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基于DSP芯片+GPS+GSM组成的汽车定位防盗功能系统

2018年03月28日 05:31 次阅读

随着人们生活水平的提高,汽车已逐步进入家庭,对汽车防盗的要求越来越高。尽管市场上的汽车防盗器正逐步改善,但这些防盗器主要采用呼叫报警、高压电击等, 伴随科学技术的发展,汽车偷盗技术也越来越高,使人防不胜防。汽车防盗无论是对汽车 制造商还是社会保险业都具有极其重要的研究价值,针对目前世界范围内汽车盗窃案的上升趋势,各汽车厂家都在不断地改进防盗技术,尤其是随着微电子技术的进步,汽车防盗技术 已向着自动化、智能化方向发展。

从上世纪末美国正式建成GPS系统并投入使用以来,GPS技术已深入到人类经济发展的各个领域。GPS市场目前已有相当规模,尤以车辆定位导航领域的市场份额最大,增长最快。最近的统计表明,2000年安装了GPS接收机的车辆导航系统的销售额由1996年的5亿美元增长 到30亿美元,并且这种趋势还将继续下去。在这种市场的诱惑下,世界各国对车辆导航和定位技术展开了大量研究。目前我国汽车GPS定位导航还处在萌芽阶段,特种车辆的GPS导航设备和应用系统已经开始启动,如:各有关部门已在运钞车、急救车、公交车、巡逻车、迎宾车、囚车等专用车辆采用GPS监控全过程、引导和指挥。

GSM格式是目前手机使用的主要制式,在市场上占有80%以上的份额。把GPS与GSM结合起来, 不仅可以利用GPS技术进行汽车的全球定位,实现良好的导航,而且可以利用GSM网络广泛的覆盖面积和短信功能,使车主对汽车当前状态有及时了解,从而整体提高汽车的导航 防盗性能。

1 系统体系结构设计

基于DSP芯片,由GPS模块、GSM无线通信模块以及必要的辅助电路组成的汽车定位防盗功能系统结构框图如图1所示。在图1中,DSP对于GPS和GSM模块都通过串口控制,G SM模块与DSP本身的串口连接,利用8251扩展一个串口供GPS模块使用。检测控制及其辅助电路都可以直接使用DSP的I/O口。TMS320LF240的DSP芯片的I/O端口都具有复用功能,因此 只需在控制寄存器中设置信息使I/O作为通用I/O即可。

以DSP为控制器的系统在开机运行初始化后,将处于不停地接收汽车位置信息的状态中,同 时系统也在等待检测状态和接收用户查询消息的中断。一旦有一中断产生就会转移到相应的 中断处理子程序。若系统的设防信号无效,则控制系统不进行上述操作。

系统在设防信号有效后,DSP主要循环处理GPS接收机接收到的位置信息。每 一次有获得新电文标志,则调用子程序进行电文处理,主要是分离电文中有用的信息如经纬 度、时间和校验和等,并把这些数据存入指定的存储空间。无线通信模块TC35T也是通过串口和DSP进行信息交换的,在此串口接收是用中断来取得使用控制器的权力。如有异常车况 发生如设防情况下的车门开启、发动机启动等也将会向DSP发出中断请求。在软件中把TC35T 引起的中断设为低优先级,即在车况发生异样同时有车主主动查询消息,则DSP控制器不会 响应TC35T的中断申请。

若DSP控制器接收到中断申请,并判断检测到是发动机启动信号引起中断(可以延时一定时间 如100 ms再检测一次,仍然有效才确定为启动信号有效,这样可以防止误操作)。系统将处 理发动机启动中断服务子程序,即将发送短消息(the engine is running)给用户(也可以设定发送次数)。如果车主没有及时作出回应,隔5 min可以再发一次,并且发出间隔1 min,每次持续30 s本地报警信号;断电、断油的信号立即有效(在本次模拟实验中是两个指示灯点亮),20 s后抱闸信号也处于有效;同时把处理结果和当前GPS接收机接收到的位置信息通 过无线通信发送给车主。同理,若检测到左车门、右车门被破坏的信号或有震动时,除了发送给车主的短消息内容不一样外其他处理方法类似。

