| 专利名称： | 一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Wireless communication real-time monitoring vehicle-mounted security system based on CAN control | ||
| 专利号： | CN201510202036.2 | 申请时间： | 20150424 |
| 公开号： | CN104890621A | 公开时间： | 20150909 |
| 申请人： | 吉林大学 | ||
| 申请地址： | 130012 吉林省长春市前进大街2699号 | ||
| 发明人： | 于银辉; 王玉星; 杨蕾; 张磊; 田小建 | ||
| 分类号： | B60R25/102; B60R25/33 | 主分类号： | B60R25/102(2013.01)I |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 王恩远 |
| 摘要： | 本发明的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统，属于无线通信技术领域。结构包括汽车点火系统(5)，其特征在于，结构还有与汽车点火系统(5)相连的主控模块(1)以及分别与主控模块(1)相连的RFID模块(2)、GPRS模块(3)、GPS模块(4)、图像采集模块(6)。本发明在车辆异常或被盗时锁定发动机点火系统，并通过GPRS模块向车主预留的手机发送GPS定位信息、车内图像信息等重要信息，能够有效地保护汽车闲置时的安全。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a wireless communication real-time monitoring vehicle-mounted security system based on CAN control, belonging to the technical field of the wireless communication. The system structurally comprises an automotive ignition system (5) and is characterized in that the system further structurally comprises a main control module (1) connected with the automotive ignition system (5) as well as a RFID (Radio Frequency Identification Device) module (2), a GPRS (General Packet Radio Service) module (3), a GPS (Global Position System) module (4) and an image gathering module (6) which are connected with the main control module (1). When the automobile is abnormal or stolen, the engine ignition system can be locked; important information, such as GPS locating information, image information in the automobile and the like can be sent to the mobile phone reserved by the car owner by the GPRS module; and the safety of automobile in idle can be protected effectively. | ||
1.一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统，结构包括汽车点 火系统(5)，其特征在于，结构还有与汽车点火系统(5)相连的主控模块(1) 以及分别与主控模块(1)相连的RFID模块(2)、GPRS模块(3)、GPS模块 (4)、图像采集模块(6)； 所述的主控模块(1)的结构为：单片机STM32F103ZET6的8脚和9脚之 间接频率为32.768KHz的晶振Y1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1和电容 C2接地，24脚连接晶振频率为8MHz的Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电 阻R1的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地，单片机STM32F103ZET6的 30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容C5 和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、 130脚和143脚接地，17脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108 脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VDD； 所述的RFID模块(2)的结构为：芯片MF RC500的13、14～20共8个引 脚依次和主控模块(1)中单片机STM32F103ZET6的34～37和40～43共8个引 脚相连，芯片MF RC500的2脚与主控模块(1)中单片机STM32F103ZET6的 93脚相连，芯片MF RC500的9脚、10脚、11脚分别与主控模块(1)中单片 机STM32F103ZET6的92脚、101脚、102脚相连，芯片MF RC500的6脚、22 脚、23脚、25脚和26脚均连接电源VDD，8脚、24脚和28脚均接地，1脚和 32脚之间接频率为13.56MHz的晶振Y3，同时1脚和32脚还分别通过电容C7 和电容C8接地，30脚通过电容C9接地，30脚同时还通过电阻R3与29脚、天 线、及电容C10的一端接在一起，电容C10的另一端与电感L2的一端、电容 C11的一端及电容C13的一端相连，电感L2的另一端电容C13的另一端接地， 电容C11的另一端与电容C12的一端和电感L1的一端相连，电容C12的另一端 接地，电感L1的另一端接芯片MF RC500的5脚，芯片MF RC500的7脚经电 感L3同时与电容C14和电容C16的一端相连，电容C14的另一端接地，电容 