基于DSP技術(shù)的汽車定位防盜系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究

　　隨著人們生活水平的提高，汽車已逐步進入家庭，對汽車防盜的要求越來越高。盡管市場上的汽車防盜器正逐步改善，但這些防盜器主要采用呼叫報警、高壓電擊等，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車偷盜技術(shù)也越來越高，使人防不勝防。汽車防盜無論是對汽車制造商還是社會保險業(yè)都具有極其重要的研究價值，針對目前世界范圍內(nèi)汽車盜竊案的上升趨勢，各汽車廠家都在不斷地改進防盜技術(shù)，尤其是隨著微電子技術(shù)的進步，汽車防盜技術(shù)已向著自動化、智能化方向發(fā)展。

　　從上世紀末美國正式建成GPS系統(tǒng)并投入使用以來，GPS技術(shù)已深入到人類經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域。GPS市場目前已有相當(dāng)規(guī)模，尤以車輛定位導(dǎo)航領(lǐng)域的市場份額最大，增長最快。最近的統(tǒng)計表明，2000年安裝了GPS接收機的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的銷售額由1996年的5億美元增長到30億美元，并且這種趨勢還將繼續(xù)下去。在這種市場的誘惑下，世界各國對車輛導(dǎo)航和定位技術(shù)展開了大量研究。目前我國汽車GPS定位導(dǎo)航還處在萌芽階段，特種車輛的GPS導(dǎo)航設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)開始啟動，如：各有關(guān)部門已在運鈔車、急救車、公交車、巡邏車、迎賓車、囚車等專用車輛采用GPS監(jiān)控全過程、引導(dǎo)和指揮。

　　GSM格式是目前手機使用的主要制式，在市場上占有80%以上的份額。把GPS與GSM結(jié)合起來，不僅可以利用GPS技術(shù)進行汽車的全球定位，實現(xiàn)良好的導(dǎo)航，而且可以利用GSM網(wǎng)絡(luò)廣泛的覆蓋面積和短信功能，使車主對汽車當(dāng)前狀態(tài)有及時了解，從而整體提高汽車的導(dǎo)航防盜性能。

　　1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　基于DSP芯片，由GPS模塊、GSM無線通信模塊以及必要的輔助電路組成的汽車定位防盜功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在圖1中，DSP對于GPS和GSM模塊都通過串口控制，G SM模塊與DSP本身的串口連接，利用8251擴展一個串口供GPS模塊使用。檢測控制及其輔助電路都可以直接使用DSP的I/O口。TMS320LF240的DSP芯片的I/O端口都具有復(fù)用功能，因此只需在控制寄存器中設(shè)置信息使I/O作為通用I/O即可。

　　以DSP為控制器的系統(tǒng)在開機運行初始化后，將處于不停地接收汽車位置信息的狀態(tài)中，同時系統(tǒng)也在等待檢測狀態(tài)和接收用戶查詢消息的中斷。一旦有一中斷產(chǎn)生就會轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷處理子程序。若系統(tǒng)的設(shè)防信號無效，則控制系統(tǒng)不進行上述操作。

　　系統(tǒng)在設(shè)防信號有效后，DSP主要循環(huán)處理GPS接收機接收到的位置信息。每一次有獲得新電文標志，則調(diào)用子程序進行電文處理，主要是分離電文中有用的信息如經(jīng)緯度、時間和校驗和等，并把這些數(shù)據(jù)存入指定的存儲空間。無線通信模塊TC35T也是通過串口和DSP進行信息交換的，在此串口接收是用中斷來取得使用控制器的權(quán)力。如有異常車況發(fā)生如設(shè)防情況下的車門開啟、發(fā)動機啟動等也將會向DSP發(fā)出中斷請求。在軟件中把TC35T 引起的中斷設(shè)為低優(yōu)先級，即在車況發(fā)生異樣同時有車主主動查詢消息，則DSP控制器不會 響應(yīng)TC35T的中斷申請。

　　若DSP控制器接收到中斷申請，并判斷檢測到是發(fā)動機啟動信號引起中斷(可以延時一定時間 如100 ms再檢測一次，仍然有效才確定為啟動信號有效，這樣可以防止誤操作)。系統(tǒng)將處 理發(fā)動機啟動中斷服務(wù)子程序，即將發(fā)送短消息(the engine is running)給用戶(也可以設(shè)定發(fā)送次數(shù))。如果車主沒有及時作出回應(yīng)，隔5 min可以再發(fā)一次，并且發(fā)出間隔1 min，每次持續(xù)30 s本地報警信號;斷電、斷油的信號立即有效(在本次模擬實驗中是兩個指示燈點亮)，20 s后抱閘信號也處于有效;同時把處理結(jié)果和當(dāng)前GPS接收機接收到的位置信息通過無線通信發(fā)送給車主。同理，若檢測到左車門、右車門被破壞的信號或有震動時，除了發(fā)送給車主的短消息內(nèi)容不一樣外其他處理方法類似。

　　當(dāng)用戶手機發(fā)送檢測狀態(tài)(check status)短消息要求控制系統(tǒng)返回當(dāng)前狀態(tài)時，控制系統(tǒng)會根據(jù)目前系統(tǒng)的狀態(tài)來做不同的響應(yīng)：當(dāng)未處于設(shè)防狀態(tài)時，控制系統(tǒng)處于還沒設(shè)防(defen ses isnt it set)的短消息給用戶;當(dāng)處于設(shè)防狀態(tài)下，系統(tǒng)完好則會發(fā)送狀態(tài)完好(all is ok)的短消息給用戶。若系統(tǒng)已經(jīng)遭到破壞則一般已經(jīng)采取過相應(yīng)的處理措施如首先鎖車，則此時會發(fā)送鎖車(the engine is locked)短消息給用戶，并會把進一步處理方法同時發(fā)送通知用戶。若要解鎖，需要用戶發(fā)送一定的密碼同時發(fā)送解鎖(unlock engine)信息給控制系統(tǒng)，才能有效的解鎖。其他情況按照類似的方法處理。

　　2系統(tǒng)可行性分析

　　2.1DSP技術(shù)

　　DSP具有極其高速的數(shù)字處理能力和很大的運算量。因此，它能滿足高效實時信號處理的要求。這種新器件的特點如下：

　　(1)采用哈佛(HARVARD)結(jié)構(gòu)，高度并行運算大大提高運算速度;

　　(2)芯片內(nèi)配置了一個或多個硬件乘法器和累加器，能實現(xiàn)單指令乘、加運算和變址運算;

　　(3)芯片內(nèi)專門設(shè)置了功能很強的專用指令，可以實現(xiàn)指令的重疊運行;

　　(4)芯片內(nèi)設(shè)置了多種功能很強的外圍器件和接口，使其運算速度比PC機要快很多倍;

　　(5)DSP增加了硬件循環(huán)控制，當(dāng)完成循環(huán)初始化后。實際運行中循環(huán)不再消耗指令周期。大大提高了數(shù)字信號處理的運算速度;

　　(6)DSP成本低、銷售價格逐年降低。