基于多传感器融合及GSM的汽车智能语音报警器.docVIP

PAGE PAGE 2 . Word文档 基于多传感器融合及GSM的汽车智能语音报警器 摘 要 本文利用多传感器信息融合理论在监测领域的优势，以及GSM数字蜂窝移动通信网远程报警控制在报警执行方面的优势的基础上，研制了基于多传感器信息融合及GSM的汽车防盗系统。利用多传感器信息融合技术构建了构建了汽车防盗系统的结构模型，以GSM的话音业务与SMS短消息业务为报警执行的主要功能。以ATMEGA16作为系统的MCU。 测试结果表明，本汽车防盗系统能够较为准确地进行汽车防盗预警，降低了误报警率，可以对车辆进行远程监控和定位，具有防盗、防劫、跟踪、定位、遥控等多种功能，并具有经济、环保的特点。 关键词：汽车防盗 信息融合 传感器 ATMEGA16 GSM远程控制 SMS 话音业务 绪 论 1.1汽车安防产品现状概述 随着我国改革开放，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分，而车辆被盗的数量也逐年上升。国际上通行的汽车防盗核心是防止“汽车整车”被盗，也就是说汽车防盗器就是一种安装在车上，用来增加盗车难度，延长盗车时间的装置。 1.2汽车防盗系统的设计思想 采用多传感器信息融合技术的汽车防盗系统，选择多种适于汽车防盗的传感器件构成系统的监测模块：由于监测模块可以充分利用多种传感器在性能上的差异性与互补性、以及多个同类而不同位置的传感器在空间上的差异性，使得其收集来的来自各个传感器的传感信息极具针对性；在获得传感信息后，监测模块将采集到的信息送至MCU，MCU利用数据融合的方式进行数据分析，以判定汽车的状态。 另外，在防盗系统确定汽车处于遇警状况后，MCU采用直接阻断汽车发动机的点火电路的方法使汽车无法开动。同时，报警系统立即通过GSM手机模块进行拨号报警、通过语音模块向车主传达报警信息、同时由DTMF解码模块识别车主的操作、监听/控制现场、以及报警短信的传送。这样，不但能够做到报警及时，也消除了噪声扰民现象的发生。 2.多传感器信息融合汽车防盗系统的模型构建 多传感器信息融合是指协同使用多种传感器，并将各种传感信息有效地结合起来，形成高性能感知系统来获取对环境的一致性描述的过程。它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势，来提高整个传感系统的有效性。 本防盗系统将警报划分为“整车搬运”、“车体破坏”、“非法开启”三个等级。微波多普勒传感器为第一级监测器件，作为其它传感器件的触发器件使用。加速度传感器与霍尔传感器作为第二级监测器件 。利用三个传感器进行融合报警。 “整车搬运”和“车体破坏”这两个警报等级的融合判决模型如图2．1： 车况异常现象U2=U0U2 车况异常现象 U2=U0 U2 U1 距离检测 S1 S1 报警倾斜振动检测 报警 倾斜振动检测 图2.1 倾角检测与振动检测串行结构图 警报等级“非法开启”的融合判决模型如图2.2所示： 车况异常现象S1距离检测 车况异常现象 S1 距离检测 报警开关检测 报警 开关检测 U1U2 U1 U2 图2.2 霍尔器件检测串行结构图 以上即为多传感器信息融合的汽车防盗系统的信息融合模型，在此基础之上就可以对系统的各个模块进行细化设计，以完成系统的整个功能。 由于传感器数据缺乏先验信息，具有未知性和不确定性，并且各种不同类型的传感器在系统中的可信度及作用各不相同，故采用加权的D-S(Dempster-Shafer)证据理论进行信息融合处理。 汽车防盗系统的硬件设计 3.1系统总体方案 基于多传感器信息融合技术及GSM的汽车防盗系统总体硬件体系结构图如图3.1所示。主要包括监测模块、中央处理模块、GSM手机模块、TDMF解码模块、报警执行模块等部分。 GSM手机模块语音模块 GSM手机 模块 语音 模块 扬声器 扬声器 遥控/报警接收 遥控/ 报警 接收 器 遥控器 遥控器 DTMF解码RS232 DTMF 解码 RS232 单 单 片 机 多普勒传感器三轴加速传感器 多普勒传感器 三轴加速传感器 霍尔器件 蜂鸣器 蜂鸣器 电源模块 电源模块 图3.1 系统硬件体系结构示意图 3.2防盗系统的电源设计 考虑到汽车供电是12V的直流电源以及 汽车启动瞬间的降压使GSM手机模块停止工作的问题，设计中选择DC-DC转换芯片LM2576-5，它的输入范围为1.23V-37V，输出为5V，在掉电情况下的输出维持时间很长，且LM2576-5效率高，发热量小，不须增加散热片，满足系统设计要求。 系统电源