C16的另一端通过相互并联的电容C15和电感L4接地； 所述的GPRS模块(3)的结构为：芯片MC35i的1～5脚接电源VDD，同 时还通过电容C17接地，6～10脚接地，同时接三极管T1的发射极，15脚接三 极管T1的集电极，三极管T1的基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时 接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R5的另一端作为 GPRS模块(3)的“启动”端口，芯片MC35i的18脚和19脚分别与主控模块 (1)中的单片机STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8 接地，33脚和34脚之间接扬声器，32脚通过电阻R10接三极管T2的基极，三 极管T2的集电极通过电阻R13接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳 极接电源VDD，三极管T2的发射极接地，芯片MC35i的30脚接电阻R11的一 端，电阻R11的另一端通过电容C18接地，芯片MC35i的24脚和28脚同时与 SIM卡的3脚相连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27 脚与SIM卡的1脚相连，29脚与SIM卡的4脚相连； 所述的GPS模块(4)的结构为：芯片ITRAX300的3脚接发光二极管D2 的阴极，发光二极管D2的阳极经电阻R12接电源VDD，芯片ITRAX300的8 脚和9脚同时接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接电感L5的一端，电感 L5的另一端与芯片ITRAX300的11脚相连并接地，芯片ITRAX300的23脚接 电源VDD，22脚通过电阻R14接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电源 VDD，电源VDD通过电容C19接地，芯片ITRAX300的21脚、20脚分别接电 阻R15、R16的一端，电阻R15、R16的另一端分别接芯片MAX232的13脚和 8脚，芯片MAX232的9脚、12脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6 的101脚、102脚相连，芯片ITRAX300的19脚、18脚、16脚、15脚、14脚 分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的69脚、70脚、74脚、75脚、76 脚相连，芯片ITRAX300的7脚、10脚、12脚、13脚和24脚接地； 所述的图像采集模块(6)的结构为：芯片OV7670的1脚、2脚、3脚、8 脚、9脚、10分别通过电容C20～C25接地，4脚、5脚和6脚直接接地，24脚、 23脚、21脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的128脚、117脚、100 脚相连，18脚～11脚共8个引脚依次分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6 的26脚、27脚、28脚、29脚、44脚、45脚、96脚、97脚相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的各电阻参数分别为，R1：1MΩ，R2：10Ω，R3： 820kΩ，R4：10kΩ，R5、R6、R7：10kΩ，R8：2kΩ，R9：10kΩ，R10：1.5kΩ， R11：1kΩ，R12：510Ω，R13：10Ω，R14、R15、R16：510Ω，；所述的各电容 的参数分别为，C1：10uF，C2：10uF，C3：22uF，C4：22uF，C5：10uF，C6： 0.1uF，C7、C8：15pF，C9：0.1uF，C10：15pF，C11：27pF，C12：47pF，C13： 270pF，C14：47pF，C15：270pF，C16：27pF，C17：0.1uF，C18：10uF，C19、 C20、C21、C22、C23、C24、C25：0.1uF；所述的各电感的参数分别为，L1、 L3：2.2mH，L2、L4：0.1uH，L5：27nH；所用的发光二极管D1、D2的型号均 为BT102，所述的二极管D3的型号为1N4148；所用的三极管T1、T2的型号均 为2N3904；电源VDD的电压为+5V。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的CAN总线控制模 块(7)；所述的CAN总线控制模块(7)的结构为：CAN总线控制器芯片SJA1000 的11脚、12脚、17脚、18脚和22脚均连接电源VDD，17脚还通过电容C28 接地，15脚和21脚均接地，9脚和10脚之间接频率为11.0592MHz的晶振Y3， 9脚和10脚还分别通过电容C26和电容C27接地，8脚接主控模块(1)中的单 片机STM32F103ZET6的30脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的数据端口 AD0～AD7共8个引脚依次与主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的10～15 脚、18脚、19脚共8个引脚相连，SJA1000的5脚、6脚和16脚分别连主控模 块(1)的20脚、21脚和49脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的13脚通过电 阻R17接光耦合器U1的3脚，光耦合器U1的2脚接电源VDD，8脚和6脚之 间接电阻R18，8脚还与7脚相连，同时接光耦合器U2的2脚和CAN总线收发 芯片82C250的3脚，光耦合器U1的6脚还接总线收发芯片82C250的1脚，5 脚接总线收发芯片82C250的2脚，总线收发芯片82C250的2脚和3脚之间接 电容C30，8脚通过电阻R21接地，4脚通过电阻R23接光耦合器U2的3脚，7 脚通过电阻R19接CAN总线的CANL，6脚通过电阻R20接CAN总线的CANH， 光耦合器U2的8脚和7脚均接电源VDD，且通过电容C29接地，5脚接地，8 脚和6脚之间接有电阻R22，6脚接CAN总线控制器芯片SJA1000的19脚，所 述的光耦合器U1和U2的型号为6N137。
