【正文】 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文）汽車CAN總線防盜系畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒 論 1 汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展 1 未來汽車防盜技術(shù)發(fā)展方向： 2 防盜報警系統(tǒng)的組成和工作原理 4第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計 5 系統(tǒng)的總體框架 5 主控制模塊設(shè)計 5 LCD控制器 5 手觸屏設(shè)計 10 USB、攝像頭模塊 16 USB系統(tǒng)的配置 16 攝像頭 16 無線通信模塊 17 信息采集模塊 17 數(shù)據(jù)采集 17 圖像報警 19 操作系統(tǒng) 20 網(wǎng)卡和串口的配置 20 編譯新內(nèi)核 20 防盜報警電路元器件的選擇 21 CPU的選擇 21 TFT屏選擇 22 USB攝像頭的選擇 23 微波多普勒傳感器選擇 23第3章 硬件電路設(shè)計 24 S3C2410的LCD接口電路 24 觸摸屏電路設(shè)計 25 霍爾開關(guān)電路 27 振蕩測試電路 27第4章 軟件設(shè)計 30 觸摸屏驅(qū)動流程圖 30 USB程序設(shè)計 32 CAN總線接口軟件設(shè)計 33 ADS7843驅(qū)動程序的設(shè)計 34第5章 結(jié) 論 36 系統(tǒng)組成 36 實現(xiàn)功能 36 系統(tǒng)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景 36參考文獻(xiàn) 38致 謝 39附錄Ⅰ 40附錄Ⅱ 60II第1章 緒 論 汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展國外：美國的鑰匙防盜技術(shù)美國得克薩斯儀器公司下屬的一家子公司利用無線電射頻技術(shù)，研制成功一種“車輛固定系統(tǒng)”將射頻發(fā)射應(yīng)答器嵌入汽車鑰匙中，應(yīng)答器內(nèi)存有與特定車輛相吻合的特別識別碼。當(dāng)鑰匙插入電源開關(guān)并轉(zhuǎn)動時，就會在轉(zhuǎn)發(fā)器和識別器之間引發(fā)一種無線電信號，如果鑰匙中的識別碼與汽車內(nèi)的編碼一致，汽車就可以發(fā)動起來。否則，識別碼就不會接通電源，從而鎖定點火系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，汽車無法起動。該技術(shù)已為福特汽車公司所采用。德國的變密碼防盜技術(shù)。這種汽車裝配有“電子開門鑰匙”紅外線遙控器，發(fā)射出肉眼看不見的多次變換密碼的光信號及接受這種信號的特種傳感器來防盜。它由微型計算機與發(fā)動機的電子控制單元（ECU）相聯(lián)。當(dāng)車門所閉時，能切斷全部功能。這種防盜裝置之所以能絕對防盜，就在于密碼的隨時變換，只有與之相應(yīng)的遙控器才能使用和識別密碼。澳大利亞的電子追蹤防盜技術(shù)澳大利亞一家公司發(fā)明的電子追蹤防盜技術(shù)是示棕標(biāo)識和追蹤雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)合。標(biāo)識可跟蹤車主要求的密碼電波，出廠時裝在車內(nèi)。追蹤雷達(dá)系統(tǒng)則裝在道路口的交通標(biāo)志燈上，接收和識別每一輛駛過車輛的密碼電波，警察據(jù)此扣留被盜車輛。法國的代碼防盜技術(shù)法國雪鐵龍和標(biāo)志汽車公司研制成功一種用代碼防汽車起動的裝置。