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一种智能的汽车防盗系统
Pritpal Singh, Tanjot Sethi, Bibhuti Bhusan Biswal, and Sujit Kumar Pattanayak
摘要—抽象安全性，尤其是在普通停车场的车辆被盗安全问题已成为人们关注的问题。利用与全球定位系统（GPS）和全球移动通信系统（GSM）集成的嵌入式系统，实现了一种高效的汽车防盗系统。此系统的目的是设计和开发一种智能防盗系统，该系统使用GPS和GSM系统来防止盗窃，并确定车辆位置。系统包括GPS模块、GSM调制解调器、红外传感器、DTMF解码器IC MT8870DE、8051微控制器、继电器开关、震动传感器和喷漆高压网。GPS系统跟踪车辆当前的位置，有两种跟踪方式，一种是在线跟踪，另一种是离线跟踪。由于GPS系统只能从卫星接收车辆位置信息，因此车辆中还安装了GSM系统，用于向车主发送信息。如果发生事故，系统会自动向相关人员发送警报信息。并且在发动机中安装了发动机点火切断、供油切断、触电系统（安装在方向盘上）和喷漆系统等预防措施，以便车主可以在短信息的帮助下锁定或解锁车辆。整个系统的设计考虑到了低档车辆的安全性。
索引术语：全球定位系统（GPS），全球移动通信系统（GSM），微控制器8051，跟踪。
一、引言
如今，车辆抢劫案件比以往任何时候都要多，所以给车辆一个极好的安全保障就变得非常重要，尤其是给车辆一个坚实的防盗装置。而车辆焦点锁定框架就能确保您的车辆免受各种类型的盗窃的影响。它是一款车辆安全装置，目的是为您的车辆提供极好的安全保障。然而，这一框架还未能证明在发生盗窃事件时能对您的车辆提供周全的保护。因此，诞生了一个利用围绕GSM进行创新的插入式框架。在车辆防盗系统中添加了新创建的框架，所以现在无论您是单辆车的持有者还是超过1000辆车的拥有者，车辆跟踪系统（VTS）都可以为您的所有车辆提供定位、跟踪和保护。此系统旨在准确、持续地跟踪和报告您的车辆，无论其放置在何处。车辆跟踪框架中各高效GPS单元的结合使这些设备能够在不同的情况下工作，例如，险峻峡谷、城郊沟壑或大量树叶覆盖下。系统工作的范围十分广泛。目前，安装了全球定位系统的车辆的安全出行都得到了保障。这种车辆作为反盗窃和打捞工具也是符合客户用车条例的。车辆管理者或警察在使用此框架下作出标志之后，将被盗车辆平行放置，有效降低了被盗车辆的汽车行驶率。因为在更换电机后，未经观察者同意，发动机不能重新启动。该框架最初由四轮车引入，但是被海军部队管理人员大量运用，用于舰队管理能力、指挥、发射、准备和安全。由该框架也衍生出不少应用程序，包括监护人观察青少年司机的驾驶情况等。在消费者选购车辆的时候，车辆遵循框架被当做是一种防盗和回收的装置。一旦发现盗窃发生，框架会将短信息发送给车辆持有者。在车辆管理者将短信息发送到附加在控制器上的GSM调制解调器后，会发出警告消息以阻止抢劫。本次测试工作的重点是勾勒和建立一个精明而强有力的车辆安全框架，以避免抢劫并提供有关事故的数据。目前利用GPS和GSM的创新，这个项目正在作为一种使用在车辆上甚至是自行车上的的舒适设备而被开发。
二、简要回顾
在以往的许多研究工作中，作者对各种项目中使用的电路给出了一些分析观点，全球定位系统（GPS）通常被用作全球导航卫星系统，用于定位车辆，并在车辆被盗时停止车辆，并且将包含纬度、经度和速度的位置信息以短信的形式发送给车主，同时也可以使用谷歌地图通过互联网追踪车辆位置。车辆防盗系统已经取得了一些进展，其中一些进展如下：Joshi和Mahajan使用ARM7微控制器、GSM和GPS模块以及加速度计和温度传感器，GPS和GSM模块用于跟踪车辆区域。额外的部分包括加速度计，它包含提供低通滤波器的MEMS传感器，基本上用于振动检测、方向检测和抽头检测。另外，温度传感器的使用也是以特定的目标进行的，目的是获取车辆发动机温度，该温度在传感器量化后变化为电信号。Al-Khedher开发了一个混合GPS-GSM车辆跟踪系统的定位系统，该系统描述了一个整合的GPS-GSM框架，用于使用Google Earth应用程序跟踪车辆。而远程模块部分，通过在移动车辆上安装一个GPS，以识别其当前位置，并由GSM以车辆信息端口获取的不同参数作为短信息交换给受益者站。利用卡尔曼滤波器对接收到的GPS方向或坐标进行筛选，以提高测量位置的精度。经过信息处理后，使用谷歌地球应用程序查看每辆车所在的当前区域和状态。基于RFID、GPS和GSM的安全系统巩固了车辆中电子设备的建立，并合理规划了机器编程，使组织能够跟踪车辆所在区域。