4.根据权利要求3所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的各电阻的参数分别为R17、R18：390Ω；R19、R20： 5Ω；R21：47kΩ；R22、R23：390Ω；所述的各电容的参数分别为，C26、C27： 30pF，C28：100nF，C29：0.1uF，C30：100uF。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的显示模块(8)；所 述的显示模块(8)的结构为：液晶显示屏LCD12864的VDD端口和BLA端接 电源VDD，VSS端口和BLK端接地，VL端口接滑动变阻器R24的一端，滑动 变阻器R24的另一端和滑线端接地，液晶显示屏LCD12864的数据端D0～D7共 8个引脚依次与主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的2～5脚、58～60 脚和63脚共8个引脚相连。
6.根据权利要求5所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的滑动变阻器R24的阻值为10kΩ。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的温湿度监测模块(9)； 所述的温湿度监测模块(9)的结构为：传感器芯片SHT11的GND端接地，VDD 端接电源VDD，DATA端接主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的34 脚，DATA端还通过电阻R25接电源VDD，SCK端接主控模块(1)中的单片 机STM32F103ZET6的137脚。
8.根据权利要求7所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的电阻R25的阻值为4.7kΩ。
9.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，所述的汽车点火系统(5)的点火模块是由光电隔离 电路构成，所述的光电隔离电路的结构为：光耦T3的发光二极管的阳极接电源 VDD，阴极作为点火模块的“控制信号”端口接主控模块(1)中的单片机 STM32F103ZET6的23脚，光耦T3的光电三极管的集电极连接汽车点火系统(5) 的+12V电源，发射极接点火开关线路中的场效应管T4的栅极，还通过电阻R26 接地。
10.根据权利要求9所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的光耦T3的型号为4N25，电阻R26为1kΩ。
1.一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统，结构包括汽车点 火系统(5)，其特征在于，结构还有与汽车点火系统(5)相连的主控模块(1) 以及分别与主控模块(1)相连的RFID模块(2)、GPRS模块(3)、GPS模块 (4)、图像采集模块(6)； 所述的主控模块(1)的结构为：单片机STM32F103ZET6的8脚和9脚之 间接频率为32.768KHz的晶振Y1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1和电容 C2接地，24脚连接晶振频率为8MHz的Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电 阻R1的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地，单片机STM32F103ZET6的 30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容C5 和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、 130脚和143脚接地，17脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108 脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VDD； 所述的RFID模块(2)的结构为：芯片MF RC500的13、14～20共8个引 脚依次和主控模块(1)中单片机STM32F103ZET6的34～37和40～43共8个引 脚相连，芯片MF RC500的2脚与主控模块(1)中单片机STM32F103ZET6的 93脚相连，芯片MF RC500的9脚、10脚、11脚分别与主控模块(1)中单片 机STM32F103ZET6的92脚、101脚、102脚相连，芯片MF RC500的6脚、22 脚、23脚、25脚和26脚均连接电源VDD，8脚、24脚和28脚均接地，1脚和 32脚之间接频率为13.56MHz的晶振Y3，同时1脚和32脚还分别通过电容C7 和电容C8接地，30脚通过电容C9接地，30脚同时还通过电阻R3与29脚、天 线、及电容C10的一端接在一起，电容C10的另一端与电感L2的一端、电容 C11的一端及电容C13的一端相连，电感L2的另一端电容C13的另一端接地， 电容C11的另一端与电容C12的一端和电感L1的一端相连，电容C12的另一端 接地，电感L1的另一端接芯片MF RC500的5脚，芯片MF RC500的7脚经电 感L3同时与电容C14和电容C16的一端相连，电容C14的另一端接地，电容 C16的另一端通过相互并联的电容C15和电感L4接地； 所述的GPRS模块(3)的结构为：芯片MC35i的1～5脚接电源VDD，同 时还通过电容C17接地，6～10脚接地，同时接三极管T1的发射极，15脚接三 极管T1的集电极，三极管T1的基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时 接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R5的另一端作为 GPRS模块(3)的“启动”端口，芯片MC35i的18脚和19脚分别与主控模块 (1)中的单片机STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8 接地，33脚和34脚之间接扬声器，32脚通过电阻R10接三极管T2的基极，三 极管T2的集电极通过电阻R13接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳 极接电源VDD，三极管T2的发射极接地，芯片MC35i的30脚接电阻R11的一 端，电阻R11的另一端通过电容C18接地，芯片MC35i的24脚和28脚同时与 SIM卡的3脚相连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27 脚与SIM卡的1脚相连，29脚与SIM卡的4脚相连； 所述的GPS模块(4)的结构为：芯片ITRAX300的3脚接发光二极管D2 的阴极，发光二极管D2的阳极经电阻R12接电源VDD，芯片ITRAX300的8 脚和9脚同时接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接电感L5的一端，电感 