嵌入式汽車安防綜合系統的製作方法
2023-05-13 11:58:31 3
專利名稱：嵌入式汽車安防綜合系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種嵌入式汽車安防綜合系統。
技術背景隨著生活水平的提高，近年來私家車急劇增多，隨之而來的盜車現象也日 趨嚴重。目前普遍使用的基於無線射頻的汽車防盜設備由於覆蓋面小、控制距 離短、報警方式單一、密碼易被盜取、缺少定位跟蹤功能，已經無法滿足汽車防盜需求的不斷增長。 一些研究者開發了基於GPS的汽車防盜系統，主要用於 公安、消防、交通、物流部門的跟蹤調度，但需要統一平臺，成本高，不易向 中小單位用戶和個人用戶推廣。 發明內容為克服現有汽車報警器在技術和使用成本上的不足，本發明的目的在於提 供一種嵌入式汽車安防綜合系統。本發明採用的技術方案是包括中央處理器，GPRS車載簡訊模塊，GPS車載定位模塊，SD卡存儲 器，音頻輸出，LCD觸摸顯示，車載多媒體系統，二級控制系統和USB設 備；中央處理器分別與GPRS車載簡訊模i央，GPS車載定位模塊，SD卡存儲 器，音頻輸出，LCD觸摸顯示，車載多媒體系統，二級控制系統和USB設備 連接；所述的二級控制系統分別與檢測振動、超聲波、車門開關、後備箱開關 的信號檢測傳感器，報警輸出，車門控制和手持遙控器連接。本發明具有的有益效果是本發明嵌入式汽車安防綜合系統，通過全方位監控車輛狀態，實時通訊， 使車輛始終處於車主的監控範圍之內。其中二級控制系統可脫離核心控制器獨 立工作，保證了車輛在局部功能受損或受限情況下仍能完成基本的安防功能。 本發明可在中國移動通信覆蓋範圍內對汽車進行全方位精確監控的防盜報警。
圖1是嵌入式汽車安防綜合系統的系統框架圖；圖2是嵌入式汽車安防綜合系統的中央處理器接口電路圖；圖3是嵌入式汽車安防綜合系統的GPRS車載簡訊模塊及接口電路圖；圖4是嵌入式汽車安防綜合系統的二級控制系統電路圖；圖5是嵌入式汽車安防綜合系統的音頻輸出電路圖；圖6是嵌入式汽車安防綜合系統的LCD觸摸顯示接口電路圖；圖7是嵌入式汽車安防綜合系統的SD卡存儲器接口電路圖；圖8是嵌入式汽車安防綜合系統的USB接口電路圖；圖9是嵌入式汽車安防綜合系統的GPS車載定位模塊及接口電路圖；圖IO是嵌入式汽車安防綜合系統的總流程圖；圖11是嵌入式汽車安防綜合系統的二級控制系統獨立工作流程；圖12是嵌入式汽車安防綜合系統的主次兩級控制系統工作流程；圖13是嵌入式汽車安防綜合系統的GPRS查詢及控制流程；圖14是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之一——GPS定位；圖15是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之二——GPS導航；圖16是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之三——周邊查詢；圖17是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之四——多媒體 播放；圖18是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之五——報警記 錄査詢；圖19是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之六——數據導出；圖20是嵌入式汽車安防綜合系統的觸摸顯示器功能流程之七——數據導入。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述。參見圖l，本發明嵌入式汽車安防綜合系統包括中央處理器、GPRS車載 簡訊模塊、GPS車載定位模塊、SD卡存儲器、音頻輸出、LCD觸摸顯示、車 載多媒體系統和二級控制系統，可接USB設備。其中二級控制系統可脫離中央 處理系統獨立工作，接收傳感器信號和遙控信號，進行報警和車門控制。圖2中央處理器接口電路中U4為串口電平轉換晶片MAX232， TIIN，RIOUT，分別與核心板的RXD0,TXD0相連。其T10UT,R1IN分別與Tl 的3腳和2腳相連，將核心板的UTR0的電平由TTL轉換成232電平。中央處理器上運行的程序實現車載多媒體mp3， mp4播放、數據査詢、分析、處理、 導入、導出功能。圖3為GPRS車載簡訊模塊及其與ARM9核心板的接口電路圖。圖中的 Al為華為GPRS模塊GTM9001 ，其UART接口與核心板的UART1接口相 連。