当汽车拍到使用者的照片时，他/她需要交换RFID卡，微控制器将RFID卡号与其数据库记录进行匹配，并通过GSM模块将代表的身份证、出租车身份证和出租车位置坐标发送给组织单元。GSM调制解调器将通过组织单元中的GSM模块接收消息。如果工作者在某一个问题上提早结束了自己的工作，该框架就会抓住这个机会，微控制器将区分活动并向GSM发送信号，信号将被组织单元和警察一起处理。Wankhade和Dahad已经说明了汽车防盗控制框架的配置和先进性，该框架正用于预测和控制车辆抢劫。创建的框架使用了一个围绕全球移动通信（GSM）工程系统的嵌入式框架。在车辆中引入了计划和创建的框架。另一种便携式接口与微控制器相关联，微控制器与发动机相连。一旦车辆被盗，车辆管理者将利用这些数据进行进一步处理。数据被传送到作为SMS的焦点处理保护框架，微控制器单元仔细阅读SMS并将其发送到全球定位系统（GPS）模块，利用三角测量系统，GPS模块将精确的区域以范围和经度以满足到客户的多功能需求。Shaikh等人描述了基于ARM7的智能汽车安全系统，此项目的主要工作是提供一个由人脸检测子系统、GPS模块、GSM模块和控制级组成的汽车开发安全框架。人脸定位子系统能够在无人驾驶的情况下发现车内的人脸，并能发出大声或无声的警报。备用模块将重要数据传输给客户，并在车辆丢失时帮助持续关注车辆。这个框架模型基于一个插入的阶段arm7，它控制所有的过程。Jian Ming等人描述了使用GSM和GPS模块的车辆防盗框架，该框架是利用C8051F120单片机快速混合排序，利用振动传感器发现被盗车辆。该框架通过GSM模块与汽车保持架保持接触，保证了汽车的安全性和可靠性。Kaushik等人描述了一个防盗车辆安全框架，该框架计划允许在个人的手指印与框架中放置的指纹匹配的情况下进入车辆。相关东西将在matlab中进行，结果将在LCD上显示。一旦有通过非法途径接近车辆机会，车辆燃油箱将通过继电器电路用螺栓固定，以便在任何情况下，油箱未加满而未经批准的个人将再也无法为油箱加油。Ibrahim等人描述了一种对防盗安全框架的对敌，该框架使用已安装的框架轮廓和双音多频（DTMF）以及GSM来屏蔽汽车。它保护汽车或其他类型的载具免遭盗窃。一旦启动，它自然地连上接地的汽车，通过从汽车电池分离点火电源。在试图通过车门或行李箱进行盗窃时，系统向车主发送文本信息，同时启动警报。Nagaraja等人描述了一个基于GSM的汽车抢劫控制框架的概述和改进。创建的框架利用了一个围绕GSM创新的插入框架。连接移动或GSM调制解调器的接口与微控制器相关联，微控制器通过继电器与发动机相连。如果车辆被盗，数据将发送给车主，表明有人偷了他的车辆。之后，用户或用户将通过传输或中继将信息发送到与电机点火连接的GSM调制解调器或移动设备，以关闭发动机。Rashed等人描述了一种基于GPS的跟踪系统，该系统基于手机短信系统跟踪车辆的位置及其速度。系统能够对速度和位置发送实时文本警报。当前位置可以锁定，如果车辆从当前锁定位置移动，系统将向车主发出警报。每一小时，GSM调制解调器或移动设备将以纬度、经度和速度以信息的形式向用户发送位置信息。车主或用户只需将Stop信息发送到连接到电路板的GSM调制解调器或移动设备，即可控制或停止车辆。收到该信息后，点火系统将关闭。
三、硬件说明
A.GSM模块
一种智能防盗车辆安全系统（图1）由GSM模块、GPS模块、8051微控制器、红外传感器、DTMF解码器IC MT870DE、继电器、喷漆和高压网组成。硬件设计分为GSM和GPS两部分。主电路分为两个电路，一个是利用红外传感器检测小偷的动作，另一个是DTMF音频解码，用于打开/关闭继电器。Bock图（图2），当窃贼试图解锁汽车时，放在车门附近的红外传感器将感应到运动或移动，并将信号发送给8051微控制器。与触发电路相连的微控制器将触发信号发送给继电器。继电器通过耳机连接到GSM手机。微控制器将向GSM移动发送三次触发信号，并呼叫用户，通知用户有人试图解锁车辆。第二部分是用继电器控制或切换发动机点火、供油、触电网和挡风玻璃喷漆等不同系统。继电器由GSM移动和DTMF音频解码器控制。DTMF的语调模式是由电路mt8870de IC提供检测和解码。此电路检测电话线的拨号音，并解码遥控电话上按下的键盘。我们拿起话机时听到的拨号音是呼叫双音多频，简称DTMF。之所以叫这个名字，是因为我们在电话里听到的音调实际上是由两种不同的频率音调组成的，因此我们称之为双音。DTMF音是拨号器和电话交换机之间单向通信的一种形式。完整的通信由音频发生器和音频解码器组成。这里我们使用的是ICMT8870DE，它是将输入拨号音解码为5个数字输出。这些数字位可以是计算机或微控制器的接口，以便进一步应用。每个键盘号码都有特定的频率范围（图3），将由DTMF解码器电路进行解码。根据点火切断、燃料供应切断、挡风玻璃喷漆和电击网等系统，将增加控制继电器的数量。电路中有四个继电器，每个继电器控制预防系统，如发动机点火切断。