当用户手机发送检测状态(check status)短消息要求控制系统返回当前状态时,控制系统会 根据目前系统的状态来做不同的响应:当未处于设防状态时,控制系统处于还没设防(defen ses isnt it set)的短消息给用户;当处于设防状态下,系统完好则会发送状态完好(all is ok)的短消息给用户。若系统已经遭到破坏则一般已经采取过相应的处理措施如首先锁车,则此时会发送锁车(the engine is locked)短消息给用户,并会把进一步处理方法同时发送通知用户。若要解锁,需要用户发送一定的密码同时发送解锁(unlock engine)信息给控制系统,才能有效的解锁。其他情况按照类似的方法处理。

2 系统可行性分析

2.1DSP技术

DSP具有极其高速的数字处理能力和很大的运算量。因此,它能满足高效实时信号处理的要求。这种新器件的特点如下:

(1)采用哈佛(HARVARD)结构,高度并行运算大大提高运算速度;

(2)芯片内配置了一个或多个硬件乘法器和累加器,能实现单指令乘、加运算和变址运算;

(3)芯片内专门设置了功能很强的专用指令,可以实现指令的重叠运行;

(4)芯片内设置了多种功能很强的外围器件和接口,使其运算速度比PC机要快很多倍;

(5)DSP增加了硬件循环控制,当完成循环初始化后。实际运行中循环不再消耗指令周期。大大提高了数字信号处理的运算速度;

(6)DSP成本低、销售价格逐年降低。

在DSP领域中,德州(TI)公司的产品及其配套技术与开发工具目前在市场上得到了广泛应用。文中采用的TMS320LF240是TMS320C24x系列之一。TMS320LF24x也称为DSP控制器,是TI公司1997年推出的性价比较高的16位定点DSPs,是专门针对电机、逆变器、机器人、数控机床等控制而设计的。

由于目前的研究仍处于模拟阶段,检测车况的信号是由开关来触发的,对车况信号的反应是通过是否点亮指示灯来判断,所以板外的电路相对简单。DSP控制器是通过串口控制GPS接收模 块和无线通信模块GSM的,而TMS320LF240只有一个串口所以需要扩展串口。另外监测状态都 是通过中断来触发DSP控制功能的,TMS320LF240只有3个外部可屏蔽中断源,所以也需要对外部中断进行扩展。其他被使用的端口都可以设定为一般的I/O口。

2.2GPS基本原理

美国从1973年开始筹建全球定位系统GPS,并于1994年全部投入使用。全球定位系统(GPS)由3个区段组成:GPS卫星星座、地面控制/监视网络和用户接收设备。其中用户设备主要是一个卫星讯号接收器,依照不同的目的而有不同的定位能力,基本的功能是接收L1载波,分离出C/A电码,进行最简单的虚拟距离定位,也是一般车辆定位所使用的机型。其中必须注意的是:GPS卫星产生两种不同的载波来承载所有电码与讯息,其中C/A码仅调置在L1载波上,P码则分别调置在L1与L2载波上,并区别为P1与P2电码。一般用户使用的GPS接收模块的功能框图如图2所示。主要由频率接收处理电路和信号处理器组成。现在为了保存近期一定的位置信息同时添加了程序存储器和数据存储器,其中I/O接口包括串口和通用数据口等直接供用户使用。

2.3GSM短消息业务

GSM系统可以提供两大业务,即基本业务和补充业务。基本业务包括电信业务和承载业务;补充业务则不单独提供,是对基本业务的补充。

GSM提供的电信业务有电话、短消息和传真等。短消息业务是GSM系统中惟一不要求建立端-端业务路径的业务,即使移动台已处于完全电路性通信情形下亦可进行短消息传输,就是说一个消息的传输就构成了一次通信。

使用的TC35T无线GSM通信终端是西门子公司在无线模块TC35上集成必要的接口而成的。用TC35T模块来做发送接收设备,利用短消息的传送实现车主和车上控制之间有关汽车 位置信息和监测控制信息的交换。这种方式具有通信成本低、频谱利用率高、系统容量大、业务种类多、保密性能好、抗干扰能力强、通话质量高、自动漫游等优点,它利用信令信道传输,不用拨号建立连接,直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心,由短消息服务中心再发给最终的信宿,是目前应用广泛的通信方案。?

