【正文】 為了使警報(bào)聲有別于環(huán)境中的背景聲，汽車警報(bào)器的音量常常高達(dá)125分貝。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(kāi)鎖。(2)電子式防盜器電子式防盜鎖是目前應(yīng)用最廣的防盜鎖之一，分為單向和雙向兩種類型。二、研究主要成果：目前國(guó)際上通用的汽車防盜的核心思想是防止“汽車整車”被盜：也就是說(shuō)即使盜賊將車門(mén)打開(kāi)進(jìn)入車內(nèi)，卻仍然無(wú)法將車開(kāi)走。三、研究步驟、方法及措施：首先對(duì)國(guó)內(nèi)外汽車防盜系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，確定設(shè)計(jì)題目和設(shè) 計(jì)內(nèi)容。我國(guó)在汽車防盜技術(shù)方面一直較為落后，究其原因。參考文獻(xiàn)1 李科杰，吳三靈，：國(guó)防工業(yè)出版社，2002，13～152 何友，王國(guó)宏，：電子工業(yè)出版社，2000，8～10 33～373 梁?jiǎn)⑤x，11～124 ，2004. 6，21～235 李科杰，吳三靈，：國(guó)防工業(yè)出版社，2002，5～6 25～276 Capacitive Sensors Baxter, L. K Paperback,Edition: 1, ISBN: 078035351X,28～317 Magnetic Actuators and Sensors Brauer, J. R. Hardcover, Edition: 1,ISBN: 0471731692,17～238 楊彩虹，王芙蓉，20～259 陳雷，丁曉明，8～1110 胡偉，：人民郵電出版社，2003，26～2911 Charles Kitchin, Bob Briano Reducing the Average Power Consumption of Accelerometers. USA： Analog Device Inc, 1995，35～3612 盛驟，謝式千，：高等教育出版社，1988。(2)監(jiān)測(cè)模塊傳感器組的選擇和布局。(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(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊功能。同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音、閃光報(bào)警：并且，系統(tǒng)還關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線路使汽車無(wú)法發(fā)動(dòng)，以達(dá)到防盜的目的。端口方向?yàn)檩敵觯鳛榛魻柶骷M和紅外監(jiān)測(cè)模塊的使能控制端口。低功耗模式是指MSP430工作模式中的LPM0模式，在該模式下CPU被禁止、MCLK被禁止、ACLK和SMCLK處于活動(dòng)狀態(tài)，單片機(jī)耗電量小于90 μA。MSP430系列單片機(jī)靈活的低功耗工作模式完全可以滿足本系統(tǒng)低功耗的要求。(6)程序優(yōu)化。根據(jù)問(wèn)題的要求和指令系統(tǒng)的特點(diǎn)，決定系統(tǒng)程序算法。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，我們也可以采取這樣的策略提高系統(tǒng)的性能。警報(bào)執(zhí)行模塊主要用于系統(tǒng)確認(rèn)警情后，進(jìn)行報(bào)警以及執(zhí)行汽車鎖死等操作。這兩個(gè)端口的每一個(gè)引腳都可以單獨(dú)設(shè)置其中斷性質(zhì)，中斷允許與否和中斷方式(上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、高電平觸發(fā)、低電平觸發(fā)。Timer A可以實(shí)現(xiàn)多路捕獲/比較，PWM輸出，間隔定時(shí)等功能。無(wú)論FLASH,RAM和外圍模塊，都位于同一公共地址空間中，總尋址空間為64KB。用該型微處理器所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品完全可以搭載在汽車系統(tǒng)中。強(qiáng)大的處理能力：MSP430FLASH系列單片機(jī)具有豐富的尋址方式，但只需簡(jiǎn)潔的27條指令。系統(tǒng)是利用微處理器的I/O接口控制達(dá)林頓陣列ULN2003A，當(dāng)“IN”腳輸入高電平，對(duì)應(yīng)“OUT”腳將功率繼電器的引腳電平拉低，功率繼電器線圈導(dǎo)通。該芯片可以直接驅(qū)動(dòng)外圍電路的三極管，并由其帶動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警[9]。TC35還為用戶提供了良好的用戶接口——RS232，通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊大多的控制功能[8]。電信業(yè)務(wù)是指為用戶通信提供的包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的完整能力的通信業(yè)務(wù)，主要包括電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短信息業(yè)務(wù)和傳真業(yè)務(wù)。