A2為SIM卡插槽。當系統配置為要求GPRS報警時，ARM9核心板發出 的報警指令將被傳至A1，通過移動通信網發送至車主手機。當車主査詢或修 改車輛狀態時，發送的手機簡訊由Al接收，通過UART接口申請中斷，將指 令傳送到核心板。核心板處理之後執行相應的操作。該模塊提供車載電話的擴 展接口。圖4為二級控制系統接口電路，圖中的16C73為microchip的八位單片 機。其上運行著檢測車輛狀態、執行二級控制並與核心板通訊的程序。 ATMEL330為一 4K flash,用於存儲遙控器的跳碼及車鑰匙的遙控標識信息。 其片選信號與16C73的RA2相連，SK時鐘信號與RA1相連。DIDO與RA0相 連。圖中2003為輸出驅動晶片，其8位輸入端分別與16C73的RB口相連。其 輸出端OUT1通過R18控制工作指示燈閃爍；OUT2輸出到控制繼電器J5的線 圈控制車輛後備箱；OUT3輸出到繼電器Jl控制左前門；OUT4輸出到繼電器 J2控制右前門；OUT5輸出到繼電器J3， J4控制後門。16C73的RC3接D1， 輸出到COM3，控制報警喇叭報警。圖中的COM7為超聲波和振動傳感器接 口。 16C73的TX、 RX分別與核心板的UART2 口的RX2、 TX2相連，實現與 核心板通訊。圖5音頻輸出電路中，U9(UDA1341TS)為音頻轉換晶片。MICCON為麥 克風接口 ， SPEAK CON為耳機接口 。 U9的SYS CLK腳與核心板的91腳CD CLK相連，U9的13腳L3 MOD與核心板的51腳L3MOD相連，U9的14腳 L3 CLOCK與核心板53腳L3 CLOCK相連，U9的15腳L3 DATA與核心板的 52腳L3 DATA相連，U9的18腳DATAO與核心板的89腳IIS—SDI相連，U9 的19腳DATAI與核心板90腳IIS—SDO相連，實現IIS通訊協議，與主機交換 音頻數據。圖6LCD觸控螢幕顯示電路中，J4為LCD即觸控螢幕接口。 J4的35腳與核心 板的117腳TSYP相連，J4的36腳TSXP與核心板的115腳相連，J4的37腳 TSYM與核心板118腳相連，J4的38腳TSXM與核心板的116腳相連，上述 四腳為觸控螢幕接口。 J4的2腳VCLK與核心板的40腳相連；J4的3腳HSYNC 與核心板的44腳相連，該信號為LCD屏的水平同步信號；J4的4腳VSYNC與核心板的45腳相連，為LCD屏的垂直同步信號。J4的6-ll腳與核心板的 81-86腳相連，J4的13-18腳與核心板的72-77腳相連，J4的20-25與核心板的 63-38腳相連，用於傳輸顯示的數據。J4的27腳VM與核心板46腳相連，J4 的32腳與核心板113腳CLKOUT0相連。圖7為SD卡存儲器接口電路中SD card為SD卡插槽。其1腳接10K上拉 電阻，並接到核心板的100腳；2腳接10K上拉電阻，並接到核心板的96腳； 5腳接核心板95腳；7腳DAT0接10K上拉電阻，並接核心板97腳；8腳 DAT1接10K上拉電阻，並接核心板98腳；9腳DAT2接IOK上拉電阻，並接 核心板99腳；IO腳WP接IOK上拉電阻，並接核心板101腳；ll腳WP接 IOK上拉電阻，並接核心板102腳。圖8 USB設備接口電路中，USB COM2為USB從接口 ， J3為USB主接 口。 USBCOM2的2腳接核心板120腳，傳輸USB的低電壓信號；USB COM2的3腳接1.5K上拉電阻，並接到122腳，傳輸USB的高電壓信號。J3 的2腳接1.5K上拉電阻，並串27歐姆電阻接到119腳，傳輸USB低電壓信 號；J3的3腳接1.5K上拉電阻，並串27歐姆電阻接到120腳，傳輸USB高電 壓信號。圖9 GPS車載定位模塊接口電路中，Al為哥白尼Trimble GPS解碼晶片。 J3為GPS天線接口， J3的1腳接C1到A1的3腳，J3的2腳接地，Jl， J2為 跳線，用於系統調試。Al的20腳、21腳分別接1K電阻至核心班175腳 TXDO， Al的22腳、23腳分別接1K電阻至核心班176腳RXD0，通過UART 協議向核心板發送GPS定位數據，並接受核心板的控制命令。圖10-圖20為該發明的流程圖。在總流程中，系統開機之後將檢查主系統 和二級系統是否都工作正常，若正常則進入圖12流程(3)，若不正常，則進一 步檢査二級系統是否正常，若二級系統正常，則使用二級系統的安防功能，判 斷布撤防狀態後進入圖11流程(2)，若二級系統處於非正常狀態則提示故障， 系統無法啟用安防功能。