【正文】 盜竊行為的可靠性未有足夠重視 。 由于監(jiān)測模塊可以充分地利用多種傳感器在性能上的差異性與互補性、以及多個同類而不同位置的傳感器在空間上的差異性，使得其收集來的來自各個傳感器的傳感信 息極具針對性 。防盜系統(tǒng)報警的警報是采用 GSM 等無線網(wǎng)絡(luò)，即時直接傳送給車主的 。也是汽車學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 安防產(chǎn)品的未來發(fā)展方向。但是各 種傳感器在性能上的差異與互補性卻提示我們通過綜合分析來自各個傳感器的信息，來獲取有效、可靠、完整的信息。多傳感器信息融合的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分地利用多個傳感器的資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來，產(chǎn)生對觀測環(huán)境的一致性解釋和描述。多傳感器對環(huán)境進(jìn)行測量，獲取大量 信息，這些信息有很大的冗余性。 (3)獲取復(fù)雜的信息。 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） (5)提高系統(tǒng)運行速度。 3 信息融合的級別 按照信息抽象的五個層次，融合可分為五級，即檢測級融合、位置級融合、屬性 (目標(biāo) )級融合、態(tài)勢評估與威脅估計。在多傳感器分布檢測系統(tǒng)中，每個傳感器對所獲得的觀測先進(jìn)行一定的預(yù)處理，然后將壓縮的信息傳送給其他傳感器，最后在某一中心匯總和融合這些信息，產(chǎn)生全局檢測判決。分布式多傳感器結(jié)構(gòu)可以降低對單個傳感器的性能要求，降低造價。在分布式檢測系統(tǒng)中，由于融合中心只能得到經(jīng)過壓縮后的觀測信息，因此相對于集中式檢測會有性能損失。對于單傳感器跟蹤系統(tǒng)來說，主要是按時間先后對目標(biāo)在不同的時間的觀測值即檢測報告的融合，主要有集中式、分布式、混合式和多級式結(jié)構(gòu)。傳感器的檢測報告和目標(biāo)狀態(tài)估計都被送入融合中心，在那里進(jìn)行時間和空間的融合。 (3)目標(biāo)識別級的融合。 在特征級融合方法中，每個傳感器觀測一個目標(biāo)并完成特征提取以獲得來自每個傳感器的特征向量。 在數(shù)據(jù)級融合方法中，對于同等量級的傳感器原始數(shù)據(jù)直接進(jìn)行融合，然后基于融合的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和身份估計。對于圖像傳感器，數(shù)據(jù)融合一般涉及到圖像畫面元素級的融合，因而數(shù)據(jù)級融合也常成為像素級融合。威脅估計是利用態(tài)勢評估估計的將要發(fā)生和已經(jīng)發(fā)生的事件和一些先驗知識，對事件出現(xiàn)的程度和事態(tài)的嚴(yán)重性的判斷。從分布檢測的角度看，檢測級融合的結(jié)構(gòu)主要有分散式結(jié)構(gòu)、并行結(jié)構(gòu)、串行結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)和帶反饋并行結(jié)構(gòu)。在具體應(yīng)用中，可按照某種規(guī)則將這些分離的字系統(tǒng)聯(lián)系起來，看成一個大系統(tǒng)，并遵循大系統(tǒng)中的某種最優(yōu)化準(zhǔn)則來確定每個子系統(tǒng)的工作點。 圖 為串行結(jié)構(gòu)， N個局部節(jié)點 S1, S2,?， SN 分別接受各自的檢測后，首先 S1節(jié)做出局部判決 U1,然后將它通信到節(jié)點 S2，而 S2則將它本身的檢測與 U1 融合形成自己的判決 U2，以后，重復(fù)前面的過程，信息繼續(xù)傳遞、融合，直道節(jié)點 SN。為了減小傳輸數(shù)據(jù)的帶寬，我們在監(jiān)測模塊中利用硬件進(jìn)行該級別的融合處理。 系統(tǒng)首先將微波多普勒傳感器作為第一級監(jiān)測器件。 “整車搬運”和“車體破壞”這兩個警報等級屬于信息融合中的檢測級融合，可以利用串行結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述 ： 距離檢測節(jié)點 S1 接收到檢測信息后，做出有“人或物體接近”的局部判決 U1，然后分別根據(jù)各自的 S2節(jié)點 (傾斜檢測節(jié)點、振動檢測節(jié)點 )的局部判決 U2，可以得出融合判決的結(jié)果 U0，對應(yīng)各自的監(jiān)測范圍，做出“整車搬運”或“車體破壞”的判斷。