L5的另一端与芯片ITRAX300的11脚相连并接地，芯片ITRAX300的23脚接 电源VDD，22脚通过电阻R14接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电源 VDD，电源VDD通过电容C19接地，芯片ITRAX300的21脚、20脚分别接电 阻R15、R16的一端，电阻R15、R16的另一端分别接芯片MAX232的13脚和 8脚，芯片MAX232的9脚、12脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6 的101脚、102脚相连，芯片ITRAX300的19脚、18脚、16脚、15脚、14脚 分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的69脚、70脚、74脚、75脚、76 脚相连，芯片ITRAX300的7脚、10脚、12脚、13脚和24脚接地； 所述的图像采集模块(6)的结构为：芯片OV7670的1脚、2脚、3脚、8 脚、9脚、10分别通过电容C20～C25接地，4脚、5脚和6脚直接接地，24脚、 23脚、21脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的128脚、117脚、100 脚相连，18脚～11脚共8个引脚依次分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6 的26脚、27脚、28脚、29脚、44脚、45脚、96脚、97脚相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的各电阻参数分别为，R1：1MΩ，R2：10Ω，R3： 820kΩ，R4：10kΩ，R5、R6、R7：10kΩ，R8：2kΩ，R9：10kΩ，R10：1.5kΩ， R11：1kΩ，R12：510Ω，R13：10Ω，R14、R15、R16：510Ω，；所述的各电容 的参数分别为，C1：10uF，C2：10uF，C3：22uF，C4：22uF，C5：10uF，C6： 0.1uF，C7、C8：15pF，C9：0.1uF，C10：15pF，C11：27pF，C12：47pF，C13： 270pF，C14：47pF，C15：270pF，C16：27pF，C17：0.1uF，C18：10uF，C19、 C20、C21、C22、C23、C24、C25：0.1uF；所述的各电感的参数分别为，L1、 L3：2.2mH，L2、L4：0.1uH，L5：27nH；所用的发光二极管D1、D2的型号均 为BT102，所述的二极管D3的型号为1N4148；所用的三极管T1、T2的型号均 为2N3904；电源VDD的电压为+5V。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的CAN总线控制模 块(7)；所述的CAN总线控制模块(7)的结构为：CAN总线控制器芯片SJA1000 的11脚、12脚、17脚、18脚和22脚均连接电源VDD，17脚还通过电容C28 接地，15脚和21脚均接地，9脚和10脚之间接频率为11.0592MHz的晶振Y3， 9脚和10脚还分别通过电容C26和电容C27接地，8脚接主控模块(1)中的单 片机STM32F103ZET6的30脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的数据端口 AD0～AD7共8个引脚依次与主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的10～15 脚、18脚、19脚共8个引脚相连，SJA1000的5脚、6脚和16脚分别连主控模 块(1)的20脚、21脚和49脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的13脚通过电 阻R17接光耦合器U1的3脚，光耦合器U1的2脚接电源VDD，8脚和6脚之 间接电阻R18，8脚还与7脚相连，同时接光耦合器U2的2脚和CAN总线收发 芯片82C250的3脚，光耦合器U1的6脚还接总线收发芯片82C250的1脚，5 脚接总线收发芯片82C250的2脚，总线收发芯片82C250的2脚和3脚之间接 电容C30，8脚通过电阻R21接地，4脚通过电阻R23接光耦合器U2的3脚，7 脚通过电阻R19接CAN总线的CANL，6脚通过电阻R20接CAN总线的CANH， 光耦合器U2的8脚和7脚均接电源VDD，且通过电容C29接地，5脚接地，8 脚和6脚之间接有电阻R22，6脚接CAN总线控制器芯片SJA1000的19脚，所 述的光耦合器U1和U2的型号为6N137。
4.根据权利要求3所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的各电阻的参数分别为R17、R18：390Ω；R19、R20： 5Ω；R21：47kΩ；R22、R23：390Ω；所述的各电容的参数分别为，C26、C27： 30pF，C28：100nF，C29：0.1uF，C30：100uF。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的显示模块(8)；所 述的显示模块(8)的结构为：液晶显示屏LCD12864的VDD端口和BLA端接 电源VDD，VSS端口和BLK端接地，VL端口接滑动变阻器R24的一端，滑动 变阻器R24的另一端和滑线端接地，液晶显示屏LCD12864的数据端D0～D7共 8个引脚依次与主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的2～5脚、58～60 脚和63脚共8个引脚相连。
6.根据权利要求5所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的滑动变阻器R24的阻值为10kΩ。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，结构还有与主控模块(1)相连的温湿度监测模块(9)； 所述的温湿度监测模块(9)的结构为：传感器芯片SHT11的GND端接地，VDD 端接电源VDD，DATA端接主控模块(1)中的单片机STM32F103ZET6的34 脚，DATA端还通过电阻R25接电源VDD，SCK端接主控模块(1)中的单片 机STM32F103ZET6的137脚。
8.根据权利要求7所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的电阻R25的阻值为4.7kΩ。
