关键词：GSM模块、单片机、GPS模块、摄像头模块、传感器模块
一、系统各模块基本理论知识
系统总体主要由GSM模块、GPS接收机模块、单片机控制电路、传感器报警电路、摄像头模块和电源电路六部分组成。传感器报警模块监测车辆的异常情况；摄像头模块对车内情况进行实时记录；GPS模块定位并发送定位数据；单片机控制电路在检测出异常的情况下对GPS定位数据进行采集接收并分析；GSM模块在单片机的控制下收发短信。
（一）传感器模块
本系统使用热释电红外传感器器件，监测车体振动和人体生物信息等信息，获取汽车防盗所需的足够信息，最大程度地消除信息的不确定性，提高报警的可靠性。当红外传感器检测到车内出现异常情况时，与单片机连接的管脚输出信号，单片机检测到该信号并进行下一步控制。
（二）摄像头模块
ALIENTEK ATK-OV2640摄像头模块，采用1/4寸的OV2640百万高清CMOS传感器制作，具有高灵敏度、高灵活性、支持JPEG输出等特点。并且可支持曝光、白平衡、色度、饱和度、对比度等众多参数设置，支持JPEG/RGB565格式输出，可以满足不同场合需求。
（三）GSM模块 GPRS模块
采用GSM/GPRS A6—module 4射频模块，包括 850,900,1800,1900MHZ。GPRS模块可实现TTL串口通讯转为GPRS无线通讯的模块。利用手机SIM卡和运营商的GPRS网络提供无线长距离数据传输功能。支持中国移动、中国联通的2G 以及全球的GSM网络；支持语音通话、SMS 短信。用GPRS模块的设备可以在无网络、无WIFI的野外环境下，与服务器进行数据交互。能实现透明传输，可以把要传输的内容完好传给设定好的服务器。
（四）GPS模块
采用VK2828U7G5LF微型ublox定位芯片。其定位性能：水平位置精度：< 2 . 5 m[ A u t o n o m o u s ] [ 5 0 % ] ，信号强度为-130Db，有6个可用卫星，受时精度为30ns，最大速度为500m/s。其内部有可充电电池，可以保存星历数据，便于快速定位。
（五）单片机模块
使用STM32F407单片机。STM32F407含有SD卡接口，有了该接口，开发板就相当于拥一个大容量的外部存储器不但可以用来提供数据也以用来存储数据，使得开发板可完成更多的功能。开发板带有红外与温度传感器的连接口，带有接收头和 DS18B20 DS18B20 DS18B20 的接口，但是并没有将这两个器件直挂在 IO口上，而是通过跳线帽来连接以防止在不使用这两器件的时候，它们对 IO口产生干扰。该单片机含有标准的38K红外信号接收头，故可以实现红外遥控器控制该开发板。
三、设计的主体内容
（一）系统结构的设计
系统总体结构设计图如图3-1所示：
图3-1 系统总体结构图
（二）车辆实时信息监控
当车主离开车辆时，通过遥控器发送锁车命令，单片机相应的I/O端口接收到该命令后，启动所有模块进入监视车辆状态。当安装在车内的红外传感器检测到有人入侵，即入侵者身体的某一部分进入车内时，红外传感器与单片机连接的管脚产生一个信号，单片机检测到该信号后，通知摄像头模块进行拍照，同时利用GSM模块给车主打电话，告知车主有人入侵车辆，摄像头模块将拍摄到的图片存入到SD卡中。
（三）采集入侵车辆的信息
我们把入侵分为两种情况：
第一种情况：若入侵者只是偷窃车内物品，车主不但可以通过电话得知车辆有入侵者，还可查看通过摄像头在SD卡中存储的图片，获取盗窃者的相貌特征等信息，帮助警察追捕盗窃者，及时追回财物。
第二种情况：若盗窃者以非法手段打开车门，并发动引擎，即实施偷车行为，则此时启动GPS模块，对车辆进行实时位置监控，获取车辆位置信息，及时追踪车辆。
第三种情况具体实现采集入侵车辆信息的步骤：GSM模块中装有手机卡，可实现收发短信，打电话的功能。GPS模块将车辆的位置信息发送给单片机，然后单片机将该信息传递至GSM模块，GSM模块再将该信息以短信形式发送到车主手机上，车主即可获得车辆的位置信息。
（四）采集到的信息与用户交互
车主若想进一步获知盗窃者信息，可将指定服务器的IP地址和端口号发送给GSM模块，即其中安装的手机卡上，GSM模块再将该IP地址和端口号发送给单片机，单片机进行处理后通知GSM连接该服务器，通信过程中采用的协议是TCP/IP协议。若GSM模块成功连接该服务器，则返回“OK”信息并通知单片机发送图片。单片机从SD卡中读取图片信息，调用GSM的网络模块发送该图片的源文件给服务器，服务器接收到该源文件之后，车主可通过服务器查看。若未看到盗窃者相貌特征，则车主给GSM模块发送提示需要再次发送图片，直至可清楚看到其体貌特征为止。
四、创新点与项目特色
综合运用嵌入式技术、GPS定位技术、传感器技术及摄像头模块等，可实时获取定位信息及拍摄信息，并以智能手机为控制平台，为车辆提供多重保护。
可实现实时传输，通过GSM网络，将车内信息实时传送至智能手机终端，车主可第一时间了解车辆动态，且可通过服务器进一步查看车内情况，多种措施相结合，大大降低车主损失。
参考文献：
[1] 陈承贵，罗克露. 基于嵌人式汽车智能防盗系统研究 [M]. 北京：机械工业出版社，2001.4
[2] 陆小锋. GPRS与GPS在汽车信息服务系统中的设计应用2005,21(3):188-189.
[3] Samsung Electronics CO.,Ltd.S3C2410X 32-Bit RISC micropro-cessor user' s manual[ol].2003.
[4] Zhaofe, Zhang Tao, Zhou Weidong. Laser profiling system for on-line measurement of superfine surfaces [J].Ap-p10pt, 2002,41 (1) :125-129.
[5] Krishna R Narayanan，Ibrahim Altunbes. Design of SerialConcatenated MSK Schemes Basedon Density Evolution[J].IEEE Transactions on Communications , 2003，51(8):112一122.
[6] 蔚承英 著. 基于GPRS和嵌人式计算机的远程监控系统研究〔耳无线通信技术，2007,16(4):47-48.
[7] 熊茂华，杨震伦. ARM9嵌人式系统设计与开发应用[M].北京清华大学出版社，,2008:69-76. [8] …
[8] 赵亮 等著 单片机C语言编程与实例「M] .北京:人民邮电出版社，2003:56-101.
论文作者:李家腾 秦善萌
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/10/11
标签：模块论文; 单片机论文; 信息论文; 车辆论文; 车主论文; 摄像头论文; 车内论文; 《科技中国》2017年7期论文;