3 结语

文中把汽车定位和防盗功能结合起来考虑,在设备的安装上不会存在重复,同时也把防盗、定位都提高到智能化这一层次上来,同时也为网络化发展奠定了基础;采用DSP和TMS320LF240系列作为控制器,有诸多其他控制器没有的优点。

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DSP技术应用让设备差异化浓缩

为汽车音频提供更大存储器的ADI最新DSP方案

与其他DSP器件相比,ADAU146x系列具有无与伦比的并行处理性能、灵活性和系统可扩展性。经济高效...

发表于 2018-02-10 09:36 269次阅读
为汽车音频提供更大存储器的ADI最新DSP方案

最佳化DSP设计加速自驾车发展

汽车的体系庞大,被视为物联网与AI应用的重要市场,就整体来看,汽车体系包括服务、自动驾驶、传感器、安...

发表于 2018-02-09 13:43 212次阅读
最佳化DSP设计加速自驾车发展

基于DSP芯片的音频信号滤波系统设计方案介绍

20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过...

发表于 2018-02-09 09:58 362次阅读
基于DSP芯片的音频信号滤波系统设计方案介绍

基于DSP TMS320F2812的危化品实时监...

基于DSP的危险气体泄漏监测报警系统由从机与主机构成,如图2所示。从机以TI公司的DSP芯片TMS3...

发表于 2018-02-09 05:10 284次阅读
基于DSP TMS320F2812的危化品实时监...

基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

目前,随着工艺和技术的进步,集成电路技术的发展已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Program...

发表于 2018-02-08 15:02 262次阅读
基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

多核DSP成为通信基础设施应用趋势

随着语音、视频和数据“三合一”服务成为业界潮流,下一代有线和无线基础设施对DSP的处理能力要求越来越...

发表于 2018-02-08 14:09 211次阅读
多核DSP成为通信基础设施应用趋势

DSP在射频识别系统中的应用

以TMS320为代表的数字信号处理(DSP)芯片自80年代由TI公司推出以来,已提供了不同系列, 各...

发表于 2018-02-08 10:33 121次阅读
DSP在射频识别系统中的应用

DSP技术在汽车定位防盗系统的应用及体系结构研究

随着人们生活水平的提高,汽车已逐步进入家庭,对汽车防盗的要求越来越高。尽管市场上的汽车防盗器正逐步改...

发表于 2018-02-08 08:51 312次阅读
DSP技术在汽车定位防盗系统的应用及体系结构研究

先进DSP技术在助听器中的应用

很少有应用比现代助听器面临更多的技术限制。在这里,在较小的设计内提高性能水平和降低功耗的需求大于消费...

发表于 2018-02-08 08:48 261次阅读
先进DSP技术在助听器中的应用

多轴电机控制设计【DSP解决方案与FPGA电机控...

现代传动系统要集成控制回路精度、扩展性、网络通信、外设控制、数据和设计安全、功能安全和可靠性等特性,...

发表于 2018-02-07 16:37 242次阅读
多轴电机控制设计【DSP解决方案与FPGA电机控...

DSP平台在语音数字化设计中的应用

基于DSP平台的语音数字化设计以DSP为核心处理器,采用硬件软件相结合的技术,具有话音采集,数字化压...

发表于 2018-02-06 17:15 175次阅读
DSP平台在语音数字化设计中的应用

基于OMAP3730的低成本高清屏媒系统【DSP...

设计并实现了一种基于OMAP3730的低成本高清屏媒系统,能够充分发挥可编程C64+DSP的强大计算...

发表于 2018-02-06 17:13 238次阅读
基于OMAP3730的低成本高清屏媒系统【DSP...

基于以太网BOOTP协议的DSP程序加载技术

为了解决工业远程控制设备的软件更新带来的成本和效率问题,在研究了以TMS320C6670为核心的DS...

发表于 2018-02-06 16:16 219次阅读
基于以太网BOOTP协议的DSP程序加载技术

基于GSM模块的火警检测短信报警系统

本设计旨在设计一个能检测煤气泄漏和火灾的报警系统,在检测到煤气泄漏和发生火灾时能通过GSM模块向房主...

发表于 2018-02-06 05:55 414次阅读
基于GSM模块的火警检测短信报警系统

DSP的电子负载中硬件和软件功能的分配和协调

控制模块:该模块由TMSF2812来实现,通过计算机接收用户的指令,生成所需的电压电流信号,驱动信号...