9.根据权利要求1或2所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车 载安防系统，其特征在于，所述的汽车点火系统(5)的点火模块是由光电隔离 电路构成，所述的光电隔离电路的结构为：光耦T3的发光二极管的阳极接电源 VDD，阴极作为点火模块的“控制信号”端口接主控模块(1)中的单片机 STM32F103ZET6的23脚，光耦T3的光电三极管的集电极连接汽车点火系统(5) 的+12V电源，发射极接点火开关线路中的场效应管T4的栅极，还通过电阻R26 接地。
10.根据权利要求9所述的一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统，其特征在于，所述的光耦T3的型号为4N25，电阻R26为1kΩ。
翻译：技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于CAN控制的无线通信实 时监控车载安防系统(简称MRGS系统)。
背景技术
随着汽车保有量的迅速增长，汽车安全防护已成为当前社会普遍关注的问 题。每年因汽车恶意损坏、被盗、自燃、雨灌等造成的损失是巨大的，因此，对 汽车安防系统的研究迫在眉睫。当前市场上汽车安防仅限于防盗报警，多为抨击 警笛和回传两类，且存在有误报警，报警范围小，对被盗车辆不能跟踪定位等缺 点。
目前，国内外有许多汽车防盗产品出售，这些产品大都只基于RFID或GPS 技术中的一种，功能还不够全面。同时，现在广泛应用的汽车防盗装置普遍存在 结构复杂、价格昂贵、功能单一和可靠性差等缺点，并不能实现真正意义上的防 盗。要实现真正的防盗，进一步提高产品的灵活性和适用性，应将控制技术、数 据通讯及网络技术等应用到汽车防盗领域，使汽车防盗装置朝着安全、简单、高 智能化及功能多样化方向发展。近年来流行的遥控无锁系统只是智能化、功能多 样化的初步体现，未来汽车防盗装置还将向电子密码等多样化识别方向发展。然 而对综合了RFID、GPS定位、通信网络和控制器局域网(CAN)等技术的车载 信息监测系统的汽车防盗产品的研究大部分都停留在理论阶段，还未实现产业 化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，利用无线通信原理，并利用RFID射频识别技 术、GPS技术、图像采集技术，以及CAN总线技术，提供一种基于CAN控制 的无线通信实时监控车载安防系统，用来实时监控车内状况，并在车内状况异常 或车辆被盗时及时将车内图像及车的位置信息通过GPRS网络发送到车主手机 上。
上述的技术问题通过以下的技术方案实现：
一种基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统，结构包括汽车点火 系统5，其特征在于，结构还有与汽车点火系统5相连的主控模块1以及分别与 主控模块1相连的RFID模块2、GPRS模块3、GPS模块4、图像采集模块6。
所述的主控模块1的结构为：单片机STM32F103ZET6的8脚和9脚之间接 频率为32.768KHz的晶振Y1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1和电容C2接 地，24脚连接晶振频率为8MHz的Y2的一端，晶振Y2的两端分别与电阻R1 的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地，单片机STM32F103ZET6的30脚 接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过两个并联的电容C5和C6 接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、94脚、107脚、120脚、130 脚和143脚接地，17脚、39脚、52脚、62脚、72脚、84脚、95脚、108脚、 121脚、131脚和144脚均连接电源VDD。
所述的RFID模块2的结构为：芯片MF RC500的13、14～20共8个引脚依 次和主控模块1中单片机STM32F103ZET6的34～37和40～43共8个引脚相连， 芯片MF RC500的2脚与主控模块1中单片机STM32F103ZET6的93脚相连， 芯片MF RC500的9脚、10脚、11脚分别与主控模块1中单片机STM32F103ZET6 的92脚、101脚、102脚相连，芯片MF RC500的6脚、22脚、23脚、25脚和 26脚均连接电源VDD，8脚、24脚和28脚均接地，1脚和32脚之间接频率为 13.56MHz的晶振Y3，同时1脚和32脚还分别通过电容C7和电容C8接地，30 脚通过电容C9接地，30脚同时还通过电阻R3与29脚、天线、及电容C10的 一端接在一起，电容C10的另一端与电感L2的一端、电容C11的一端及电容 C13的一端相连，电感L2的另一端电容C13的另一端接地，电容C11的另一端 与电容C12的一端和电感L1的一端相连，电容C12的另一端接地，电感L1的 另一端接芯片MF RC500的5脚，芯片MF RC500的7脚经电感L3同时与电容 C14和电容C16的一端相连，电容C14的另一端接地，电容C16的另一端通过 相互并联的电容C15和电感L4接地；
所述的GPRS模块3的结构为：芯片MC35i的1～5脚接电源VDD，同时还 通过电容C17接地，6～10脚接地，同时接三极管T1的发射极，15脚接三极管 T1的集电极，三极管T1的基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时接电 阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R5的另一端作为GPRS 模块3的“启动”端口，芯片MC35i的18脚和19脚分别与主控模块1中的单 片机STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8接地，33脚和 34脚之间接扬声器，32脚通过电阻R10接三极管T2的基极，三极管T2的集电 极通过电阻R13接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极接电源VDD， 三极管T2的发射极接地，芯片MC35i的30脚接电阻R11的一端，电阻R11的 另一端通过电容C18接地，芯片MC35i的24脚和28脚同时与SIM卡的3脚相 连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27脚与SIM卡的 1脚相连，29脚与SIM卡的4脚相连；
