汽车电子防盗跟踪系统工作原理及应用

1 引言

目前，汽车被盗的情况时有发生，给车辆导航的也是借助于GPS 的定位显示器，它只需接收24颗地球同步卫星中的两颗以上(越多越精确)就可以显示出当前车辆的位置，但它只能接受信息而没有发射功能，故对于防盗没有作用。本设备使用简便，闭合W1，车主便可离开汽车;回来时，断开W1。在驾驶过程中被劫持，闭合W2 就可。而且成本低廉，而且也无需交纳各种报警费用，很适合中低档汽车安装。

2 工作原理

熟悉手机的人，都知道手机有定位功能，将规定的字母发送至特定的号码，便可以获得短信的回复，告知你当前所处的位置。当然，它是通过移动通信网络这个平台来实现的。

对移动通信平台而言，规定的字母是：ZJ;特定的号码是：05058。也即将ZJ 字母发送至05058 时，便可以获得移动通信网络送回的短信，告知你当前的位置信息。这种位置信息通常是以极坐标的方式(ρ，θ)，它是以附近的一座着名的建筑物为极点，再以你当今位置与极点的距离为矢径ρ，并告知矢径的方向θ来进行定位的。如何利用移动通信网络来实现汽车的定位功能?图1 给出了该技术的工作示意图。

它是由汽车跟踪处理器、车主手机等，再利用移动通信网络平台等构成的系统。其核心部分是装在汽车内的一个“汽车跟踪处理器”，该处理器由一台手机、一个单片机、振动传感器等等构成。通常传感器不工作，当车主离开汽车时，传感器开始工作，此时，如有盗贼动汽车，传感器输出信号使单片机系统工作，并将ZJ 字母通过报警手机发送到移动通信网络的05058，并获得移动网络回送的该汽车的位置信息。然后由单片机控制，将该位置信息通过移动网络再发送至车主的手机，由此可见，不管车主在何位置，都能了解汽车的实际位置。当盗贼开动汽车时，汽车跟踪处理器会定时(一分钟至一分半钟)地重复前面的过程，将当前汽车的位置一一告知车主，起到了一个位置跟踪的作用。

若车主在开车的过程中被盗贼劫持，只需来一个不起眼的小动作，按动一个隐藏的小开关，就能使汽车跟踪处理器定时地重复上述过程，当然，位置信息的接受者不是车主本人，而是自己的亲朋戚友(如向110 求救，则需由亲朋戚友的手机转发，因目前110 还没有接收短信的功能)!使他们了解自己的去向，赢得最短的营救时间。

3 硬件设计

这里的硬件设计是指“汽车跟踪处理器”的设计，主要部分是其中的单片机系统。图2给出了硬件设计简图。单片机采用当前最流行的最廉价的小体积(20 脚)的AT89C2051。

当车主离开汽车时，应按闭合工作开关W1。当车主被劫持时，应闭合劫持报警W2。这两个开关应装在比较隐蔽但手容易触摸到的地方。AT89C2051 的P1 口(P10—P17)的八个脚分别用来控制A1—A8 八个光电耦合器的通断(脚低电平时导通)，采用光耦的好处是能起到电路之间的隔离作用，因手机键盘的电平与单片机系统的电平并不相同。单片机系统初始化时，各输入输出脚(P10—P17, P30—P33 等)均呈高电平。振动传感器不工作时输出高电平，单片机不工作;当汽车被盗时，传感器输出低电平，触发单片机工作。通过P10—P17控制A1—A8 导致K1—K8 分别通断，模拟报警手机的一系列的按键动作，完成整个报警过程。

报警手机的听筒必须断开，以防盗车贼听到。但它的输出信号还必须保留，并将其输入到R3、9013，作为移动通信网络回送位置信息的提示信号。IC 的P32 脚原为高电平，当出现提示时，变为低电平，于是单片机控制报警手机将位置信息发送出去(车主手机、朋友手机或转发110 等)。

报警手机虽有19 个键，但我们只用8 个。见图3 中的标上了K1—K8 的键，每个键接入对应的两根线。因报警手机可以采用多种款式，故具体的键盘排列及各键的功能并不相同，使用时应区别对待，当然，程序的编制也有所不同，这点尤应注意。我们采用的手机是一种最便宜的手机(波导：BiRD_ S1160)，手机本身不要钱，交500 元作话费即可。该手机的每个键均有多种功能，如K1 能编发短信等;K2 能进入预置电话本;K3 能关机、倒退等;K4、K5 可上翻下翻等;K6 开机、确认等;K7、K8 能键入“ZJ”字母等。限于篇幅，不能详尽，可参考BiRD_S1160 使用说明书。

图4 给出了汽车跟踪处理器电源供电图。它由汽车上的蓄电池分两次降压后供给，先由7805稳压成5V 供给单片机系统，再由两个二极管降为3.6V 供给报警手机。

由报警手机、单片机、振动传感器、电源供电器等构成的“汽车跟踪处理器”应该放置在汽车内部比较隐蔽的地方。报警手机的这种连接，并不防碍手机的原有性能和使用。报警手机在使用前，应在手机内的电话本上先按顺序预置三个电话号码： 1：车主电话，先存储车主姓名，再存储车主的电话号码;2：位置信息，先存储中文“位置信息”，再存储05058;3：报警电话，先存储“救!AX-33445”(后面字母及数字为汽车牌照号)，再存储朋友电话号码。到时只需进入该电话本选用就行。不同的手机功能键的使用也不相同，本手机的使用详情可参考BiRD_S1160 使用说明书。

4 软件设计

本机的程序固化在AT89C2051 内，主要是用来模拟报警手机的按键过程。图5 给出了汽车跟踪处理器的软件框图。

在接通电源开关W0 后，程序在不断地检查按键W1、W2 是否闭合?若W1 闭合，则进入汽车防盗系统，报警手机进入待机界面，并删除原有全部短信，以免造成错误的短信输出。

A 然后检查振动传感器是否有输出?(是否盗车?)，没有就循环等待，如有则按动K7、K8, 键入ZJ 两字母，并将其发送至05058。再次删除全部短信，等待移动通信回送的位置信息(实际上是在检查IC 的P32 是否出现低电平。如有回信，则报警手机听筒输出高电平，P32 呈低电平)。再将位置信息转发给车主。然后再返回，进行下一次的发送，间隔约一分半钟。

W1 按下延时3 分钟是留给车主离开汽车时用的，否则，一按下W1 就会引起报警。

若车主被劫持，闭合W2 就可以完成报警，过程与前者近似，只是不用振动传感器，而位置信息是发送给朋友或转发110。

5 结语

在向朋友报警时，可以采用短信目录或短信内容两种方式。

采用前者简单，但字数受到严格限制。它是将“救!AX-33445”写入电话本的人名处，在对应的号码处再填入朋友手机号码。当它发送到朋友手机时，对方首先会看到短信的条目“救!AX-33445”。便可以采取营救行动;也可由朋友手机转发110，不断地告知被劫车辆的牌照号和实际位置，由110出动营救。

采用短信内容方式比较复杂，它不可以编写好求救的短信先存储起来，使用时再调用，因为手机经常会收到一些乱七八糟的短信，而且会打乱原有的次序，手机没有区分这些短信的功能， 故只能在发送时临时编写，这样就需要更多的按键才行，导致硬件复杂，程序编制过程繁琐。

本设备自动化程度高，使用简便，闭合W1，车主便可离开汽车;回来时，断开W1。在驾驶过程中被劫持，闭合W2 就可。而且成本低廉，而且也无需交纳各种报警费用，很适合中低档汽车安装。