车载智能点火控制及视频防盗系统的设计与实现

车载智能点火控制及视频防盗系统的设计与实现

作者：谭艳梅

来源：《电子世界》2013年第15期

【摘要】本文设计了基于ARM7 LPC213X的车载智能点火控制及视频防盗系统。系统实现了驾驶员酒精浓度自动测试，酒精超标汽车自动熄火；汽车点火成功后，摄像头自动拍摄驾驶员头像通过GSM发送至车主手机上，发现车辆被盗，车主可以立即通过发送指令让汽车熄火，汽车就无法开动，从而达到防盗的效果。

【关键词】ARM7 LPC213X；酒精检测；点火控制；视频防盗；GSM；汽车熄火

1.引言

中国自从加入WTO，汽车工业得到飞速发展，汽车已成为中国人的主要交通工具，很多家庭拥有多辆中高档小汽车，小汽车数量的剧增，很多问题也随之而来。例如，饮酒或醉酒后驾驶汽车的概率提高，给道路交通安全带来严重隐患；汽车财产被盗案件增加，直接导致社会和人民群众的经济损失。目前市场上汽车电子产品种类繁多，酒精检测仪只在交警执勤时才被使用，人们还没有自觉使用，并且体积比较大，还要用力吹气，若被测试者不配合就无法检测；防盗类智能产品种类繁多，主要防盗原理有两种：第一种就是声光报警。当汽车被非法触碰或进入时，发出赤耳的警报声，引起周围人的注意，对不法分子具有一定的恐吓作用，但警报声响很快就结束，并且由于这种类型报警器被广泛使用，即使在外界有较大声源影响下都会发出报警声，使得大家对这种声音已经越来越不敏感了，它的报警作用也容易被忽略，防盗效果不好。第二种就是利用GPS定位系统，当车子被盗走后可以根据车载GPS定位系统尽快找到丢失的车辆。这方法虽好，但在GPS无法精确定位的地方也是很难找到丢失的汽车，所以这种防盗系统也存在缺陷。

基于以上描述的这些问题，本文设计并实现了一种基于嵌入式系统的车载智能酒精检测点火控制及视频防盗功能的系统，能从根本上解决这些问题。

2.系统结构

本文设计的车载智能点火控制及视频防盗系统以下简称该车载智能系统，它能自动检测酒精含量是否超标，如果超标，就由主控核心电路发出指令控制汽车点火电路断开，汽车熄火无法开动，有效地从源头禁止酒后驾驶车辆，从而降低由于饮酒驾驶车辆发生交通事故的概率，也保护驾驶员的生命安全；另外它能够在汽车点火瞬间自动拍摄驾驶员头像并发送到车主手机上，一旦发现车辆被盗，车主可用手机立即给该车载智能系统发送汽车熄火指令去控制汽车熄火，汽车无法开动，汽车免于被盗，防盗效果高于同类产品，防盗功能得到突破性提高。该车

载智能系统的硬件结构框图如图1所示。它由主控电路、酒精检测电路、汽车点火控制电路、摄像电路、GSM/GPRS电路五个模块组成。主控电路是整个系统的核心，它通过给各个子电路系统模块发送命令，控制各个模块工作。酒精检测电路模块的功能主要是完成酒精信号的采集，转变成模拟电信号作为主控电路模数转换的输入电信号使用。汽车点火控制电路通过主控电路的ARM发出有效电平控制点火电路的通断。摄像电路用于对驾驶员头部拍照。

GSM/GPRS电路用于发送头像彩信和接收指令短信。

3.系统硬件设计

3.1 主控电路模块

根据该车载智能控制系统的功能要求，主控模块必须要满足处理速度高、功耗低、存取速度快、传输速度高、多个中断处理等要求。经过各方面比较，选用性价比相对较高的智林测控技术研究所的Z213X开发板作为主控电路板。Z213X开发板使用的核心器件是LPC213X。LPC213X是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7 TDMI-S CPU的微控制器，带有32kB嵌入的高速Flash存储器，具有高性能和低功耗的特性。ARM结构是基于精简指令集计算机（RISC）原理而设计的。指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机简单得多。这样使用一个小的、廉价的处理器核就可以实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。宽范围的串行通信接口和片内32KB的SRAM使其为应用提供巨大的缓冲空间和强大的处理功能。

Z213X/4X开发板拥有2个32位定时器、2个10位8路ADC、1个10位DAC、PWM通道和47个GPIO以及多达9个边沿或电平触发的外部中断。为了满足主控电路与外部电路模块通信的要求，在这里准备了两个串口，分别是串口0和串口1。串口0的第2、3脚分别与

LPC213X的P0.8和P0.9连接，串口1的第2、3脚分别与P0.8和P0.9连接。摄像电路是通过串口0与主控电路连接在一起的。而串口1是用于连接GSM/GPRS通信模块和主控电路的。

3.2 酒精检测电路模块

酒精检测电路很简单，主要由酒精传感器、LM358双运放器和电阻组成。工作原理是通过酒精传感器采集酒精信号，将该信号转换为电信号输入LM358进行信号放大后，再将此模拟电信号送到主控电路Z213X开发板的LPC213X芯片的第15脚P0.30进行AD转换，得到的酒精含量数值与参考值相比较，若超过参考值则主控电路给汽车点火控制电路发出切断电源的信号，汽车熄火，无法开动，从而避免饮酒或醉酒驾驶行为发生，从根本上降低交通事故发生。

3.3 摄像电路模块

摄像电路采用的是广州谱泰通信公司设计生产的PTC01功能电路板。它是一款集图像采集、拍摄控制、红外补光、数据压缩、串口传输于一体的工业级图像采集处理设备。其内置的高性能数字信号处理芯片实现了对原始图像的高比例压缩。产品图像输出采用标准JPEG格式，可方便地兼容各种图像处理软件；标准的三线式RS-232通信接口以及简单的图像传输协