該裝置很有效又有約束性。因為每次起動汽車前，必須輸入代碼才行。這一技術(shù)已為新型雷諾轎車采用。中國汽車防盜器市場的發(fā)展大體經(jīng)歷了三個階段：賣方市場中國的防盜器源自臺灣，臺灣生產(chǎn)的防盜器當(dāng)時在臺灣盛極一時。后因市場變化，就不再生產(chǎn)防盜器。這個時期、中國的防盜器處于賣方市場。有多少產(chǎn)品都可以賣出去。當(dāng)時PLC的技術(shù)主要來自臺灣，只要關(guān)鍵配件一到、在PLC門口，就有許許多多的代理商排隊等待購買。買方市場這一時期中國國內(nèi)的汽車防盜企業(yè)少之又少，國外汽車防盜產(chǎn)品價格便宜，大量涌入中國市場，這一時期中國成為買方。分立市場現(xiàn)在我國自主汽車防盜技術(shù)已經(jīng)很完善，產(chǎn)品也相對較多，可以和國外的產(chǎn)品相媲美。 未來汽車防盜技術(shù)發(fā)展方向：買了車之后，最關(guān)心的就是汽車的防盜性能了，盡管現(xiàn)在一般的轎車上都有原配的汽車防盜裝置，但細(xì)心的車主還會給自己的愛車裝上第二個守護(hù)神。汽車防盜器就是一種安裝在車上，使汽車不會丟失的裝置，目前防盜器按其結(jié)構(gòu)與功能可分四大類：機械類、電子式、芯片式和網(wǎng)絡(luò)式，四者各有優(yōu)劣，但汽車防盜的發(fā)展方向是向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展。(1) 機械鎖機械鎖是最常見應(yīng)用也最早的汽車防盜鎖，現(xiàn)在已經(jīng)很少單獨使用，主要和電子式、芯片式聯(lián)合使用，主要分為方向盤鎖和排擋鎖兩大類。方向盤鎖大部分車主都會使用，也無須安裝。排擋鎖一般是安裝在中控臺上，鎖身與車身連接，再通過鎖環(huán)限制換擋手柄的移動，但需要鉆孔安裝，所以使用的人并不多。此外還有一種新型變速器鎖，直接做成一個內(nèi)置卡鎖的換擋手柄，看起來很漂亮，但售價近千元，而且要將原來的換擋手柄換掉，使用者就更少。機械式鎖主要起到限制車輛操作的作用，對防盜方面能夠提供的幫助有限，很難抵擋住鐵撬、鋼鋸、大剪刀等重型工具的盜竊。但它們能拖延偷車賊作案的時間卻是事實，一般偷車賊要用幾十秒甚至幾分鐘才能撬開方向盤鎖，變速桿鎖的破壞時間還要長一點。(2) 電子式防盜系統(tǒng)電子式防盜鎖是目前應(yīng)用最廣的防盜鎖之一，分為單向和雙向的兩種。單向的電子防盜系統(tǒng)的主要功能是：車的開關(guān)門、震動或非法開啟車門報警等，也有一些品牌的產(chǎn)品根據(jù)客戶的需求增加了一些功能：用電子遙控器來完成發(fā)動機啟動、熄火等。雙向可視的電子防盜系統(tǒng)相比單向的更為直觀，能徹底讓車主知道汽車現(xiàn)實的情況，當(dāng)車有異動報警時，同時遙控器上的液晶顯示器會顯示汽車遭遇的狀況，缺點是有效范圍只有100200米。電子防盜系統(tǒng)的致命傷在于其電子密碼和遙控操作方式，當(dāng)車主用遙控器開關(guān)車門時，匿藏在附近的偷車賊可以用接收器或掃描器盜取遙控器發(fā)出的無線電波或紅外線，再經(jīng)過解碼，就可以開啟汽車的防盜系統(tǒng)。(3) 芯片式數(shù)碼防盜器芯片式數(shù)碼防盜器是現(xiàn)在汽車防盜器發(fā)展的重點，大多數(shù)轎車均采用這種防盜方式作為原配防盜器。芯片式數(shù)碼防盜器基本原理是鎖住汽車的馬達(dá)、電路和油路，在沒有芯片鑰匙的情況下無法啟動車輛。數(shù)字化的密碼重碼率極低，而且要用密碼鑰匙接觸車上的密碼鎖才能開鎖，杜絕了被掃描的弊病。目前進(jìn)口的很多高檔車，國產(chǎn)的大眾、廣州本田、派力奧等車型已裝有原廠的芯片防盜系統(tǒng)。目前芯片式防盜已經(jīng)發(fā)展到第四代，最新面世的第四代電子防盜芯片，具有特殊診斷功能，即已獲授權(quán)者在讀取鑰匙保密信息時，能夠得到該防盜系統(tǒng)的歷史信息。