【正文】 輸出，間隔定時(shí)等功能。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) 。首先，單片機(jī)的系統(tǒng)程序與應(yīng)用程序密不可分，系統(tǒng)程序與應(yīng)用程序必須放在一起考慮 。 除了有自身的特點(diǎn)外，單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)同樣具有一般軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 (3)制定程序框圖。在程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用循環(huán)程序和函數(shù)或子程序的形式來縮短程序，通過改進(jìn)算法來節(jié)省工作單元和減少程序執(zhí)行的時(shí)間。進(jìn)入低功耗模式后主系統(tǒng)的時(shí)鐘停止，系統(tǒng)功耗控制在， A級(jí)數(shù)量范圍。低功耗的退出是指單片機(jī)進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，即 CPU, MCLK,SMCLK 和 ACLK均恢復(fù)為活動(dòng)狀態(tài)。 報(bào)警模式 1 為系統(tǒng)預(yù)警，為進(jìn)一步確定警報(bào)做好準(zhǔn)備，系統(tǒng)并不像外發(fā)出警報(bào)。為實(shí)現(xiàn)汽車防盜產(chǎn)品更可靠、更環(huán)保、更低功耗的目標(biāo)做了一些探索。所謂“魔高一尺，道高一丈”，防盜產(chǎn)品也是在這種矛與盾的較量 中不斷發(fā)展的。 隨著我國綜合國力的提高，國內(nèi)交通事業(yè)迅猛發(fā)展，各種車輛迅速增多，如何 開發(fā)出汽 車 “環(huán)保、安全、可靠” 的 防盜 產(chǎn)品將 成為了 汽車防盜 系統(tǒng)的基本應(yīng)用市場。 (3)軟件的優(yōu)化。因此，系統(tǒng)模型的合理性、監(jiān)測模塊的可靠性、中央處理模塊工作的穩(wěn)定性、報(bào)警執(zhí)行模塊的實(shí)用性，都有待進(jìn)一步的驗(yàn)證和完善。 同時(shí)進(jìn)行語音、閃光報(bào)警 ： 并且，系統(tǒng)還關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線路使汽車無法發(fā)動(dòng)，以達(dá)到防盜的目的。端口 和 設(shè)置 I/O 口模式，端口方向?yàn)檩敵觯鳛榛魻柶骷M和紅外監(jiān)測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 μ A。 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?？梢哉f系統(tǒng)能否正常可靠地工作，除了硬件的合理設(shè) 計(jì)外，與功能完善的軟件設(shè)計(jì)是分不開的。每個(gè)端口都是 8位的，其中每個(gè)端口的每個(gè)引腳都可以單獨(dú)設(shè)置為輸入或輸出，同時(shí)每個(gè)引腳寄存器都可以單獨(dú)的讀寫。基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊可以根據(jù)用戶的要求配置成為不需要外部元件、外接一個(gè)或兩個(gè)石英晶振、外接振蕩電路 等幾種方式，而且所有的時(shí)鐘模塊都是可以由軟件控制的。 存儲(chǔ)空間 ： MSP403F149 的存儲(chǔ)器空間采用“馮 —— 紐曼結(jié)構(gòu)”， FLASH, RAM 和外圍模塊由同一組地址及數(shù)據(jù)總線連接在同一個(gè)地址空間中。利用單片機(jī)本身具有的 JTAG 接口或片內(nèi) BOOT ROM 可以在一臺(tái) PC及一個(gè)結(jié)構(gòu)小巧的 JTAG 控制器的幫助下實(shí)現(xiàn)程序的下載，完成程序調(diào)試。 系統(tǒng)采用 MSP430FLASH 系列中 MSP430F149APM 單片機(jī)作為中央處理器，該型單片機(jī)具有 16 位精簡指令集結(jié)構(gòu)， 16 位 CPU 寄存器和常數(shù)寄存器，達(dá)到了最大的代碼效率，它具有處理能力強(qiáng)，運(yùn)行速度快，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，性能價(jià)格比很高。在系統(tǒng)確定汽車處于遇警情況的狀態(tài)下，微處理器可以進(jìn)行汽車自鎖操作，即 CPU 直接阻斷汽車的點(diǎn)火電路，使竊賊即便進(jìn)入車內(nèi)也無法將車開走。該系列芯片是將聲音的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后存儲(chǔ)在芯片中，由電平信號(hào)觸發(fā)語音回放的語音芯片。它的設(shè)計(jì)目的就是為用戶提供一種方便的語音和數(shù)據(jù)無線連接的解決方案，它可以廣泛的應(yīng)用在 GSM 相關(guān)的平臺(tái)，讓用戶以最小的代價(jià)搭建自己的無線解決方案。 GSM 業(yè)務(wù)按照 ISDN 對業(yè)務(wù)的分類方法可分為基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。 不但能為傳感器及其信號(hào)處理電路提供高精度的電源電壓，而且微處理器通過向其 SD 引腳輸入高低電平控制電源輸出的開閉，進(jìn)而可以控制整個(gè)模塊的開啟與 關(guān)閉。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收，但是兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電量也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。人體可輻射出中心波長為 9～ l0μ m 的紅外線，而用于人體檢測的紅外傳感器波長靈敏度特性在～ 20μ m 范圍內(nèi)幾乎是穩(wěn)定不變的。