在這種方法中，每個傳感器觀測一個目標(biāo) ： 距離傳感器監(jiān)測入侵的距離，振動傳感器監(jiān)測是否有車體的破壞，霍爾器件監(jiān)測是否有車門的開啟，熱釋電紅外傳感器監(jiān)測人體的紅外信息。其中電源模塊與汽車蓄電池相連，為系統(tǒng)提供所需的能量來源 。 系統(tǒng)在硬件設(shè)計中遵循了以下的 基本設(shè)計原則 ： (1)盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是 ： 軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 (6)單片機(jī)外接電路較多時，必須考慮器件驅(qū)動能力。 系統(tǒng)選用的微處理器 (MSP43OF149APM )、各種傳感器的敏感元件 (微波多普勒傳感器、傾斜傳感器、振動傳感器、熱釋電紅外傳感器、霍爾器件等 )及其處理電路、報警執(zhí)行模塊所需電壓值為 5V 或 ，需要電壓轉(zhuǎn)換電路為各種器件提供穩(wěn)定可靠的電源。 LM2576系列芯片輸入電壓范圍為 ～37V，有 , 5V, 12V, 15V 四種固定電壓輸出 類型，以及一種電壓輸出可調(diào)節(jié)類型，輸出電壓變化范圍小于177。 LM2576 僅需要四個外部元件就可以完成電壓的轉(zhuǎn)換，并還具有休眠、熱保護(hù)、限流保護(hù)等功能。 Rl選用的精度為 1%的金屬膜電阻，阻值為 1K。 (4)根據(jù)負(fù)載電流、反向電壓，確定二極管型號為 1N5822。將其集成在各個傳感器電路的線路板上，不但可以為傳感器提供可靠的電源供給，而且通過 ADP3330 的 SB引腳可以控制 ADP3330 的開啟與關(guān)閉，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對傳感器的開閉控制。 （二）防盜系統(tǒng)的監(jiān)測模塊 防盜系統(tǒng)的 監(jiān)測模塊由微波多普勒傳感器組、振動傳感器組、霍爾器件組和熱釋電紅外傳感器組組成，用于汽車防盜信息的采集以及數(shù)據(jù)的初步融合處理。微波傳感器的基本原理是根據(jù)微波反射、透射、散射、干涉等物理特性的改變以及被測材料的電磁 特性的相對變化，通過對微波基本參數(shù)變化的測量，實現(xiàn)對非電量的轉(zhuǎn)換。當(dāng)波源的發(fā)射波投射到運動的物體上時，由于多普勒效應(yīng)，反射波或散射波的頻率會發(fā)生變化。因此將微波多普勒測速傳感器用于汽車防盜系統(tǒng)，就可以在汽車周圍設(shè)置一個全方位的預(yù)警監(jiān)測空間。其中， A圖 為 HB100 信號采集及處理電路， U1 為微波多普勒發(fā)生 /接收模塊， U2 為 相關(guān)阻容器件構(gòu)成濾波、放大電路， Rd5, Rd6, Cd5 用于設(shè)定輸出電壓 信號的中心值，并將監(jiān)測電路的上電時間進(jìn)行延遲以防止系統(tǒng)由于過早 啟動引起誤報警。 這樣不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器信息的初步融合，而且該信號可以作為其它傳感器的開啟信號，與開關(guān)電源聯(lián)合使用能夠?qū)崿F(xiàn)降低系統(tǒng)功耗的功能。 2 利用加速度傳感器對車體振動與傾斜進(jìn)行監(jiān)測 對車體的振動與傾斜狀況進(jìn)行測量，可以對竊賊采用拖吊法盜竊車輛以及破學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 壞車體的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警。因此可以利用 ADXL202E同時對車體的振動和傾斜角度進(jìn)行監(jiān)測。 在采用數(shù) 字信號進(jìn)行測量時，只要利用微處理器的計數(shù)器 /定時器端口分別采集信號的工作周期脈寬 T1和工作周期的時間長度 T2，利用公式 ()就可以得出被測加速度的值。 第二種方法可以對輸出的模擬信號進(jìn)行放大，但頻率響應(yīng)特性較低。 T2引腳外接 625kΩ的 RSET電阻，將輸出 的數(shù)字信號的周期確定為 5ms，即頻學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 率為 200Hz。 而對于振動的測量，則需要 10～ 200Hz 的較寬信號范圍。另外，從 XFILT、 YFILT端口輸出的模擬信號無帶負(fù)載的能力，可以將帶通濾波后的信號送入電壓跟隨器，以提高其 帶負(fù)載的能力。