所述的GPS模块4的结构为：芯片ITRAX300的3脚接发光二极管D2的 阴极，发光二极管D2的阳极经电阻R12接电源VDD，芯片ITRAX300的8脚 和9脚同时接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接电感L5的一端，电感L5 的另一端与芯片ITRAX300的11脚相连并接地，芯片ITRAX300的23脚接电源 VDD，22脚通过电阻R14接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电源VDD， 电源VDD通过电容C19接地，芯片ITRAX300的21脚、20脚分别接电阻R15、 R16的一端，电阻R15、R16的另一端分别接芯片MAX232的13脚和8脚，芯 片MAX232的9脚、12脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的101脚、 102脚相连，芯片ITRAX300的19脚、18脚、16脚、15脚、14脚分别和主控 模块的单片机STM32F103ZET6的69脚、70脚、74脚、75脚、76脚相连，芯 片ITRAX300的7脚、10脚、12脚、13脚和24脚接地；
所述的图像采集模块6的结构为：芯片OV7670的1脚、2脚、3脚、8脚、 9脚、10分别通过电容C20～C25接地，4脚、5脚和6脚直接接地，24脚、23 脚、21脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的128脚、117脚、100脚 相连，18脚～11脚共8个引脚依次分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的 26脚、27脚、28脚、29脚、44脚、45脚、96脚、97脚相连。
电路的优选参数为，各电阻参数分别为，R1：1MΩ，R2：10Ω，R3：820kΩ， R4：10kΩ，R5、R6、R7：10kΩ，R8：2kΩ，R9：10kΩ，R10：1.5kΩ，R11： 1kΩ，R12：510Ω，R13：10Ω，R14、R15、R16：510Ω，；所述的各电容的参数 分别为，C1：10uF，C2：10uF，C3：22uF，C4：22uF，C5：10uF，C6：0.1uF， C7、C8：15pF，C9：0.1uF，C10：15pF，C11：27pF，C12：47pF，C13：270pF， C14：47pF，C15：270pF，C16：27pF，C17：0.1uF，C18：10uF，C19、C20、 C21、C22、C23、C24、C25：0.1uF；所述的各电感的参数分别为，L1、L3：2.2mH， L2、L4：0.1uH，L5：27nH；所用的发光二极管D1、D2的型号均为BT102；所 用的三极管T1、T2的型号均为2N3904；电源VDD的电压为+5V。
为了将本发明连接到CAN(控制器局域网)总线上，实现与其它的CAN总 线设备进行局域网组网，在本发明的基础上还可以增加CAN总线控制模块7； 所述的CAN总线控制模块7的结构为：CAN总线控制器芯片SJA1000的11脚、 12脚、17脚、18脚和22脚均连接电源VDD，17脚还通过电容C28接地，15 脚和21脚均接地，9脚和10脚之间接频率为11.0592MHz的晶振Y3，9脚和10 脚还分别通过电容C26和电容C27接地，8脚接主控模块1中的单片机 STM32F103ZET6的30脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的数据端口AD0～AD7 共8个引脚依次与主控模块1中的单片机STM32F103ZET6的10～15脚、18脚、 19脚共8个引脚相连，SJA1000的5脚、6脚和16脚分别连主控模块1的20脚、 21脚和49脚，CAN总线控制器芯片SJA1000的13脚通过电阻R17接光耦合器 U1的3脚，光耦合器U1的2脚接电源VDD，8脚和6脚之间接电阻R18，8 脚还与7脚相连，同时接光耦合器U2的2脚和CAN总线收发芯片82C250的3 脚，光耦合器U1的6脚还接总线收发芯片82C250的1脚，5脚接总线收发芯 片82C250的2脚，总线收发芯片82C250的2脚和3脚之间接电容C30，8脚通 过电阻R21接地，4脚通过电阻R23接光耦合器U2的3脚，7脚通过电阻R19 接CAN总线的CANL，6脚通过电阻R20接CAN总线的CANH，光耦合器U2 的8脚和7脚均接电源VDD，且通过电容C29接地，5脚接地，8脚和6脚之间 接有电阻R22，6脚接CAN总线控制器芯片SJA1000的19脚，所述的光耦合器 U1和U2的型号为6N137。
所述的CAN总线控制模块7的优先电路参数为，所述的各电阻的参数分别 为，R17、R18：390Ω；R19、R20：5Ω；R21：47kΩ；R22、R23：390Ω；所述 的各电容的参数分别为，C26、C27：30pF，C28：100nF，C29：0.1uF，C30： 100uF。
为了方便车主实时观察车辆的车窗、后备箱等部件的情况以及温湿度状况， 在本发明的基础上还可以增加显示模块8；所述的显示模块8的结构为：液晶显 示屏LCD12864的VDD端口和BLA端接电源VDD，VSS端口和BLK端接地， VL端口接滑动变阻器R24的一端，滑动变阻器R24的另一端和滑线端接地，液 晶显示屏LCD12864的数据端D0～D7共8个引脚依次与主控模块1中的单片机 STM32F103ZET6的2～5脚、58～60脚和63脚共8个引脚相连。
所述的显示模块8的优选电路参数为，滑动变阻器R24：10kΩ。
为了监测车内环境，防止车内温度或湿度过高，在本发明的基础上还可以增 加一个温湿度监测模块9；所述的温湿度监测模块9的结构为：传感器芯片SHT11 的GND端接地，VDD端接电源VDD，DATA端接主控模块1中的单片机 STM32F103ZET6的34脚，DATA端还通过电阻R25接电源VDD，SCK端接主 控模块1中的单片机STM32F103ZET6的137脚。
所述的温湿度监测模块9的优选电路参数为，电阻R25：4.7kΩ。
为抑制汽车点火系统对本发明的基于CAN控制的无线通信实时监控车载安 防系统的电磁干扰，所述的汽车点火系统5的点火模块可用光电隔离电路构成， 所述的光电隔离电路的结构为：光耦T3的发光二极管的阳极接电源VDD，阴极 作为点火模块的“控制信号”端口接主控模块1中的单片机STM32F103ZET6的 23脚，光耦T3的光电三极管的集电极连接汽车点火系统5的+12V电源，发射 极接点火开关线路中的场效应管T4的栅极，还通过电阻R26接地。
所述的光耦T3的型号优选4N25，电阻R26优选1kΩ。
为了提高RFID模块2的性能，RFID模块2中所述的天线可采用具有高阻表 面微波光子晶体结构的微带天线，所述的高阻表面微波光子晶体结构是5行×8 列的正方形贴片阵列，每个正方形贴片单元通过位于该单元中心的过孔与基板背 面的地相连，其中中间两列与靠近一侧边缘的两行的交叉处的4个单元构成的区 域没有正方形贴片单元，该区域的中心是矩形贴片天线。
所述的正方形贴片单元的边长优选为6.8mm，所述的过孔半径优选为 0.4mm，相邻两个正方形贴片单元的中心距离优选为7.2mm，天线尺寸优选为 5.8mm×8.3mm，基板厚度优选为1mm，相对介电常数优选为4.4。
