1、基于 ARM 处理器 S3C2410 的 GSM 远程监控系统引言目前，车载信息系统逐渐成为融合先进的电子、计算机、通信技术的智能交通系统（ITS）中必不可少的部分。车载信息系统在统一的硬件平台上集成了汽车仪表、防盗监控、自动导航、媒体播放、浏览网络等多种信息服务，与车内多个部件的单独开发集成相比，节省了材料成本及通信成本，有利于汽车信息的数字化，也有利于提高整车性价比。1汽车监控系统，是车载信息系统的一个重要组成部分，为汽车的防盗提供重要的保障。目前，汽车监控器的原理主要分为如下三类：短程监控和无线远程监控和 GPS 定位监控。常用的近距离声音监控器一般通过振动传感器感知被保护物体（如汽车或
2、保险箱）的异常振动，然后驱动大功率声音报警。该监控方式缺点是监控距离短、对环境产生噪音污染、误报率高、监控器易被拆卸或遭破坏。普通无线监控器则是利用专有的无线电频率进行信息的监控，具有传输距离短、易受障碍物干扰等缺点。GPS 定位报警器1利用现代电子信息技术、航天技术和网络技术，实现汽车与车主的实时信息反馈，也具有存在“盲区” ，费用较高等缺陷。GSM 是目前基于时分多址技术的移动通信体制中较为成熟、完善、应用广泛的一种系统。GSM 系统集中了现代信源编码技术、信道编码、交织、均衡技术、数字调制技术、话音编码技术以及慢调频技术，同时在系统中引入了大量计算机控制和管理，因而保证了数据传输的正确性
3、、安全性和可靠性。2ARM 处理器是目前嵌入式系统中普遍采用的处理器，作为车载信息系统的硬件平台，具有体积小、成本低、性能高、内嵌资源丰富等特点。为此，设计了一款基于 ARM 的 GSM 远程监控系统，它以 GSM 网络作为通信载体，以 ARM 处理器 S3C2410 作为基本硬件平台，实现汽车状态的自动监测与及时控制。1、 系统分析基于 ARM 的 GSM 汽车监控系统是一种新型的汽车监控系统，内部嵌入了专用通信模块。该监控器的工作原理如图 1 所示：当传感器检测到车门开启或是发动机开启信号时，经过 AD 转换模块将信号转换成数字信号并传送给 ARM 处理器，ARM 处理器分析并处理该信息，
4、将处理的结果（报警信息）以 AT 命令的形式发送给无线通信模块，无线通信模块将报警信号以短信的方式发送到预定的车主手机中。车主根据收到的报警信息回复相应的短信，实现对汽车的控制如强迫关闭发动机或车门死锁等操作。利用 GSM 网络，可以将报警信息传送到移动通讯覆盖的任何地方，克服了现有技术报警信号传送距离有限和噪音污染的缺陷。监控器还应具有修改系统密码、动态设置监控器的控制与解锁指令、设置车主手机号码等指令，在进行这些设置时需要用户在短信中提供密码以进行身份校验。图 1 远程监控器硬件结构示意图4、 硬件设计基于 ARM 的 GSM 远程监控系统主要包含 S3C2410 目标板、TC35i 通信
5、模块、SIM 卡模块、光电耦合器、传感器、控制器、电源系统等部分组成，如图 2 所示。整个系统可分为三个部分：1） 监测部分 车门开关传感器、发动机振动传感器通过光电耦合器与 S3C2410目标板的 GPIO 端口相连，对连接传感器的端口将其配置为输入模式。可以将相应的 GPIO端口与外部中断源进行绑定，当有相应信号产生时，触发中断，进行相应报警事件的处理。2） 控制部分 控制器通过光电耦合器与目标板的 GPIO 端口连接，对连接控制器的端口配置为输出端口。目标板发出的控制信号经控制器放大后去控制锁定开启车门，或者控制发动机的熄火与启动3） 通信部分 目标板通过串口与 GSM 移动通信模块相连
6、接，以进行报警信息的发送或接收车主发送过来的控制指令及系统配置指令。通信模块中有一张 SIM 卡，以实现对短信发送者或接收者身份的确定。4） 电源部分 监控系统的电源部分包括目标板供电、控制器及传感器的供电，由于两者电压及电流的不同，这里用光电耦合器进行隔断，以避免控制器中较大的电流对目标板损坏。整个电源系统可来自于汽车蓄电池，这样汽车熄火后也可以正常监控。监控程序存储在目标板存储器中，监控程序是利用计算机进行交叉开发，最后下载固化到目标板中。3、 软件设计远程监控系统在嵌入式 Linux 平台下，利用 C 语言进行开发。远程监控系统主要分为如下模块：1）无线通信模块 主要负责通信短信的发送与