將微處理記錄的 16 次振幅采樣值的絕對值求和，就可以得到 40ms 內(nèi)振動的能量。 圖 霍爾效應(yīng)原理圖 如圖 l，寬為ω，厚為 d的 N 型半導(dǎo)體薄片，位于磁感應(yīng)強度為 B的磁場中， B 垂直于 1—— ω。在這 兩個側(cè)面上產(chǎn)生霍耳電場 EH。該類傳感器的功耗非常低， A3209E 的功耗低達(dá) 400 μ W，特別適合低功耗場合 ，在掌上電腦等電池供電的手持設(shè)備上有著廣泛的應(yīng)用。斬波技術(shù)雖然可以提高信號的穩(wěn)定性，也會造成信號頻響的延遲，但由于 A3210E 系列傳感器采用了較高的采樣頻率，提高了采樣的速度，就相對減小了響應(yīng)延遲的影響。輸出旁路電容 C2為輸出的跳變信號提供能量。如果認(rèn)為車的前后門的警報等級不同，可以將圖 中代表兩個前門的信號以及后門信號分別融合，然后將各自的結(jié)果送至中央處理模塊，中央處理模塊不同的權(quán)值進(jìn)行融合處理，具體處理方法可根據(jù)用戶的要求分別處理。由于其獨特的優(yōu)越性，所以在近年來已被廣泛應(yīng)用于各種防盜報警器電路系統(tǒng)中。在硅片表面上貼上截止波長為 7～ 10μ m的濾光片，于是就得到只對人體溫度范圍敏感的熱釋電紅外線傳感器。該傳感器是利用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測紅外線的，采用靈敏元互補的方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器工作穩(wěn)定性。 圖 熱釋電紅外傳感器的工作原理圖 熱釋電紅外傳感器的工作原理圖如圖 。 D 圖 為窗口式比較器，將 RE200B 輸出的電壓信號與設(shè)定的閑值相比較，比較的結(jié)果是把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入中央處理模塊 。 （三） 防盜系統(tǒng)的報警執(zhí)行模塊 多傳感器信息融合汽車防盜系統(tǒng)的報警執(zhí)行模塊主要用于執(zhí)行遇警后的報警操作和汽車自鎖操作，含 GSM 報警、聲光報警和汽車自鎖幾個部分。 1 報警執(zhí)行模塊的 GSM 報警 (1) GSM 系統(tǒng)概述 GSM系統(tǒng)是根據(jù)歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會 (ETSI)指定的 GSM技術(shù)規(guī)范研制而成的第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)?；緲I(yè)務(wù)按功能可分為電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)。同一附加業(yè)務(wù)可以應(yīng)用到若干基本業(yè)務(wù)中。TC35 模塊集成 了基帶處理單元和 RF 射頻模塊，對外提供 40pin 的 ZIP 連接器，用戶通過該連接器就可以實現(xiàn)包括系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)輸入輸出、語音輸入輸出和電源輸入等功能。 系統(tǒng)的語音報警音源存貯于掩膜型語音芯片的存儲器中。存儲器又可以劃分為多個段 (劃分的段數(shù)應(yīng)小于 124 個 )，并且不同的段能夠組合成多個語音組以對應(yīng)不同的鍵值，外部輸入信號控制“ Key” 引腳輸入不同的鍵值，就可以回放不同的語音組合。兩個“ FLAG”標(biāo)志位引腳低電平有效，可以接發(fā)光二極管用以顯示工作狀態(tài)。 閃光報警及汽車自鎖的原理圖如圖 所示。 圖 閃光報警及汽車自鎖原理圖 4 汽車防盜系統(tǒng)的中央處理模塊 由微處理器及其外圍設(shè)備組成的中央處理模塊是汽車防盜系統(tǒng)的核心部分。另外，該系列單片機(jī)在超低功耗和功能集成等方面有著顯著的優(yōu)勢。此外，它的中斷源較多，使用靈活方便，當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求將它喚醒只需 6μ s。 適應(yīng)汽車級的運行環(huán)境 ： MSP430FLASH 系列產(chǎn)品中有適用于汽車工業(yè)級應(yīng)用的 溫度范圍 (40oC～ 125 oC)的型 —— MSP430F149APM。 為 C 和匯編語言最優(yōu)化設(shè)計的 CPU 結(jié)構(gòu) 。因此可以用相同的指令訪問 FLASH, RAM 和外圍模塊，也可以執(zhí)行 RAM 中的程序代碼。