湖 北 汽 车 工 业 学 院 毕 业 论 文
2 本课题的研究背景
2.1 单片机的发展与应用
2.1.1 单片机发展状况
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机的新特点是价格更低、使用更加方便、功耗更低、低电压型、Flash型。 2.1.2 单片机在汽车上的应用
电子技术的发展为汽车电子化提供了良好条件，国外汽车广泛采用的计算机控制装置和电子设备已成为批量极大的机电一体化产品，如点火控制、制动防滑控制汽油分配及车内空调、音像及门窗控制等。这些装置和系统的采用使汽车的行驶安全性、可靠性和舒适性有很大提高，节约了燃料，降低了对环境的污染，改进和提高了汽车的性能。这些系统的广泛使用，在很大程度上得益于性能优良的微处理器的发展，汽车上的计算机控制系统基本上采用的都是单片机。计算机由运算器、控制器、存储器、输人设备以及输出设备五部分组成。早期的计算机因为体积庞大，价格昂贵，很少能在汽车上应用，采用大规模集成电路的单片机把计算机的五个组成部分集成在一个芯片之内，它体积小、价格低、性能高，因此在仪器仪表、化工石油、航空航天领域得到了广泛的应用。一辆国外先进轿车就使用几十个单片机。
单片机控制系统中除了单片机这个系统核心，尚需要前向通道、后向通道及人机接口等。有些系统包括所有全部，而有些只包含几部分，根据系统要求决定系统规模。单片机是系统中枢，作出决策。前向通道是系统的信息输人端，将各种传感器如水温、气压、位置开关、空气流量计、电池电压等有关参数和连续模拟信号经过信号调理电路处理得到标准信号送人单片机。使单片机及时获取系统运行信息。后向通道将微机计算或逻辑判断得到的控制量送给执行机构， 使系统按预定的规律运行。这些执行机构可能是阀门或电磁铁等。系统框图如2.1所示，
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图2.1 单片机控制系统构成
系统运行过程中，需要驾驶员设定一些参数，同时要求及时控制运行过程的一些状态，因此系统还要有一些人机交互接口，汽车单片机系统的人机交互不象电脑有键盘和显示器，一般比较简单，输人设备为按钮或简单键盘，输出一般为指示灯、LED或数码与点阵式液晶显示器汽车上使用的单片机一般为4、8、16位单片机。系统功能的实现除了必要的硬件支撑，还要设计软件。单片机软件开发一般需要借助专用开发工具，每年单片机均有自己特定的指令系统，可以用汇编语言或BASIC、C等高级语言编写。控制策略有很多如位式控制、PID控制、模糊控制、自适应预测预报控制等，这些控制方案使得系统智能化程度越来越高。开发软件完成后，用将程序固化在存储器中或做掩膜。
2.2 国内外对汽车防盗器的研究现状及发展
随着微电子技术的进步，各汽车厂家都在不断地改进防盗技术，汽车防盗技术己向着自动化、智能化方向发展。
2.2.1 国内外汽车防盗技术的发展
国外汽车防盗技术起步较早，主要原因是国外汽车保有量很大，而且盗窃案件逐年上升，广大汽车用户对汽车在防盗性能方面有更高的需求，另一方面国外政府也针对汽车防盗性能制定了严格的法律法规；同时微电子技术和计算机软件技术的进步也推动了汽车制造厂商对汽车防盗技术进行研究和升级。一下列举了国外防盗技术的发展。
1美国的钥匙防盗技术
美国德克萨斯仪器公司下属的一家子公司利用无线电射频技术，研制成功一种“车辆固定
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系统”，将射频发射应答器嵌入汽车钥匙中，应答器内存有与特定车辆相吻合的特别识别码。当钥匙插入电源开关并转动时，就会在转发器和识别器之间引发一种无线电信号，如果钥匙中的识别码与汽车内的编码一致，汽车就可以发动起来。否则，识别码就不会接通电源，从而锁定点火系统和供油系统，汽车无法起动。该技术已为福特汽车公司所采用。
2德国的变密码防盗技术
德国梅塞德斯·奔驰公司于1994年12月1日开始生产首批绝对防盗豪华轿车。这种汽车装配有“电子开门钥匙”红外线遥控器，发射出肉眼看不见的多次变换密码的光信号及接受这种信号的特种传感器来防盗。它由微型计算机与发动机的电子控制单元(ECU)相联。当车门锁闭时，能切断全部功能。这种防盗装置之所以能绝对防盗，就在于密码的随时变换，只有与之相应的遥控器才能使用和识别密码。
3日本的感应式防盗技术
2004年，日本松下电器公司推出了感应式防盗技术，利用声压传感器和人体传感器辨认异常情况进行处置和报警。现在的最新技术是基于GPS全球定位系统和移动公司GSM、GPRS以及短信技术的综合防盗系统，具有车辆定位、遥控熄火、网络查询及跟踪、车内监听、路况信息查询、人工导航等多种功能。
4澳大利亚的电子追踪防盗技术
澳大利亚一家公司发明的电子追踪防盗技术是示踪标识和追踪雷达系统的结合，能在14m之内对行驶的汽车进行监视和识别。每个标识都有一个硅集成电路和发射装置。标识可跟踪车主要求的密码电波，出厂时装在车内。追踪雷达系统则装在道路口的交通标志灯上，接收和识别每一辆驶过车辆的密码电波，警察据此扣留被盗车辆。
5法国的代码防盗技术