7、接收。短信的收发是通过向串口发送AT 指令集来实现的。AT 指令集是 GSM 模块与嵌入式计算机之间的通信协议。 AT 指令是以 AT 作首，rn 字符结束的字符串。每个指令执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等 )，模块也将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。所使用的短信息规范为 GSM07.05，方式为 PDU 模式4 。PDU 串表面上是一串ASCII 码，由0-9和A- F这些数字和字母组成，它们是 8 位字节的十六进制数。PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其他的附加信息，并且发送和接收的 PDU 串的结构也不完全一样。发送
8、短消息的 PDU 串的格式如表 1 所示，接受短消息格式与此略有不同，这里不再赘述。分段含义说明表 108 SMSC 地址信息的长度共 8 个八位字节( 包括 91)91 SMSC 地址格式(TON/NPI)用国际格式号码(在前面加+)68 31 08 20 08 05 F0 SMSC 地址 8613800280500，补F 凑成偶数个11 基本参数(TP-MTI/VFP)发送，TP-VP 用相对格式00 消息基准值 (TP-MR)00D 目标地址数字个数共 13 个十进制数(不包括 91 和F )91 目标地址格式(TON/NPI)用国际格式号码( 在前面加+)68 31 58 81 27
9、F8 目标地址(TP-DA)8613851872468，补F凑成偶数个00 协议标识(TP-PID) 是普通 GSM 类型，点到点方式00 用户信息编码方式(TP-DCS)7-bit 编码00 有效期(TP-VP)5 分钟06 用户信息长度(TP-UDL)实际长度 6 个字节C8 32 9B FD 0E 01 用户信息(TP-UD)“Hello!”短信 PDU 编码的生成与解码都按照 GSM07.05 规范写成相应的函数以供监控模块和系统设置等模块调用。2）监测与控制模块 监测模块主要完成对传感器信息的检测，在满足条件时产生中断，在中断服务程序中，生成报警短信并调用发送短信函数将报警信息发送给
10、车主手机中。控制模块根据接收到的短信内容，发送相应的控件信号给控制器。3）系统设置模块 主要完成对车主手机号码、短信中心号码、系统密码、报警信息内容、回复指令内容等内容的修改，以增加系统的安全性。设置短信内容格式如表 2所示。表 2 远程监控系统应用层指令指令 功能SET CTR 设置短信中心号码SET USR 设置车主手机号码SET MSG 设置报警短信的文本内容SET LCK设置锁定控制指令的内容SET ULK 设置解锁控制指令的内容有关系统设置的信息以数据文件的方式存放在系统存储器中。当修改设置时，就会修改该文件中的内容。整个系统的程序流程如图 3 所示。整个监控系统一上电后就开始运行，
11、只要有检测的中断事件发生，就处理中断。当有新短信到达时，也会向串口发送一指定信息，因此对串口数据的接受也应采用中断方式。这样系统的效率较高，避免程序的不断循环而浪费处理器资源。5 结束语基于 ARM 的 GSM 远程监控器是目前较为先进的汽车监控系统，它具有如下特点：1）利用短信作为传输手段，可以实现汽车状态信息的“零时间报警” ；2)借助于全球化的GSM 网络，无论车主身在何处，都可以“长距离报警” ；3)以 ARM 为基础的汽车监控系统作为车载信息系统的一部分，在整体上具有“高性价比” ；4)使用手机作为监控器的操作终端，手机短信作为控制指令载体，具有操作方便的特点。基于 ARM 的 GSM 远程监控系统不光是在汽车防盗系统中有着广泛应用，同时它也提供了一种现代远程监控系统的新模式，在铁路、交通、电力、工业、环保、水文等多种领域有着广泛的应用前景。参考文献1 汤志伟，陆亨立基于嵌入式 Linux 的汽车信息服务系统J 微计算机信息，20063-2：209-211.2 杨利娟，鲁周迅基于 GSM 线路检修监控系统的设计与实现J 微计算机信息， 20057-1:149-1503 黄贤英，陈缓基于 Linux 的嵌入式汽车智能监控系统的设计J 微计算机信息， 200612-2：226-2284 中国电子技术信息网. 通过串口收发短消息EB/OL.