系統(tǒng)中經(jīng)授權(quán)的備用鑰匙數(shù)目、時間印記以及其他背景信息，成為收發(fā)器安全特性的組成部分。第四代電子防盜系統(tǒng)除了比以往的電子防盜系統(tǒng)更有效地起到防盜作用外，還具有其他先進(jìn)之處：它獨特的射頻識別技術(shù)(RFID)可以保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識別駕駛者，在駕駛者接近或遠(yuǎn)離車輛時可自動識別其身份自動打開或關(guān)閉車鎖；無論在車內(nèi)還是車外，獨創(chuàng)的TMS37211器件能夠輕松探測到電子鑰匙的位置。(4) 網(wǎng)絡(luò)防盜： 網(wǎng)絡(luò)防盜是指通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)汽車的開關(guān)門、啟動馬達(dá)、截停汽車、汽車的定位以及車輛會根據(jù)車主的要求提供遠(yuǎn)程的車況報告等功能。網(wǎng)絡(luò)防盜主要是突破了距離的限制。目前主要使用的網(wǎng)絡(luò)有：無線網(wǎng)絡(luò)(BB機網(wǎng)絡(luò))、GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))，其中應(yīng)用最廣的就是GPS。 GPS系統(tǒng)全稱為“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”。實際上，此技術(shù)是美國耗資100多億美元，歷時20多年發(fā)展的一大航天工程。1991年在海灣戰(zhàn)爭中被首次使用。海灣戰(zhàn)爭之后。GPS技術(shù)在非軍事領(lǐng)域得到了更加深入的應(yīng)用，在汽車反劫防盜領(lǐng)域取得實際效果。GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)屬網(wǎng)絡(luò)式防盜器，它主要靠鎖定點火或起動達(dá)到防盜的目的。GPS應(yīng)用于汽車反劫防盜服務(wù)就得益于衛(wèi)星監(jiān)控中心對車輛的24小時不間斷、高精度的監(jiān)控服務(wù)。該系統(tǒng)由安裝在指揮中心的中央控制系統(tǒng)、安裝在車輛上的移動GPS終端以及GSM通信網(wǎng)絡(luò)組成，接受全球定位衛(wèi)星發(fā)出的定位信息，計算出移動目標(biāo)的經(jīng)度、緯度、速度、方向，并利用GSM網(wǎng)絡(luò)的短信息平臺作為通信媒介來實現(xiàn)定位信息的傳輸，具有傳統(tǒng)的GPS通信方案所無法比擬的優(yōu)勢。缺點是：價格昂貴，每月要交納一定費用的服務(wù)費。 防盜報警系統(tǒng)的組成和工作原理（1）機械式防盜器機械式防盜裝置是市面上最簡單、最廉價的一種防盜裝置，其原理十分簡單，即鎖住轉(zhuǎn)向盤、控制踏板或擋柄。優(yōu)點：價格便宜，安裝簡便，幾百元甚至幾十元就能搞定。缺點：防盜不徹底，每次拆裝比較麻煩，不用時還得找地方放置。（2）電子防盜器電子防盜裝置電子防盜就是給車鎖加上電子識別碼，開鎖或配鑰匙都需要輸入十幾位密碼。電子防盜的最大賣點在于密碼解鎖和聲訊報警。電子防盜裝置的主要功能有以下四種：聲訊報警功能、安全提示功能、遙控尋車功能、中央門鎖遙控功能。（3）網(wǎng)絡(luò)防盜器網(wǎng)絡(luò)防盜裝置即利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、航天技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)汽車與車主的實時信息反饋，以全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）為代表。