信號(hào)處理電路的示意圖如 所示。當(dāng)外加磁場場強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，霍爾電壓發(fā)生器產(chǎn)生微小的電壓變化，經(jīng)斬波處理后送入放大器，再經(jīng)鎖相器鎖相后，由場效應(yīng)管輸出高低電平信號(hào)。在力 FB的作用下，電子向半導(dǎo)體片的一個(gè)側(cè)面偏轉(zhuǎn)，在該側(cè)面上形成電子的積累，而在相對的另一側(cè)面上學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 因缺少電子而出現(xiàn)等量的正電荷。 利用軟件積分器測量振動(dòng)的能量。 汽車防盜中，車體傾斜角度的測量要求其信號(hào)具有很小的噪聲，需限制信號(hào)帶寬 。第一種方法輸 出信號(hào)帶寬比較寬，但需外加電壓跟隨器才能帶載 。 動(dòng)態(tài)加速度的測量可以用于振動(dòng)檢測，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。 D 圖 為窗口式比較器，用以實(shí)現(xiàn)傳感信息的初步融合 ： 即將 HB100 輸出的電壓信號(hào)與設(shè)定的閉值相比較，比較的結(jié)果是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) 并送入中央處理模塊 。利用微波多普勒測速傳感器可以測量電磁場中物體的運(yùn)動(dòng)，將檢測到的人運(yùn)動(dòng)引起的電磁波頻率之變化量作為控制信號(hào)，進(jìn)而對步行的人進(jìn)行非接觸式的有效監(jiān)控。 當(dāng)波長和物體尺寸有相同量級(jí)時(shí)，微波又近似于聲學(xué)特性。 2 防盜系統(tǒng)的電壓二次降壓 二次降壓選用 ADP3330 系列線性電源管理芯片。 VREF＝ 。 圖 電壓轉(zhuǎn)換方案示意圖 考慮到系統(tǒng)的兼容性及可擴(kuò)充性，第一次降壓采用集成電源管理芯片LM25761/LM2576HV作為電壓轉(zhuǎn)換芯片。 (5)可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去禍濾波、印刷電路板布線、通道隔離等 。 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。 圖 霍爾器件檢測并行結(jié)構(gòu)圖 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 警報(bào)等級(jí)“人體入侵”屬于屬性級(jí)的特征層融合。最終的融合結(jié)果是將警報(bào)劃分為“整車搬運(yùn)”、“車體破壞”、“非法開啟”和“入車盜竊”四個(gè)等級(jí)，每一報(bào)警級(jí)別的確定都是根據(jù)不同的信息融合模型加以判斷的結(jié)果。這種結(jié)構(gòu)在分布檢測系統(tǒng)中應(yīng)用較為普遍。 (1)檢測級(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和分布式估計(jì)。在經(jīng)典的多傳感器檢測中，所有局部傳感器將檢測到的原始觀測信號(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， 通過信息融合方法獲取高質(zhì)量信息，降低了系統(tǒng)成本。 2 信息融合的特點(diǎn) 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 ： (1)獲取更準(zhǔn)確的信息。迄今為止，沒有任何一種傳感器能夠同時(shí)滿足高可靠性、高穩(wěn)定性、高精度和低成本的要求。 另外，在防盜系統(tǒng)確定汽車處于遇警狀況后，微處理器采用直接阻斷汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火電路的方法使汽車無法開動(dòng)。 以上幾種防盜裝置各有優(yōu)劣，汽車防盜的發(fā)展方向是朝著智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展，而這也是我們所選擇的方向。其原理是在車上安裝一個(gè)小型的 GPS系統(tǒng)，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)和 GPS 監(jiān)控中心連成一個(gè)整體，這種裝置具有定位準(zhǔn)、監(jiān)控范圍廣、主動(dòng)報(bào)警、反應(yīng)快、找回率高的特點(diǎn)，在車輛被偷之前能夠主動(dòng)通知車主，即便車輛被偷走，該裝置也能夠協(xié)助警方探測出車輛的下落，很快便可以找回失竊車輛。當(dāng)車主用遙控器開關(guān)車門時(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)。 機(jī)械式防盜器主要起到限制車輛操作的作用，在防盜方面作用有限。 由此看來，現(xiàn)有的汽車防盜系統(tǒng)不但不能滿足汽車防盜的需求，同時(shí)還存在著噪聲污染、功耗高、 作用距離短、 誤報(bào)率高等諸多缺欠。