圖ll二級系統工作流程的前提要求是系統處於布防狀態，在此狀態下， 二級系統處理器一旦接收到汽車超聲波、振動及車門傳感器的異常信號，即判 斷該信號是否達到一定的報警條件，若達到條件，則發出聲音報警，當報警時 間達到一定長度時，報警自動停止。若傳感信號沒有達到報警條件，系統將繼 續等待接收新的傳感信號。圖12為主從兩極系統同時工作的流程，同樣要求系統處於布防狀態。當二級系統接收的傳感信號達到報警條件時，二級系統將向中央處理器即ARM 核心板發送報警信息，中央處理器記錄報警數據後將判斷系統是否設置為 GPRS報警。若是，則向車主發送報警簡訊，並等待車主的確認信息。在無確 認的情況下，最多發送三次報警簡訊。若系統收到車主的回覆簡訊，則根據車 主的簡訊指令進行操作，包括査詢車輛地理位置、查詢車輛狀態、解除報警。 而二級系統在向中央處理器發送報警信號的同時也發出一定時長的聲音報警。 車主通過簡訊査詢車輛狀態的流程見圖13。圖13描述GPRS査詢及控制流程。中央處理器接收到車主的GPRS簡訊命 令時，利用實時接收的GPS定位數據和二級系統報警數據，對車主的命令做出 處理和反饋，處理的結果有解除報警、發送車輛地理信息和車輛狀態信息等。圖14、 15、 16描述通過LCD觸控螢幕使用GPS功能的流程。開啟GPS定 位功能後，中央處理器接收實時GPS定位信息，通過數據處理，將車主的當前 位置顯示在電子地圖上。開啟GPS導航功能後，車主利用顯示在LCD觸控螢幕 上的菜單及工具，輸入出發地和目的地，中央處理器通過一定的計算，在LCD 屏幕上向車主顯示路徑導航信息，指引車主開往目的地。開啟GPS周邊查詢功 能後，車主選擇當前位置並輸入所要査找的周邊目的地，中央處理器通過計算 其之間的距離，向車主顯示當前位置與目的地的距離，並可導航至目的地。圖17為通過觸控螢幕使用車載多媒體功能的流程。根據人機界面提示，進 入多媒體菜單後，可從系統自帶的存儲設備或接入USB的外置存儲設備選擇多 媒體文件進行播放。LCD屏顯示圖像信息，車載音響輸出音頻信息。圖18為通過觸控螢幕查詢歷史報警記錄的流程。根據人機界面提示，進入 歷史報警記錄查詢菜單，輸入查詢的日期範圍，系統將搜索該日期範圍內的報 警記錄，並顯示在LCD屏幕上。圖19、 20為數據導出、導入流程。根據人機界面提示，進入數據導出菜 單，查詢或選擇需要導出的數據，指定外置存儲器，將數據導出。導入過程與 此相反，用戶從外置存儲器選擇數據，將其導入到系統中。
權利要求
1、一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於包括中央處理器，GPRS車載簡訊模塊，GPS車載定位模塊，SD卡存儲器，音頻輸出，LCD觸摸顯示，車載多媒體系統，二級控制系統和USB設備；中央處理器分別與GPRS車載簡訊模塊，GPS車載定位模塊，SD卡存儲器，音頻輸出，LCD觸摸顯示，車載多媒體系統，二級控制系統和USB設備連接；所述的二級控制系統分別與檢測振動、超聲波、車門開關、後備箱開關的信號檢測傳感器，報警輸出，車門控制和手持遙控器連接。
2、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的中央處理器包括SAMSUNG2410—ARM9核心板和232接口電路。U4為 串口電平轉換晶片MAX232，其T1IN,R10UT，分別與核心板的RXD0,TXD0 相連。其T10UT,R1IN分別與Tl的3腳和2腳相連。
3、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的GPRS車載簡訊模塊GTM9001 ，其UART接口與核心板的UART1接 口相連，A2為SIM卡插槽。
4、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的二級控制系統電路，16C73為microchip的八位單片機；ATMEL330為 4K flash,其片選信號與16C73的RA2相連，SK時鐘信號與RA1相連，DIDO 與RA0相連；2003為輸出驅動晶片，其8位輸入端分別與16C73的RB 口相 連，其輸出端0UT1通過R18控制工作指示燈閃爍，OUT2輸出到控制繼電器 J5的線圈控制車輛後備箱，OUT3輸出到繼電器Jl控制左前門，OUT4輸出到 繼電器J2控制右前門，OUT5輸出到繼電器J3、 J4控制後門；16C73的RC3 接D1，輸出到COM3，控制報警喇叭報警；COM7為超聲波和振動傳感器接 口 ； TX、 RX分別與核心板的UART2 口的RX2、 TX2相連。