防盜系統(tǒng)的報(bào)警主要采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)GSM短消息的方式進(jìn)行，根據(jù)不同的警報(bào)級(jí)別發(fā)送不同的短消息，如“整車搬運(yùn)”、“車體破壞”、“非法開(kāi)啟”和“入車盜竊”等。其中A圖為熱釋電紅外傳感器RE200B信號(hào)采集及處理電路，U1為PIR探測(cè)頭，U2為相關(guān)阻容器件構(gòu)成濾波、放大電路，R7, R8用于設(shè)定輸出電壓信號(hào)的中心值。在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，熱釋電紅外傳感器探測(cè)的是感應(yīng)到的移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。圖38 霍爾開(kāi)關(guān)器件的局部信息融合(1)熱釋電紅外傳感器的基本原理 由于電石、酒石酸鉀鈉(羅謝爾鹽)、鈦酸鋇等晶體受熱產(chǎn)生溫度變化時(shí)，其原子排列將發(fā)生變化，晶體自發(fā)極化，在其兩表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。(3)A3210E的汽車防盜應(yīng)用方案 單個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)器件的原理圖如圖37所示。由于存在EH，半導(dǎo)體片兩側(cè)面間出現(xiàn)電位差UH，稱為霍耳電勢(shì)。如果這個(gè)絕對(duì)值之和超過(guò)設(shè)定的數(shù)字閉值，微處理器就可以進(jìn)行報(bào)警。首先，將XFILT、YFILT引腳的濾波電容CX, ，這樣輸出的數(shù)字、模擬信號(hào)的帶寬全都限制在200Hz以下，再將ADXL202輸出的帶寬為200Hz的數(shù)字和模擬信號(hào)分別經(jīng)過(guò)低通濾波和高通濾波，就可以獲得傾斜、振動(dòng)監(jiān)測(cè)所需帶寬的信號(hào)。采用何種輸出方法，需根據(jù)具體的使用條件進(jìn)行確定。3～，工作電流小于6mA，可以測(cè)量05kHz，177。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(hào)可以作為其它傳感器的開(kāi)啟信號(hào)，與開(kāi)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。因此將微波多普勒測(cè)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(gè)全方位的預(yù)警監(jiān)測(cè)空間。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(cè)材料的電磁特性的相對(duì)變化，通過(guò)對(duì)微波基本參數(shù)變化的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)非電量的轉(zhuǎn)換。，, ,3V,SV,12V,15V九種固定輸出電壓型號(hào)，%，%,輸出電流可達(dá)200mA.，能夠滿足各個(gè)傳感器組的輸入電源的要求。 ，并根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品型號(hào)。4%。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)。在這種方法中，每個(gè)傳感器觀測(cè)一個(gè)目標(biāo)：距離傳感器監(jiān)測(cè)入侵的距離，振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)是否有車體的破壞，霍爾器件監(jiān)測(cè)是否有車門(mén)的開(kāi)啟，熱釋電紅外傳感器監(jiān)測(cè)人體的紅外信息。系統(tǒng)首先將微波多普勒傳感器作為第一級(jí)監(jiān)測(cè)器件。 …………………YN1Y1Y2S2S1 SN現(xiàn)象HSN1YNU1U2UN1UN圖21 檢測(cè)級(jí)融合的分散式結(jié)構(gòu)圖23為串行結(jié)構(gòu)，N個(gè)局部節(jié)點(diǎn)S1, S2,…，SN分別接受各自的檢測(cè)后，首先S1節(jié)做出局部判決U1,然后將它通信到節(jié)點(diǎn)S2，而S2它本身的檢測(cè)與U1融合形成自己的判決U2，以后重復(fù)前面的過(guò)程，信息繼續(xù)傳遞、融合，直道節(jié)點(diǎn)SN。檢測(cè)級(jí)融合結(jié)構(gòu)。有了融合的傳感器數(shù)據(jù)之后就可以完成象單傳感器一樣的識(shí)別處理過(guò)程。用于融合身份估計(jì)的技術(shù)包括表決法、Bayes推理、DumpstersShafer證據(jù)理論、推廣的證據(jù)理論、模糊集法等。 混合式位置信息融合是集中式和分布式多傳感器系統(tǒng)相組合的混合結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，分布式信號(hào)處理也可分為分布式檢測(cè)和分布式估計(jì)。