信的地方就能實現定位。

5.2 隱蔽性與寂靜性

本防盜識別系統是基于ARM單片機進行改進，是一種創新型的實驗設計。在現今全球的防盜系統上，本項目的最大優勢就是功耗低與實時性。改進過的防盜系統是本項目的雛形，在此基礎上，本項目要達到的指標是：融于環境，寂靜無聲，能夠做到悄無聲息的實時防盜。