车主将向车内的GSM手机发送DTMF音。DTMF音将使用IC MT8870DE进行解码，该IC MT8870DE将控制继电器以激活安全系统。例如，移动键盘上的数字1被指定为发动机点火切断，按下移动电话键盘上的数字1，DTMF解码器将解码键盘音调频率，微控制器将根据微控制器中的程序烧毁开关继电器。安全系统的机制如图4所示。每当有人试图解锁车辆时，安装在车辆中的安全部件会通过GSM调制解调器或GSM移动设备向车辆所有者发送信号。然后，车主尝试通过调用一个预先定义的号码与车内的安全系统建立连接。一旦建立了连接，车主可以根据自己的判断选择发动机点火切断、燃油供应切断、挡风玻璃喷漆系统和电击系统四种操作之一，以防止车辆被盗，为控制不同的系统分配了每个键盘编号。在移动用户按下1时发动机点火将切断，在按下2的时候燃料供应系统将被切断，3时，提供在方向盘上的电击系统将被激活，这将给小偷带来震撼，并且在按压4的时候挡风玻璃的喷漆系统将被激活，使得小偷不能驾驶车辆。整个工作模型包括GPS和GSM系统，如图5所示。图6示出了用于解码DTMF音调的完整电路布局，通过继电器控制进一步控制诸如发动机点火切断、燃料供应切断、挡风玻璃喷漆系统和电击系统等预防性系统。窃贼动作检测电路图如图7所示。电路中使用的主要元件是微控制器8051和红外传感器。
图1-防盗系统结构
。
图2-探测小偷移动的方框图
图3-DTMF键盘频率
图4-使用DTMF解码器电路和继电器切换不同系统的框图
图5-车辆的GPS和GSM系统
图6-使用DIP跟踪A（DTMF解码器IC MT8870DE）的DTMF音频解码电路布局
图7-GSM移动A（8051微控制器）、B（红外传感器）和C（继电器）感应运动和触发电路图
B.GPS模块
全球定位系统（GPS）是一个太空卫星路线框架，它提供了所有气候条件下的区域和时间数据，在地球上或靠近地球的任何地方，有一条到四个或更多GPS卫星的不受阻碍的可观测路径。该框架为军事、公共和商业客户提供了尽可能广泛的基本能力。它是由美国政府持有的，并且不受限制地向任何拥有GPS接收器的人开放。
GPS接收器（图8）通过高出地球的GPS卫星发送的信号来计算精确定时其位置。每颗卫星持续传输的信息包括：信息传输时间和信息传输时的卫星位置。接收器利用接收到的信息确定每条信息的传输时间，并使用光速计算到每个卫星的距离。这些距离和卫星的位置定义了一个球体。当距离和卫星位置正确时，接收器位于每个球体的表面。这些距离和卫星位置用于使用导航方程计算接收器的位置。然后显示该位置，可能带有移动地图显示或经纬度；可能包含高程信息。许多GPS单元显示从位置变化计算得出的方向和速度等衍生信息。在典型的GPS操作中，必须能看到四颗或更多的卫星才能获得准确的结果。GPS跟踪装置是一种使用全球定位系统来确定车辆、人员或与其相连的其他资产的精确位置并定期记录资产位置的装置。记录的位置数据可以存储在跟踪单元内，也可以使用嵌入在跟踪单元内的蜂窝（GPRS或SMS）、无线电或卫星调制解调器传输到中央位置数据库或互联网连接的PC。
图8- GPS跟踪系统框图
这允许资产的位置在地图背景下实时显示，或在以后使用GPS跟踪软件分析轨迹时显示。系统中使用的GPS接收机的完整规格如表一所示。
四、结果与讨论
基于在线的跟踪框架是一个计划加入一些现代数据和通信技术的框架。该框架包括车载以下小工具：一个焦点服务器框架和基于Web的应用程序。通过该框架，客户将能够以图形方式观察该区域以及车辆的其他重要数据。这一框架旨在为企业提供无限数量的车辆和复杂的使用前提。在线框架通过创建的Web应用程序安装谷歌地图和与数据库服务器的接口，使客户能够在指南上扫描区域轨迹，从而跟踪车辆的细微元素。利用基于在线的框架，客户可以通过不同的工作框架阶段，通过Web访问有效地实现所需的细微元素。图9展示了一个通用的基于在线的车辆跟踪框架的概要。该区域由卫星获取，利用通过GPRS发送的GPS接收机区域协调，GSM系统将数据作为HTTP包传递给目标服务器。此外，客户还可以通过网络阅读电子指南上的跟踪，利用网站上的理性组合Web应用程序。客户可以在需要体验Web应用程序的地方发现终
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