本发明的技术方案有以下有益效果：
1、本发明通过通信网络向预设的手机号码发送报警短信、彩信，能在车辆 被盗时及时通知车主；
2、本发明实现了在车辆被盗后用GPS对车辆进行定位搜索，安装在车内的 微型摄像头还可以拍摄车内图片，系统最终以彩信的方式通过通信网络传送至手 机，方便车主追回被盗车辆；
3、本发明采用GPRS模块，可以在极短的时间内就完成车内图像信息等数据 业务的采集与传送，便于车主及时查看车内信息，更有利于追回被盗车辆，同时 提高了通信网络的利用率；
4、目前市场上存在的防盗报警器大多基于RFID或GPS技术中的一种，功 能还不够全面，本发明综合了RFID技术、无线通信网络技术、图像采集技术以 及GPS技术的优点，将防盗、远程报警和协助追踪等功能集为一体，实现汽车 防盗报警系统的多功能化。
综上，本发明的基于CAN控制的无线通信实时监控车载安防系统能够有效 地保护汽车闲置时的安全，可减少汽车自燃、雨灌、偷盗事件发生。同时，该发 明促进汽车安防电子产品行业的繁荣与社会稳定，从而直接积极地影响汽车行业 经济的发展，完善汽车电子市场。
附图说明：
图1是本发明的总体框图。
图2是RFID模块2的原理图。
图3是主控模块1的原理图。
图4是RFID模块2中优选的光子晶体天线结构示意图。
图5是GPRS模块3的原理图。
图6是GPS模块4和主控模块1的连接原理图。
图7是图像采集模块6和主控模块1的连接原理图。
图8是本发明优选的带光电隔离点火模块的汽车点火系统5的结构示意图。
图9是传统的汽车点火系统的结构示意图。
图10是CAN总线控制模块7与主控模块1的连接示意图。
图11是温湿度监测模块9和主控模块1的连接原理图。
图12是CAN总线控制模块7的原理图。
图13是显示模块8和主控模块1的连接原理图。
具体实施方式
实施例1本发明的整体系统结构
参照图1，本发明的基于实时控制车载通信网络技术的汽车安防系统的结构 有，主控模块1、RFID模块2、GPRS模块3、GPS模块4、图像采集模块6和 汽车点火系统5，其中主控模块1负责协调各模块之间的工作，将射频识别卡靠 近RFID模块2时，RFID模块2读出识别卡中的信息并送到主控模块1，主控模 块1将接收的信息与预存的信息进行比较，如果一致则将汽车点火系统5中的点 火模块打开，此时用车钥匙可正常启动汽车，如果不一致，则将点火模块锁定， 使得车钥匙无法启动汽车，同时通过GPRS模块3向车主手机中发送报警信息， 车主的手机号可预存在GPRS模块3中，GPS模块4在车辆被盗后实时采集车辆 位置信息并以短信形式发送给车主，实时掌握车辆位置的信息，图像采集模块6 在汽车非法启动时会自动采集车内图像并进行压缩，然后通过GPRS模块发送到 车主预留的手机上。在此基础上还可以增加温湿度监测模块9用于实时监测车内 的温湿度情况，并将监测数据传送给主控模块1，同时显示到显示模块8上，当 温湿度的监测数据超出正常范围时，立即通过GPRS模块3向车主手机发送报警 信息，车内温湿度的数据的正常范围可由用户预告设定，还可以增加CAN总线 控制模块7用于将本发明连接到CAN(控制器局域网)总线上，实现与其它的 CAN总线设备进行局域网组网。
实施例2本发明的主控模块1
参照图3，本发明的主控模块1的结构为：单片机STM32F103ZET6的8脚 和9脚之间接频率为32.768KHz的晶振Y1，同时8脚和9脚还分别通过电容C1 和电容C2接地，24脚连接晶振频率为8MHz的Y2的一端，晶振Y2的两端分 别与电阻R1的两端相连，还分别通过电容C3和C4接地，单片机 STM32F103ZET6的30脚接地，33脚接通过电阻R2接VDD，同时33脚还通过 两个并联的电容C5和C6接地，16脚、38脚、51脚、61脚、71脚、83脚、 94脚、107脚、120脚、130脚和143脚接地，17脚、39脚、52脚、62脚、72 脚、84脚、95脚、108脚、121脚、131脚和144脚均连接电源VCC。
实施例3本发明的RFID模块2
参照图2，芯片MF RC500的13、14～20共8个引脚依次和主控模块1中单 片机STM32F103ZET6的34～37和40～43共8个引脚相连，芯片MF RC500的2 脚与主控模块1中单片机STM32F103ZET6的93脚相连，芯片MF RC500的9 脚、10脚、11脚分别与主控模块1中单片机STM32F103ZET6的92脚、101脚、 102脚相连，芯片MF RC500的6脚、22脚、23脚、25脚和26脚均连接电源 VDD，8脚、24脚和28脚均接地，1脚和32脚之间接频率为13.56MHz的晶振 Y3，同时1脚和32脚还分别通过电容C7和电容C8接地，30脚通过电容C9接 地，30脚同时还通过电阻R3与29脚、天线、及电容C10的一端接在一起，电 容C10的另一端与电感L2的一端、电容C11的一端及电容C13的一端相连，电 感L2的另一端电容C13的另一端接地，电容C11的另一端与电容C12的一端和 电感L1的一端相连，电容C12的另一端接地，电感L1的另一端接芯片MF RC500 的5脚，芯片MF RC500的7脚经电感L3同时与电容C14和电容C16的一端相 连，电容C14的另一端接地，电容C16的另一端通过相互并联的电容C15和电 感L4接地。
实施例4本发明的RFID模块2中的天线的改进
为了提高RFID模块2的性能，本发明还对RFID模块2中的天线进行了改 进，如图4所示，改进的天线为具有高阻表面微波光子晶体结构的微带天线，所 述的高阻表面微波光子晶体结构是边长为6.8mm的正方形贴片单元构成的5行 ×8列的正方形贴片阵列，每个正方形贴片单元通过单元中心的过孔与基板背面 的地相连，过孔半径均为0.4mm，相邻两个正方形贴片单元的中心距离为7.2mm， 其中中间两列与靠近一侧边缘的两行的交叉处的4个单元构成的区域没有正方 形贴片单元，该区域的中心是矩形贴片天线。天线尺寸为5.8mm×8.3mm，基板 厚度为1mm，相对介电常数为4.4。
实施例5本发明的GPRS模块3
参照图5，本发明的GPRS模块3的结构为：芯片MC35i的1～5脚接电源 VDD，同时还通过电容C17接地，6～10脚接地，同时接三极管T1的发射极， 15脚接三极管T1的集电极，三极管T1的基极接电阻R6的一端，电阻R6的另 一端同时接电阻R5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R5的另一 端作为GPRS模块3的“启动”端口，芯片MC35i的18脚和19脚分别与主控 模块1中的单片机STM32F103ZET6的111脚和112脚相连，22脚通过电阻R8 接地，33脚和34脚之间接扬声器，32脚通过电阻R10接三极管T2的基极，三 极管T2的集电极通过电阻R13接发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳 极接电源VDD，三极管T2的发射极接地，芯片MC35i的30脚接电阻R11的一 端，电阻R11的另一端通过电容C18接地，芯片MC35i的24脚和28脚同时与 SIM卡的3脚相连，25脚与SIM卡的2脚相连，26脚与SIM卡的6脚相连，27 脚与SIM卡的1脚相连，29脚与SIM卡的4脚相连。该模块可实现车载安防系 统与车主手机间的通信，在车辆异常时将车辆的位置信息、车内图像以及车内温 湿度等信息及时发送到车主手机上。