5、 根據權利要求l所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的音頻輸出電路中U9(UDA1341TS)為音頻轉換晶片，MIC CON為麥克風 接口， SPEAK CON為耳機接口， U9的SYSCLK腳與核心板的91腳CDCLK 相連，U9的13腳L3MOD與核心板的51腳L3MOD相連，U9的14腳L3 CLOCK與核心板53腳L3 CLOCK相連，U9的15腳L3 DATA與核心板的52 腳L3 DATA相連，U9的18腳DATAO與核心板的89腳IIS—SDI相連，U9的 19腳DATAI與核心板90腳IIS—SDO相連。
6、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的LCD觸摸顯示電路中，J4為LCD即觸控螢幕接口。 J4的35腳與核心板 的117腳TSYP相連，J4的36腳TSXP與核心板的115腳相連，J4的37腳 TSYM與核心板118腳相連，J4的38腳TSXM與核心板的116腳相連，上述 四腳為觸控螢幕接口， J4的2腳VCLK與核心板的40腳相連；J4的3腳HSYNC 與核心板的44腳相連，該信號為LCD屏的水平同步信號；J4的4腳VSYNC 與核心板的45腳相連，為LCD屏的垂直同步信號；J4的6-ll腳與核心板的 81-86腳相連，J4的13-18腳與核心板的72-77腳相連，J4的20-25與核心板的 63-38腳相連，用於傳輸顯示的數據。J4的27腳VM與核心板46腳相連，J4 的32腳與核心板113腳CLKOUTO相連。
7、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的SD卡存儲器電路中SDcard為SD卡插槽。其1腳接10K上拉電阻，並 接到核心板的100腳；2腳接10K上拉電阻，並接到核心板的96腳；5腳接核 心板95腳；7腳DAT0接IOK上拉電阻，並接核心板97腳；8腳DAT1接 IOK上拉電阻，並接核心板98腳；9腳DAT2接10K上拉電阻，並接核心板 99腳；IO腳WP接IOK上拉電阻，並接核心板101腳；11腳WP接10K上拉 電阻，並接核心板102勝P。
8、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的USB設備接口電路中，USBC0M2為USB從接口， J3為USB主接 口； USBCOM2的2腳接核心板120腳，傳輸USB的低電壓信號；USB COM2的3腳接1.5K上拉電阻，並接到122腳，傳輸USB的高電壓信號；J3 的2腳接1.5K上拉電阻，並串27歐姆電阻接到119腳，傳輸USB低電壓信 號；J3的3腳接1.5K上拉電阻，並串27歐姆電阻接到120腳，傳輸USB高電 壓信號。
9、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的GPS接口電路中，Al為哥白尼Trimble GPS解碼晶片；J3為GPS天線 接口， J3的1腳接C1到A1的3腳，J3的2腳接地，Jl， J2為跳線，用於系統 調試；Al的20腳、21腳分別接1K電阻至核心班175腳TXDO， Al的22腳、 23腳分別接1K電阻至核心班176腳RXDO。
10、 根據權利要求1所述的一種嵌入式汽車安防綜合系統，其特徵在於 所述的手持遙控器為射頻遙控發射器。
全文摘要
本發明公開了一種嵌入式汽車安防綜合系統。其中央處理器分別與GPRS車載簡訊模塊，GPS車載定位模塊，SD卡存儲器，音頻輸出，LCD觸摸顯示，車載多媒體系統，二級控制系統和USB設備連接，用於接收傳感器、GPRS簡訊模塊和GPS定位模塊和車主遙控器的信息，存儲、分析、輸出處理，通過車門控制系統對車輛進行機械控制，或以簡訊或電話的形式給車主發送實時的監控和報警信息。車載多媒體系統具備顯示、播放mp3、mp4媒體文件、搜索等功能。通過全方位監控車輛狀態，實時通訊，使車輛始終處於車主的監控範圍之內。二級控制系統可脫離核心控制器獨立工作，保證了車輛在局部功能受損或受限情況下仍能完成基本的安防功能。
文檔編號H05K11/00GK101232801SQ20071016474
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月12日 優先權日2007年12月12日
發明者萬益冬, 許意如 申請人:杭州維一科技有限公司