其利用接收衛(wèi)星發(fā)射信號與地面監(jiān)控設(shè)備和GPS 信號接收機組成全球定位系統(tǒng)，衛(wèi)星星座連續(xù)不斷發(fā)送動態(tài)目標(biāo)——汽車的三維位置、速度和時間信息，從接收到的反饋信息來獲知汽車當(dāng)時所處的位置。目前的GPS 系統(tǒng)具有車輛定位、反劫報警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車內(nèi)監(jiān)聽、拋錨救援、路況信息、人工導(dǎo)航、車輛查詢等多種功能。 本設(shè)計為汽車CAN控制防盜系統(tǒng)本系統(tǒng)是把傳感器裝在車身的隱蔽位置，當(dāng)有人走進(jìn)監(jiān)控距離、車身移動或振動、車門被打開時，傳感器發(fā)出電信號，通過A/D轉(zhuǎn)換裝置，發(fā)送到主控制器?？刂破鞲鶕?jù)信號的來源，把報警分為“有人靠近”、“車體振動”和“車門被開”3個等級，并用 GPRS/GSM終端將報警信息用短信的方式發(fā)送到用戶手機上。把“車門被開”作為高級別的報警，通知用戶的同時，啟動視頻驅(qū)動程序，通過車內(nèi)的攝像頭把車內(nèi)實況記錄下來，發(fā)送到車主手機。前兩種情況下系統(tǒng)不傳輸圖像，除非客戶端主動查看圖像，此時，系統(tǒng)幾乎不占用信道。當(dāng)有入侵者進(jìn)入防范區(qū)域時，MCU通過手機短信向用戶發(fā)出告警信息。由于此時發(fā)送的只是文字信息，信息量少，信息傳遞速度快。同時，系統(tǒng)將告警時的畫面存放在系統(tǒng)內(nèi)的存儲器件中供用戶查看。駕駛員不需用鑰匙便可啟動汽車，而只有汽車駕駛員才能發(fā)動汽車。通過檢測到的駕駛員發(fā)出的信息，汽車車門打開，通過輸入發(fā)動密碼本系統(tǒng)控制中央處理器輸出信號將汽車起動機工作所需的電流傳給起動機帶動發(fā)動機工作。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)的總體框架本系統(tǒng)硬件設(shè)計由以下幾個模塊組成：主控制器模塊、信息采集模塊(傳感器)、USB、攝像頭模塊、無線通信模塊(GPRS MODEM )和圖像壓縮模塊等。 主控制模塊設(shè)計本設(shè)計選用三星的S3C2410，它基于ARM內(nèi)核，最大工作頻率能達(dá)到203MHz，能支持NAND閃存啟動，具有更高的性價比。另外，S3C2410在市場上己有很多成熟的應(yīng)用，因此選用了S3C2410作為系統(tǒng)的CPU。所以本設(shè)計采用三星S3C2410。S3C2410集成了一個LCD控制器(支持STN和TFT液晶顯示屏)、NAND閃存控制器、SDRAM控制器、3個通道的UART、4個通道的DMA、4個具有PWM功能的計時器和1個內(nèi)部時鐘，以及8通道的10位ADC。S3C2410還有很多豐富的外部接口，如觸摸屏、I2C總線、12S總線接口，以及2個US主機接口、1個USB設(shè)備接口、2個SPI接口、SD接口。在時鐘方面，S3C2410集成了一個具有日歷功能的RTC(實時控制)和具有PLL的芯片時鐘發(fā)生器。能產(chǎn)生200MHz的工作頻率。這樣的工作頻率能夠使處理器輕松運行ＷinCE、Linux等操作系統(tǒng)，以及進(jìn)行較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。 LCD控制器一塊LCD屏顯示圖像，不但需要LCD驅(qū)動器，還需要有相應(yīng)的LCD控制器。通常LCD驅(qū)動器會以COF/COG的形式與LCD 玻璃基板制做在一起，而LCD控制器則有外部電路來實現(xiàn)。