基于单片机设计的汽车防盗报警监控系统

汽车日益成为人们生活中不可缺少的部分，然而，令汽车用户担忧的是车辆被盗现象呈逐年上升趋势。本文旨在设计一个方便可靠，功能强大的汽车报警器。当汽车遭遇到危险情况时，立即启动警报，同时发送相应信息到指定的手机上，通知车主有异常情况。车主可以通过手机监听车内情况并控制汽车，以有效地防止汽车被盗。此外，若在车内加一个紧急按钮，不仅可以在车主遇到抢劫或其他危险情况时，向外界求助，也可以帮助警方对车子进行定位。考虑到时间和成本问题，本文仅针对振动信息的检测、车辆信息的传输与控制问题进行重点研究。

振动信息检测

图1中，当物体有向右的加速度时，由于惯性，中间挡板与电容板间距随之变化，从而造成电容值的变化(也有通过改变电容板的面积实现电容变化的)。经过后续开关电容、单位增益放大、电荷放大电路等一系列处理就可以得到与加速度信息成正比关系的电压信号。系统采用的MMA7260QT加速度传感器就是基于上述原理。

传统的防盗报警器侧重于对瞬时振动、冲击的检测，虽然可以识别出车门遭遇暴力打开的情况，但极易造成误判报警(如附近的异响导致报警)。针对以上问题，本文采取了以下三点改进措施：　  

(1)增加了对车门打开动作的检测，提取车门打开时的加速度信息作为车辆被盗的依据之一。

(2)适当选取车门被暴力打开的特征时间，而不是单纯依靠加速度峰值越界作为车辆被盗的依据。

(3)增加了对车体倾斜角度的测量，防范拖车和整车搬运等盗窃手段。

车辆信息的传输与控制

将传统防盗报警技术与现代GSM数字移动通信技术相结合，就可以实现车辆状态监控、调度、防盗报警、防劫报警、远程控制、跟踪定位、车载电话等功能。系统采用SIEMENS公司的TC35iGSMModem模块，这样就可以突破空间限制，将车辆信息通过GSM网络传送至全球各地。由于系统需要众多功能模块的支持，限于时间和成本问题，本文仅通过以下两点验证了系统的可行性和实用性：

(1)将车辆的当前状态发送到指定的手机上，要求能够分辨出车辆被窃的信息来源：车门振动、车辆倾角异常、非法人员进入等。

(2)手机发送指令到GSMModem模块上，要求只有设定的手机号码才能得到系统的控制权，能够区分不同的控制指令并执行。

系统概述

系统结构框图

如图2所示：以MC9S08QG8单片机为核心，辅以MMA7260QT加速度模块、HOLUXGM-82GPS模块、TC35iGSMModem模块等功能模块实现对汽车的实时监控。电源部分拟采用车载蓄电池做主电源;一旦主电源被切断，即切换到内置电池供电，进入节能模式，有效工作达数月以上。

系统硬件

该型号单片机是Freescale公司主推的8位单片机，它的几项内置功能与汽车防盗报警系统的要求正好吻合，所以用它作系统核心。

单片机的最小系统使用Synhayato公司的CT298开发板。基板主要由以下几部分组成：单片机(MC9S08QG8)、USB-miniB型连接器、电源和复位开关、USB-COM转换器(FT232R)、BDM工具连接头、输入输出器件(按钮键，LED灯，蜂鸣器)、MM-2860用插座、外部扩展连接槽(栅距为1mm、16引脚扁电缆连接槽)和测试端口。

MMA7260QT加速度模块及其外围电路

现代汽车的防盗系统通常采用对车体的冲击、振动监测的方式预警，常用的器件多为磁效应传感器。由于磁效应加速度传感器自身的一些问题，会使得后续信号处理电路和微控制器接口电路复杂，致使系统报警的可靠性降低，误报率较高。另外，对付拖车或整车搬运最有效的方法是对车体的倾斜角度进行监测，而磁效应传感器无法测量静态加速度，不能对车体的倾斜角度进行测量。MMA7260QT是Freescale公司设计生产的单芯片集成三轴加速度传感器，它可以对车体微小振动和整车的倾斜角度同时进行监测。将其应用于汽车防盗系统不但扩大了系统的监测范围，而且简化了系统，提高了防盗系统报警的可靠性。MMA7260Q的内部模块结构是在单一芯片上集成三个相互独立、测量方向相互垂直的敏感元的测量模块，是由多晶硅微加工表面工艺制成的电容式加速度传感器;由硅片表面的弹性结构支撑起的质量块下面贴附电容的一个极板，电容的另一极板固定。当加速度引起质量块的相对位置变化时，电容值也发生变化，然后经过电容电压转化电路和放大滤波电路后输出与加速度成正比的电压信号。

TC35iGSMModem模块

TC35i是Siemens公司推出的新一代GSM通信模块。TC35i无线模块尺寸小巧，安装设计灵活，易于集成且功耗低。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k、4.8k、9.6k的非透明模式。TC35i模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供