发表于 2018-02-05 20:46 114次阅读
DSP的电子负载中硬件和软件功能的分配和协调

数字音频处理器(DSP)的主要作用

数字音频处理器(DSP)就是为了解决这些林林总总的问题。在这个设备刚研发出来的时候,DSP是单独的一...

发表于 2018-02-05 20:41 412次阅读
数字音频处理器(DSP)的主要作用

GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些...

2017年12月,IBM推出首个为AI而生的服务器CPU POWER9,旨在为数据密集型人工智能工作...

发表于 2018-02-05 20:36 261次阅读
GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些...

数字信号处理选型和介绍

本文开始对数字信号处理和数字信号处理的选型进行了介绍,其次介绍了数字信号处理芯片的选型参数,最后介绍...

发表于 2018-02-05 14:02 602次阅读
数字信号处理选型和介绍

铁路通讯进入4G时代 2022年推LTE-R标准

GSM作为铁路通讯技术基础,承载了铁路通讯的多方需求。据报道,LTE-R标准2022年将会在展开导入...

发表于 2018-02-05 12:36 325次阅读
铁路通讯进入4G时代 2022年推LTE-R标准

基于KeyStone器件特性的鲁棒性系统设计及例...

对于复杂的系统,鲁棒性是非常重要的。为了协助客户建立鲁棒性系统,KeyStone器件提供了多种硬件保...

发表于 2018-02-04 22:24 81次阅读
基于KeyStone器件特性的鲁棒性系统设计及例...

基于实时DSP系统的烧写及程序自动加载方案设计及...

TMS320C6701(以下简称C6701)是一款浮点运算DSP,适用于需要大量运算且实时性要求高的...

发表于 2018-02-04 20:59 120次阅读
基于实时DSP系统的烧写及程序自动加载方案设计及...

世强与进芯电子达成代理协议 进一步扩充产品线

世强作为中国本土最知名的元件分销商,进芯电子专注数字信号处理芯片研发。据报道,世强宣布与进芯电子达成...

发表于 2018-02-03 10:57 192次阅读
世强与进芯电子达成代理协议 进一步扩充产品线

汽车电子中公交车GPS车辆管理系统解决方案

城市公共交通是满足人民群众基本出行的社会公益性事业,是交通运输服务业的重要组成部分,与人民群众生产生...

发表于 2018-02-02 16:07 284次阅读
汽车电子中公交车GPS车辆管理系统解决方案

基于DSP的数字示波器GUI开发与软件设计流程

RIGOL DS1000系列数字示波器采用的是320×234分辨率的TFT液晶显示器,通过液晶的驱动...

发表于 2018-02-02 15:07 869次阅读
基于DSP的数字示波器GUI开发与软件设计流程

剖析DSP编程优化的7个方法

方法一 把浮点运算改成定点运算 因为C6x DSP板并不支持浮点运算,但我们的原始程序代码是浮...

发表于 2018-02-02 14:56 667次阅读
剖析DSP编程优化的7个方法

电子技术在农业中的应用

虽然农业是世界上最古老和最原始的行业,但近年来它被现代技术完全改变了,尤其是电子技术。电子产品几乎在...

发表于 2018-02-02 10:27 1616次阅读
电子技术在农业中的应用

电量测量装置的高精度校验实现方案

本文叙述在进行电量测量装置的高精度校验中,采用数字信号处理器TMS320F206及其与工业控制PC机...

发表于 2018-02-02 05:56 103次阅读
电量测量装置的高精度校验实现方案

详细介绍凯迪拉克超级巡航系统

实际上超级巡航系统定义为“高级驾驶辅助系统”,而非“自动驾驶辅助系统”,也就是说“人”仍是车辆核心单...

发表于 2018-02-01 14:20 1630次阅读
详细介绍凯迪拉克超级巡航系统

基于GSM的太阳能农业大棚多功能智能监控系统模块...

当今温室大棚产业不断扩大,人们对于健康的要求也越来越高,温室大棚提高农产品的质量,就必须要有适宜的生...

发表于 2018-02-01 12:25 316次阅读
基于GSM的太阳能农业大棚多功能智能监控系统模块...