而S3C2410內(nèi)部已經(jīng)集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各種類型的LCD屏，例如：STN和TFT屏。由于TFT屏將是今后應(yīng)用的主流，因此接下來，本設(shè)計使用TFT屏的控制來進(jìn)行。 　　S3C2410 LCD控制器的特性：　　TFT屏　?。С謫紊?級灰度、256色的調(diào)色板顯示模式　　－支持64K和16M色非調(diào)色板顯示模式　?。С址洲q率為640*480，320*240及其它多種規(guī)格的LCD對于控制TFT屏來說，除了要給它送視頻資料（VD[23:0]）以外，還有以下一些信號是必不可少的，分別是：　　VSYNC（VFRAME） ：幀同步信號　　HSYNC（VLINE） ：行同步信號　　VCLK ：像數(shù)時鐘信號　　VDEN（VM） ：數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號　?。?S3C2410內(nèi)部LCD邏輯圖REGBANK 是LCD控制器的寄存器組，用來對LCD控制器的各項參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。而 LCDCDMA 則是LCD控制器專用的DMA信道，負(fù)責(zé)將視頻資料從系統(tǒng)總線（System Bus）上取來，通過 VIDPRCS 從VD[23:0]發(fā)送給LCD屏。同時 TIMEGEN 和 LPC3600 負(fù)責(zé)產(chǎn)生 LCD屏所需要的控制時序，例如VSYNC、HSYNC、VCLK、VDEN，然后從 VIDEO MUX 送給LCD屏。TFT屏?xí)r序分析。其中VSYNC是幀同步信號，VSYNC每發(fā)出1個脈沖，都意味著新的1屏視頻資料開始發(fā)送。而HSYNC為行同步信號，每個HSYNC脈沖都表明新的1行視頻資料開始發(fā)送。而VDEN則用來標(biāo)明視頻資料的有效，VCLK是用來鎖存視頻資料的像數(shù)時鐘。并且在幀同步以及行同步的頭尾都必須留有回掃時間，例如對于VSYNC來說前回掃時間就是（VSPW+1）＋（VBPD+1），后回掃時間就是（VFPD+1）；HSYNC亦類同。這樣的時序要求是當(dāng)初CRT顯示器由于電子槍偏轉(zhuǎn)需要時間，但后來成了實際上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，乃至于后來出現(xiàn)的TFT屏為了在時序上于CRT兼容，也采用了這樣的控制時序。 TFT屏?xí)r序，分辯率為240*320，下圖為該屏的時序要求。 要求時序　　，看出：　　VSPW+1=2 VSPW=1　　VBPD+1=2 VBPD=1　　LINVAL+1=320 LINVAL=319　　VFPD+1=3 VFPD=2　　HSPW+1=4 HSPW=3　　HBPD+1=7 HBPW=6　　HOZVAL+1=240 HOZVAL=239　　HFPD+1=31 HFPD=30以上各參數(shù)，除了LINVAL和HOZVAL直接和屏的分辯率有關(guān)，其它的參數(shù)在實際操作過程中應(yīng)以上面的為參考，不應(yīng)偏差太多。　　LCD控制器主要寄存器功能詳解　　(1)LCDCON1 掃描LINECNT ：當(dāng)前行掃描計數(shù)器值，標(biāo)明當(dāng)前掃描到了多少行CLKVAL ：決定VCLK的分頻比。LCD控制器輸出的VCLK是直接由系統(tǒng)總線（AHB）的工作頻率HCLK直接分頻得到的。做為240*320的TFT屏，應(yīng)保證得出的VCLK在5~10MHz之間MMODE ：VM信號的觸發(fā)模式（僅對STN屏有效，對TFT屏無意義）PNRMODE ：選擇當(dāng)前的顯示模式，對