在經(jīng)典的多傳感器檢測(cè)中，所有局部傳感器將檢測(cè)到的原始觀測(cè)信號(hào)全部直接送給中心處理器，然后利用由經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)推斷理論設(shè)計(jì)的算法完成最優(yōu)目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)。使用大量低成本傳感器而不是少量高成本傳感器，通過(guò)信息融合方法獲取高質(zhì)量信息，降低了系統(tǒng)成本。同單一傳感器相比，多傳感器信息融合有以下幾個(gè)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：(1)獲取更準(zhǔn)確的信息?！鞍踩?、可靠、環(huán)保、便捷”應(yīng)該是新一代汽車電子產(chǎn)品的趨勢(shì)?；诙鄠鞲衅餍畔⑷诤霞夹g(shù)的汽車防盜系統(tǒng)，在綜合分析竊賊盜竊汽車多種常用手法的基礎(chǔ)上，選擇多種適于汽車防盜的傳感器件構(gòu)成系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)模塊。該系統(tǒng)除正常通訊功能外，當(dāng)受到異常開(kāi)啟車門(mén)或起動(dòng)等現(xiàn)象時(shí)，會(huì)按照預(yù)設(shè)的報(bào)警電話語(yǔ)音提示警情報(bào)警。芯片式數(shù)碼防盜器基本原理是鎖住汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、電路和油路，在沒(méi)有芯片鑰匙的情況下無(wú)法啟動(dòng)車輛。但它們卻能拖延偷車賊作案的時(shí)間卻是事實(shí)，一般偷車賊要用幾十秒甚至幾分鐘才能撬開(kāi)。因此，設(shè)計(jì)新一代的更為可靠、環(huán)保的汽車防盜系統(tǒng)是汽車制造業(yè)發(fā)展一種必然趨勢(shì)。但是在汽車給人們的生活帶來(lái)了方便的同時(shí)，汽車的使用也給人們提出了一大難題——汽車防盜。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外汽車防盜領(lǐng)域的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查研究，分析了現(xiàn)今汽車失竊的多種模式，然后利用多傳感器信息融合技術(shù)構(gòu)建了汽車防盜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。同時(shí)，本文還將“單樣本KS非參數(shù)檢驗(yàn)法”和統(tǒng)計(jì)學(xué)工具軟件“SPSS”應(yīng)用于汽車防盜監(jiān)測(cè)模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程，使汽車防盜的可靠性能夠在一定程度上得以控制關(guān)鍵詞 汽車防盜；信息融合；傳感器；微處理器；執(zhí)行器AbstractWe developed a car theft deterrent system based on multisensor fusion technology by utilizing the superiority of the theory in order to enhance the reliability and reduce the false alarms for the system.First, some investigations in the car theft deterrent domain had been finished both here and abroad and many car lost modes had been analyzed too. Then the antitheft structure model was the selections of the system39。為了使警報(bào)聲有別于環(huán)境中的背景聲，汽車警報(bào)器的音量常常高達(dá)125分貝。缺點(diǎn)是防盜不徹底，每次拆裝麻煩，不用時(shí)還要找地方放置。當(dāng)車主用遙控器開(kāi)關(guān)車門(mén)時(shí)，偷車賊可以用接收器或掃描器盜取遙控器發(fā)出的無(wú)線電波或紅外線，再經(jīng)過(guò)解碼，就可以開(kāi)啟汽車的防盜系統(tǒng)。使用該裝置的優(yōu)點(diǎn)是被盜車輛尋回率高，便于跟蹤、控制車輛。多方調(diào)研結(jié)果表明現(xiàn)有的汽車防盜系統(tǒng)存在著一些共同的缺欠：由于只被動(dòng)地側(cè)重于汽車遇警情況的處理，對(duì)報(bào)警器判定盜竊行為的可靠性未有足夠重視。防盜系統(tǒng)報(bào)警的警報(bào)是采用GSM等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，即時(shí)直接傳送給車主的。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(guò)程一樣，它充分地利用多個(gè)傳感器的資源，通過(guò)對(duì)各種傳感器及其觀測(cè)信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時(shí)間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來(lái)，產(chǎn)生對(duì)觀測(cè)環(huán)境的一致性解釋和描述。