在轉(zhuǎn)換和控制緩沖器的輔助下，ADC12 模塊可以在沒有 CPU 干預(yù)的情況下實現(xiàn)高達(dá) 16 路 ADC 轉(zhuǎn)換與存儲。 定時器 Timer A, Timer B： Timer A 是 16位定時 /計數(shù)器，并且?guī)в腥凡东@ /比較器。 串行通信模塊 ： 單片機(jī) MSP430F149 有兩個串行通信模塊 USARTO 和USARTI。 P1 和 P2 端口擁有中斷功能。同時各端口大多數(shù)都有復(fù)用功能可以通過軟件選擇第二功能。 （一） 單片機(jī)軟件設(shè)計概述 單片機(jī)的程序設(shè)計有其自身的特點。 在程序設(shè)計時，往往存在著時間與空間的矛盾。比如，目前程序存儲器的容量己不是設(shè)計的關(guān)鍵因素，我們可以利用存儲器的空間實現(xiàn)程序響應(yīng)速度的加快。做到這一點往往需要使用高級語言，采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計思想。算法是進(jìn)行程序設(shè)計的依據(jù)，它決定了程序的正確性和程序的質(zhì)量。根據(jù)程序的流程圖，進(jìn)行編寫源程序。程序優(yōu)化就是縮 短代碼的長度，加快運算速度和節(jié)省數(shù)據(jù)存儲單元。 第三防盜系統(tǒng)警報級別的劃分和報警執(zhí)行模塊對應(yīng)報警操作也需要軟件的控制才能得以完成。單片機(jī)在系統(tǒng)上電并進(jìn)行初始化以后，進(jìn)入低功耗模式以降低系統(tǒng)功耗。可以看出系統(tǒng)功耗情況 取決于中斷服務(wù)程序的時間。事件觸發(fā)是指微處理器等待微波多普勒傳感器接入端口―― 口的中斷信號，以觸發(fā)相應(yīng)的事件處理操作。其中，霍爾器件和紅外監(jiān)測子程序是指端口 , , 和 的設(shè)置，由于 MSP430F149 的 P2端口具有中斷能力，將 , 設(shè)置為 I/O 端口模式，端口方向為輸入， P2端口的中斷允許寄存器相應(yīng)位置位，選擇信號上升沿為觸發(fā)沿。當(dāng)要打開所需的監(jiān)測模塊時， CPU 相對應(yīng)的端口置“ 1，開啟監(jiān)測模塊的供電電源，使監(jiān)測模塊開始工作。報警模式 3是車體 破壞報警，當(dāng)車窗等部件被外力破壞后，系統(tǒng)發(fā)出短消息“車體破壞” 。 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 結(jié)論 經(jīng)過近兩年的不懈努力，本課題從方案的確定、系統(tǒng)模型的構(gòu)建、元器件的選擇、原理圖的設(shè)計、 PCB 線路板設(shè)計、系統(tǒng)軟件的設(shè)計和整個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，到系統(tǒng)原型機(jī)的制作完成，主要進(jìn)行了以下幾方面的工作 ： (1)根據(jù)汽車的被盜模式構(gòu)建了汽車防盜系統(tǒng)的信息融合模型 ，從理論上提出了汽車防盜的新思路。 (3)根據(jù)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，利用工 AR公司的“ Embedded Workbench”集成開發(fā)環(huán)境對系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計，實現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊功能?？偨Y(jié)近兩年來的工作，對這個課題還有以下幾點展望 ： (1)系統(tǒng)模型的更新。 (2)監(jiān)測模塊傳感器組的選擇和布局。系統(tǒng)軟件在隨系統(tǒng)模型更新、硬件器件的替代而修改的同時，應(yīng)該不斷進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，以實現(xiàn)更快的運行速度和占用更少的系統(tǒng)資源 。 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 致謝 在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，院領(lǐng)導(dǎo)老師為我們的畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)建了盡可能好的設(shè)計環(huán)境，給了我們在設(shè)計方面的極大的幫助，并從各