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一种基于时间触发模式的汽车防盗系统的设计 王劲松 北京邮电大学电信工程学院，北京 (100876) E-mail：urika.bupt@ 摘 要：本文提出一种基于GPRS 无线模块和51 单片机的汽车防盗系统的设计实现方案。 在软件设计过程中使用了时间触发软件模式，同时兼顾对于事件信息的处理。利用 GPRS 短信模块，该系统能完成可靠的实时监控和报警，达到防盗的功能。 关键词：汽车防盗，GPRS ，时间触发模式 1．引言 目前防盗器市场的主流产品是电子式防盗器：包括插片式、按键式和遥控式等，它主要 是靠锁定点火或起动来达到防盗的目的，同时具有防盗和声音报警功能。又分为单向防盗器 和双向防盗器，这两种防盗器都是车主通过遥控器来控制汽车，双向防盗器可以把车辆的真 实状况反馈给车主。 GPS 汽车防盗器依托全球定位系统，它将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到 报警中心。由于车主不能直接控制车辆，价格和使用费用较高，使其推广应用受到很大限制， 目前还没有普遍使用。GSM 汽车双向防盗器是网络式防盗器的后起之秀，它依托全球GSM 网络，车主可直接通过手机接受报警和控制车辆，性能价格比较好，它代表着汽车防盗器的 发展趋势，自推出以来收到客户的青睐。 本文提出的汽车嵌入式车载防盗系统属于GSM 防盗系统，没有采用昂贵的GPS 模块， CPU 采用了C51 单片机，市场价格低廉，经过多年工业应用，稳定可靠，具有很高的性价 [1] 比 。 2 ．时间触发模式 电子控制系统一般都是实时系统，常需要处理许多并发事件的输入数据。这些事件的到 来次序和几率通常都是不可预测的，而且还要求系统必须在事先设定好的时限内作出响应。 对于如何控制系统的复杂行为，普遍采用的是事件触发方案，即系统的所有行为响应外部事 件而执行。然而，中断丢失与事件触发系统的开销是人们经常忽略的问题。为了满足安全， 低成本及程序尽可能简单等苛刻要求，电子控制系统的开发最终走向事件触发结构。事件触 发意味着所有的采样输入，计算输出结果等相关的动作在预定的时间前执行，因而能保证准 确的调度时间。 时间触发模式是一种利用MCU 的硬件定时器产生的时标信号对多任务进行调度的嵌入 -1- 式软件模式，它可以应用于8 位51 系列单片机上。时间触发模式可以将控制精度控制在毫 秒级，很适合于实时控制系统。在时间触发嵌入式系统中，设计人员能够通过仔细安排可控 的顺序，保证一次只处理一个事件。除了能够提高可靠性之外，时间触发模式中对于存储器 及CPU 资源的占用很少，即使在小型嵌入式系统中采用这种系统结构，也能从中获益。[2] 时间触发合作式调度器通常通过一个定时器硬件定时器来实现，多有的任务都是时间触 发的，这也意味着出了定时器中断以外，没有其他形式的中断。硬件定时器将被设置为产生 一个周期中断信号，这个周期中断信号频率可以到1KMz。 时间触发合作调度器的主要功能就是唤醒预先确定好时间执行的任务。在工作期间，调 度器检查静态的任务链表，根据任务的周期判断是否有任务需要执行。如果有则立即执行任 务；任务执行完后继续检查任务链表，重复上一个过程。完成链表检查后，CPU 可以进入 休眠状态，等待下一个时钟节拍的到来。其任务调度机制如图 1 所示。由于合作式调度器能 保证在同一时刻，系统中只有一个任务被触发，而且在任何时刻系统中都可以保证有任务在 执行。这样，系统的使用效率得到了提高。 合作式调度器可靠且可预测的主要原因式在任何时刻只有一个任务是活动的，这个任务 运行直到完成，然后把CPU 的控制权交给调度器。如果采用抢占式调度，有多个活动任务 执行“上下文切换”和“关键段保护”等将增加系统的开销。许多研究表明，相对于抢占式调度 器，合作式调度器具有很多优点。文献[2]指出与抢占式替代方案相比，合作式调度有以下优 点：简单，可减小系统开销，容易测试等。 关于调度器的具体实现请参见文献[2] 。 3 ．系统概述 3.1 系统功能分析和状态转移图 经过需求分析，我们定义了系统应该实现的