(3)獲取復(fù)雜的信息。按照信息抽象的五個(gè)層次，融合可分為五級(jí)，即檢測(cè)級(jí)融合、位置級(jí)融合、屬性(目標(biāo))級(jí)融合、態(tài)勢(shì)評(píng)估與威脅估計(jì)。分布式多傳感器結(jié)構(gòu)可以降低對(duì)單個(gè)傳感器的性能要求，降低造價(jià)。對(duì)于單傳感器跟蹤系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是按時(shí)間先后對(duì)目標(biāo)在不同的時(shí)間的觀測(cè)值即檢測(cè)報(bào)告的融合，主要有集中式、分布式、混合式和多級(jí)式結(jié)構(gòu)。(3)目標(biāo)識(shí)別級(jí)的融合。在數(shù)據(jù)級(jí)融合方法中，對(duì)于同等量級(jí)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(jì)。威脅估計(jì)是利用態(tài)勢(shì)評(píng)估估計(jì)的將要發(fā)生和已經(jīng)發(fā)生的事件和一些先驗(yàn)知識(shí)，對(duì)事件出現(xiàn)的程度和事態(tài)的嚴(yán)重性的判斷。并行式結(jié)構(gòu)的分布檢測(cè)系統(tǒng)如圖22所示。監(jiān)測(cè)模塊中的各個(gè)傳感器組分別提取各自監(jiān)測(cè)目標(biāo)的特征向量，然后在本地進(jìn)行監(jiān)測(cè)目標(biāo)的屬性判決。這兩種串行結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖24。但是各種傳感器在性能上的差異與互補(bǔ)性卻提示我們通過(guò)綜合分析來(lái)自各個(gè)傳感器的信息，來(lái)獲取有效、可靠、完整的信息。 (4)整個(gè)系統(tǒng)的性能要盡量做到性能匹配，例如選用晶振頻率較高時(shí)，存儲(chǔ)器的存取時(shí)間有限，應(yīng)該選擇允許存取速度較高的芯片：選擇CMOS芯片單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中所有的芯片都應(yīng)該選擇低功耗的產(chǎn)品。轉(zhuǎn)換方案如圖31所示。 我們選用LM2576系列中輸出電壓可調(diào)節(jié)型的LM2576ADJ作為一次降壓的電源管理芯片，以12V的汽車系統(tǒng)電源為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)12V到9V的第一次電壓轉(zhuǎn)換，器件選擇過(guò)程如下：(1)電阻的確定由輸出電壓公式：VOUT ＝VREF (1＋R2/R1) (31)得到：R2 ＝ (VOUT/VREF－1) (32)其中，VOUT預(yù)設(shè)值為9V。通過(guò)LM2576ADJ電壓轉(zhuǎn)換電路，可以將汽車蓄電池提供的系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換為9V電壓提供給防盜系統(tǒng)，以供防盜系統(tǒng)二次降壓使用[4]。微波是電磁波輻射的一種形式，在電磁波譜中微波就介于無(wú)線電波和紅外線之間，頻率為300MHz到300GHz，相應(yīng)波長(zhǎng)1mm到1 m.。若將發(fā)射波與反射波混頻，取出頻差，即可檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。B圖33 微波多普勒監(jiān)測(cè)模塊原理圖圖為模塊電源輸入接口。動(dòng)態(tài)加速度的測(cè)量可以用于振動(dòng)檢測(cè)，利用靜態(tài)的重力加速度作為輸入矢量，就可以確定物體的空間方向。也可以將XOUT、YOUT引腳輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行RC濾波，重新恢復(fù)成模擬信號(hào)。從XFILT、YF1LT引腳輸出模擬信號(hào)經(jīng)電壓跟隨器提高帶載能力后，送入微處理器的戶A/D端口，以進(jìn)行對(duì)車體微小振動(dòng)的測(cè)量。根據(jù)采樣定理，采樣頻率不能低于信號(hào)頻率的二倍，微處理器采樣頻率最少為400Hz。沿1通電流I, N型半導(dǎo)體中的載流子——電子將受到B產(chǎn)生的洛倫茲力FB的作用。 該傳感器是在單一硅芯片上集成霍爾電壓發(fā)生器、微小信號(hào)放大器、斬波電路、鎖相器，以及場(chǎng)效應(yīng)管器件。圖37 單個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)器件的應(yīng)用原理圖 霍爾器件組的設(shè)計(jì)是將多個(gè)霍爾器件分布在汽車四個(gè)車門(mén)，將每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的輸出信號(hào)送至器件組的局部決策中心進(jìn)行融合，這里將四個(gè)車門(mén)的警報(bào)等級(jí)看作相同，可以直接采用硬件進(jìn)行“或”運(yùn)算，得到融合結(jié)果送至中央處理模塊。任何高于絕對(duì)零度的