法国雪铁龙和标致汽车公司研制成功一种用代码防汽车起动的装置。该装置很有效又有约束性。因为每次起动汽车前，必须输入代码才行。这一技术己为新型雷诺轿车采用。
还要提及的是，法国提出的通过人造卫星监控汽车的防盗装置也开始实用化。它为我们防盗技术将来的发展方向开辟了一条新的思路。
国内汽车防盗技术的发展
我国单片机在汽车电子设备上的应用研究起步晚，技术落后。我国从80年代引进单片机，主流系列为英特尔公司51系列，在我国应用较为成熟，近年其他公司的性能优良的单片机较多地引进，为单片机应用提供更好的条件。我国汽车专用微电脑较少，清华大学曾用
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MC68HCOS单片机进行汽车安全气囊控制系统开发研究。一般开发汽车电子产品选用单片机。但我国经过20年的单片机引进、消化和开发，已积累了一定的技术，培养了很多人才，单片机技术引起了各个行业的重视。在不久的将来，我国汽车行业将研制出更多、更先进可靠的单片机应用系统。
我国在汽车防盗技术方面一直较为落后，究其原因一是我国制定的汽车防盗法规还不够健全，执行也不够严格；二是生产企业对汽车防盗的认识还不够重视，资金投入也不足；三是我国的汽车防盗技术方面还比较薄弱，尤其是电子方面，这就严重限制了我国汽车防盗技术的发展。
但是，从近几年的情况来看，我国在这一方面大有改观。虽然国内对汽车防盗技术的研究起步较晚，但对新技术的跟进十分迅速，特别是对GPS、GPRS、GSM、短信、RFID以及跳码等最新技术在汽车防盗上应用进行了卓有成效的研究。国家在汽车防盗保险法规方面制定了更为严格的标准，也给予了大量的投资，积极开发新产品。
中国的全方位遥控防盗技术
吉林省通化市一青年发明家研制成功一种DF-816型汽车防盗器，适用于各种大小汽车，具有全车体、全方位防盗、自动防盗报警和锁定功能。除车主之外，任何人想开动或撬、拆、击打汽车、盗窃轮胎或车上货物，都会发出不小于1200分贝的强力报警声。其遥控器可象BP机那样随身携带。
2.3 汽车防盗器的类型和特点
2.3.1汽车防盗系统的作用
汽车防盗系统，是指防止汽车本身或车上的物品被盗所设的系统。它由电子控制的遥控器或钥匙、电子控制电路、报警装置和执行机构等组成。最早的汽车门锁是机械式门锁，只是用于汽车行驶时防止车门自动打开而发生意外，只起行车安全作用，不起防盗作用。随着社会的进步、科学技术的发展和汽车保有量的不断增加，后来制造的轿车、货车车门都上装了带钥匙的门锁。这种门锁只控制一个车门，其他车门是靠车内门上的门锁按钮进行开启或锁止。
2.3.2工作原理
一般的电子汽车防盗器里有一个集成芯片，里面有一些开关门，当外加一个触发电压的时候，开关门就打开输出一个正电压到驱动电路，推断执行机构和报警电路。外加电压靠传感器
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或开关来完成的，具有隐蔽性和不可破坏性。
电控汽车一般都是原厂带的防盗器，原理与电子防盗器大致相同，只是电路互相牵连，主要是锁死发动系统。网络防盗器除了有比电子防盗器更强的功能外，还能把盗情发送到车主的手机上，并具备锁死发动系统的能力。其手机定位可把车辆定位在某个范围内。GPS卫星定位防盗器功能就更强了，几乎综合了所有的防盗功能，并能用卫星准确定位在5米范围内，也就是眼前。其传感器有采用无线传感的，很难破坏。
为了更好的发挥防盗作用，有的车上还装有一个转向锁。转向锁是用来锁止汽车转向轴的。转向锁与点火锁设在一起，安装在转向盘下，它是用钥匙来控制。即点火锁切断点火电路使发动机熄火后，将点火钥匙再左旋至极限位置的挡位，锁舌就会伸出嵌入转向轴槽内，将汽车转向轴机械性的锁止。即使有人将车门非法打开并起动发动机，由于转向盘被锁止，汽车不能实现转向，故不能将汽车开走，于是起到了汽车的防盗作用。有的汽车设计和制造时就没有转向锁，而是用另外一个所谓的拐杖锁锁止转向盘，使转向盘不能转动，也可起到防盗作用。
有的汽车在变速器上设有机械锁，是将变速器操纵杆锁止，使盗窃者不能挂挡而使汽车不能移动。点火开关是用来接通或断开发动机点火系的电路，根据一把钥匙开一把锁的道理，也起到了一定的防盗作用。
2.3.3 防盗器的类型和特点
汽车防盗装置按其结构可分为机械式、电子式、网络式、指纹识别式四大类。 机械式
防盗装置是采用金属材料制作的各种防盗锁具，包括转向柱锁、转向盘锁、变速杆锁、踏板锁（离合器踏板锁、制动踏板锁）、车轮锁等到等到，通过这些防盗锁是锁住汽车的操纵部件，使窃贼无法将汽车开走。该防盗装置简便易行、价格便宜，缺点是不能报警。
电子式
防盗装置也称微电脑防盗装置，主要有插片式、按键式和遥控式等种类。该防盗装置通过电子设备控制汽车的起动、点火等电路，当整个系统开启之后，如果有非法移动汽车、开启车门、油箱门、发动机盖、行李舱盖、接点火线路时，防盗装置立刻发出警报，顿时灯光闪烁，警笛大作，同时切断起动电路、点火电路、喷油电路、供油电路，甚至自动变速器电路，使汽车处于完全瘫痪状态。该防盗装置安装隐蔽，功能齐全，无线遥控，操作简便，是目前中、高档轿车上广泛使用的防盗装置。
网络式
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