s reliability in some degree. Key Words： car theft deterrent； fusion； sensor； microprocessor； actuators 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 緒論 ……………………………………………………………………… 1 一、 基于信息融合技術(shù)汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想 … ………………… 3 二、 多傳感器信息融合汽車防盜系統(tǒng)的模型構(gòu)建 ………………… … 3 （一）多傳感器信息融合技術(shù)概述 ……………………………… 3 1多傳感器信息融合基本原理 ……… … …………… …… ……… 3 2信息融合的特點(diǎn) … ………………………………………… …… 4 3信息融合的級(jí)別 …………………………………………… …… 4 4信息融合的結(jié)構(gòu)模型 ……………………………………… …… 6 （二）系統(tǒng)防盜信息的處理模型 …… …………… ……………… 7 三、多傳感器信息融合汽車防盜系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) …… ……… ……… 9 （一） 防盜系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì) …… ………………………………… 9 1防盜系統(tǒng)電壓的一次降壓 …… ……… … … ………………… … 9 2防盜系統(tǒng)的電壓二次降壓 … …………… … ………… … … … 11 （二）防盜系統(tǒng)的監(jiān)測模塊 …… …… …………… ……………… 11 1用微波多普勒傳感器對入侵范圍進(jìn)行監(jiān)測 …… … ………… 11 2利用加速度傳感器對車體振動(dòng)與傾斜進(jìn)行監(jiān)測 …… … …… 13 (1)利用 ADXL202E進(jìn)行振動(dòng)與傾角測量的基本原理 ………… 13 (2)ADXL202E的汽車防盜應(yīng)用方案 …………………………… 14 3利用霍爾開關(guān)器件對車門的開關(guān)進(jìn)行監(jiān)測 ………………… 14 (1)霍爾效應(yīng)簡介 …………… … ………………………… …… 14 (2)霍爾開關(guān)器件 A3210E的基本原理 ……………………… … 15 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） (3)A3210E的汽車防盜應(yīng)用方案 ……………………… ……… 15 4利用熱釋電紅外傳感器對人體入侵進(jìn)行監(jiān)測 ……………… 16 (1)熱釋電紅外傳感器的基本原理 …………………………… 16 (2)熱釋電紅外傳感器的汽車防盜應(yīng)用 ……………………… 17 （三）防盜系統(tǒng)的報(bào)警執(zhí)行模塊 ……… … ……… …… ………… 18 1報(bào)警執(zhí)行模塊的 GSM報(bào)警 ………… …… …………………… 18 (1) GSM 系統(tǒng)概述 ……………………………………………… 18 (2) TC35 GSM 模塊簡介 ………………………………………… 18 2報(bào)警執(zhí)行模塊的語音報(bào)警 …………………………………… 19 3報(bào)警執(zhí)行模塊的閃光報(bào)警和汽車的自鎖操作 ……………… 20 4 汽車防盜系統(tǒng)的中央處理模塊 ……………………………… 21 四、多傳感器信息融合汽車防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) … …… ……… …… 22 （一）單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)概述 ……………………………………… 22 （二）系統(tǒng)防盜功能的軟件實(shí)現(xiàn) ………………………………… 23 結(jié)論 ……………………………………………………………… 26 致謝 ……………………………………………………………… 27 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………… 28 學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 隨著中 國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們的生活水平 的 日 益提高，汽車的應(yīng)用發(fā)展迅速，各類汽車的擁有量不斷提高， 已經(jīng)逐漸地成為我國尋常百姓家的新成員。 本文首先對國內(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。 第五周至第十九周：學(xué)生進(jìn)入撰寫畢業(yè)論文階段。 第十二周至第二十一周：學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，對畢業(yè)論文進(jìn)行修改和完善 ，并在最后定稿。利用 PCB 線路板和 MSP430 集成開發(fā)環(huán)境“ Embedded Workbench”制作了系統(tǒng)的原型機(jī) 。 在北京，被盜的機(jī)動(dòng)車輛中裝有防盜裝置的占總數(shù)的 %。這些防盜裝置常用的防盜手段為 ： 機(jī)械式防盜、電子式防盜、芯片式數(shù)碼 防盜、 GPS 網(wǎng)絡(luò)式防盜以及利用車載電話系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防盜功能。 (2)電子式防盜器。 芯片式數(shù)碼防盜器是現(xiàn)在汽車防盜器發(fā)展的重點(diǎn)，大多數(shù)轎車均采用這種防盜方式作為原配防盜器。 缺點(diǎn)是此裝置需要一套龐大完善的跟蹤系統(tǒng)、 24小時(shí)的人工監(jiān)控車輛，相對那些簡單的防盜器價(jià)格要昂貴 — 些。 另外，由于報(bào)警手段多采用語音報(bào)警，并且誤報(bào)率較高，致使報(bào)警聲也成為環(huán)境噪聲污染的來源 。這樣 ，不但能夠做到報(bào)警及時(shí)，也消除了噪聲擾民現(xiàn)象的發(fā)生。 多傳感器信息融合實(shí)際上是對人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。 (2)獲取更精確的信息。 (6)提高系統(tǒng)的可靠性。 另一種是軟判決融合，中心除了處理硬判決信息外，還處理來自節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)量。 (2)位置級(jí)融合?；旌鲜椒椒ㄒ?