实施例6本发明的GPS模块4
参照图6，本发明的GPS模块4的结构为：芯片ITRAX300的3脚接发光 二极管D2的阴极，发光二极管D2的阳极经电阻R12接电源VDD，芯片 ITRAX300的8脚和9脚同时接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接电感L5 的一端，电感L5的另一端与芯片ITRAX300的11脚相连并接地，芯片ITRAX300 的23脚接电源VDD，22脚通过电阻R14接二极管D3的阴极，二极管D3的阳 极接电源VDD，电源VDD通过电容C19接地，芯片ITRAX300的21脚、20 脚分别接电阻R15、R16的一端，电阻R15、R16的另一端分别接芯片MAX232 的13脚和8脚，芯片MAX232的9脚、12脚分别和主控模块的单片机 STM32F103ZET6的101脚、102脚相连，芯片ITRAX300的19脚、18脚、16 脚、15脚、14脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的69脚、70脚、 74脚、75脚、76脚相连，芯片ITRAX300的7脚、10脚、12脚、13脚和24 脚接地。该模块用于对汽车所在位置进行实时定位，当车辆被盗时通过GPRS模 块将定位信息发送到车主手机，以便找回被盗车辆。
实施例7本发明的图像采集模块6
参照图7，本发明的图像采集模块6的结构为：芯片OV7670的1脚、2脚、 3脚、8脚、9脚、10分别通过电容C20～C25接地，4脚、5脚和6脚直接接地， 24脚、23脚、21脚分别和主控模块的单片机STM32F103ZET6的128脚、117 脚、100脚相连，18脚～11脚共8个引脚依次分别和主控模块的单片机 STM32F103ZET6的26脚、27脚、28脚、29脚、44脚、45脚、96脚、97脚相 连。当车辆被盗时，该模块自动启动车内摄像头对车内情况进行拍照，并将照片 通过GPRS模块发送到车主手机，更有利于公安机关侦破案件。
实施例8本发明的CAN总线控制模块7
参照图10和图12，本发明的CAN总线控制模块7的结构为：CAN总线控 制器芯片SJA1000的11脚、12脚、17脚、18脚和22脚均连接电源VDD，17 脚还通过电容C28接地，15脚和21脚均接地，9脚和10脚之间接频率为 11.0592MHz的晶振Y3，9脚和10脚还分别通过电容C26和电容C27接地，8 脚接主控模块1中的单片机STM32F103ZET6的30脚，CAN总线控制器芯片 SJA1000的数据端口AD0～AD7共8个引脚依次与主控模块1中的单片机 STM32F103ZET6的10～15脚、18脚、19脚共8个引脚相连，SJA1000的5脚、 6脚和16脚分别连主控模块1的20脚、21脚和49脚，CAN总线控制器芯片 SJA1000的13脚通过电阻R17接光耦合器U1的3脚，光耦合器U1的2脚接电 源VDD，8脚和6脚之间接电阻R18，8脚还与7脚相连，同时接光耦合器U2 的2脚和CAN总线收发芯片82C250的3脚，光耦合器U1的6脚还接总线收发 芯片82C250的1脚，5脚接总线收发芯片82C250的2脚，总线收发芯片82C250 的2脚和3脚之间接电容C30，8脚通过电阻R21接地，4脚通过电阻R23接光 耦合器U2的3脚，7脚通过电阻R19接CAN总线的CANL，6脚通过电阻R20 接CAN总线的CANH，光耦合器U2的8脚和7脚均接电源VDD，且通过电容 C29接地，5脚接地，8脚和6脚之间接有电阻R22，6脚接CAN总线控制器芯 片SJA1000的19脚，所述的光耦合器U1和U2的型号为6N137。该模块将本发 明的车载安防系统与车内其它各CAN总线设备连接组网，以便进一步的开发其 它功能。
实施例9本发明的显示模块8
参照图13，本发明的显示模块8的结构为：液晶显示屏LCD12864的VDD 端口和BLA端接电源VDD，VSS端口和BLK端接地，VL端口接滑动变阻器 R24的一端，滑动变阻器R24的另一端和滑线端接地，液晶显示屏LCD12864 的数据端D0～D7共8个引脚依次与主控模块1中的单片机STM32F103ZET6的 2～5脚、58～60脚和63脚共8个引脚相连。
实施例10本发明的温湿度监测模块9
参照图11，本发明的温湿度监测模块9的结构为：传感器芯片SHT11的GND 端接地，VDD端接电源VDD，DATA端接主控模块1中的单片机 STM32F103ZET6的34脚，DATA端还通过电阻R25接电源VDD，SCK端接主 控模块1中的单片机STM32F103ZET6的137脚。
实施例11用本发明控制传统的汽车点火系统
传统的汽车点火系统的结构示意图见图9，本发明的控制主控模块1接到点 火模块的控制信号端上，当主控模块1接收到的识别卡信息和预存信息不一致 时，会通过单片机的2脚输出一个信号，使点火模块的输出端输出一个低电平， 该低电平会使场效应管T5截止，相当于点火系统的初级回路处于断路状态，使 汽车无法启动。
实施例12改进的带光电隔离电路的汽车点火系统
通过图9可以看出，传统的汽车点火系统的点火模块与本发明之间存在电气 连接，使得点火模块对本发明的报警系统会造成电气干扰，为此本发明还设计了 改进的带光电隔离电路的汽车点火系统，参见图8，点火模块由光电隔离电路构 成：光耦T3的发光二极管的阳极接电源VDD，阴极作为点火模块的“控制信号” 端口接主控模块1中的单片机STM32F103ZET6的23脚，光耦T3的光电三极管 的集电极接点火系统的+12V电源，发射极接点火开关线路中的场效应管T4的 栅极，发射极还通过电阻R26接地，当主控模块1接收到的识别卡信息与预存 信息不一致时，23脚一直输出高电平，光耦T3的发光二极管截止，没有光输 出，光耦T3的光电三极管由于接收不到光信号，也处于截止状态，其发射极电 压为0，因此受该电压控制的场效应管T4也处于截止状态，使得点火系统的初 级回路处于断路状态，无法启动汽车；当识别卡信息和预存信息一致时，主控模 块1的32脚由高电平变为低电平，最终场效应管T4由截止变为导通，点火系 统的初级回路可由车钥匙正常控制，可以正常点火，由于主控模块1对汽车点火 系统的控制是通过光耦T3实现的，使得本发明的报警系统和汽车点火系统之间 没有电气连接，可有效防止汽车点火系统对报警系统造成干扰。
以上各实施例的电路优选参数已标示于各附图中。
实施例13本发明的单片机控制程序
