家用汽车电子安全系统的设计=刘飞的毕设( 最终完美版)dmge.docx

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1、（输入章及标题）燕山大学学 毕业设设计（论论文）家用汽车车电子安安全系统统的设计计学 院 里仁学学院年级专业业 0 3级电电子信息息工程学生姓名名 刘刘飞 指导教师师 卢辉辉斌 专业负责责人 练秋秋生答辩日期期 220077.6.24III燕山大学学毕业设设计（论论文）任任务书学院：里里仁学院院 系系级教学学单位：电信与与通信 学号030220100700072学生姓名刘飞专 业班 级电信3班班题目题目名称称家用汽车车电子安安全系统统的设计计题目类型型工程技术术实验研研究题目性质质实际题目来源源导师指定定主要内容1、了解解汽车电电子安全全系统2、掌握握常用的的汽车电电子防盗盗系统基基本现状状3

2、、设计计具有自自己特色色的汽车车电子系系统系统统4、总体体方案设设计与说说明基本要求1、设计计接口电电路及功功能2、完成成控制器器的设计计3、完成成功能设设计4、论文文撰写参考资料1、单片片计原理理2、数字字电路与与模拟电电路3、燕山山大学数数字图书书相关内内容周次14周周58周周9122周13116周17118周应完成的内容资料准备备，整体体设计功能设计计与总体体设计程序设计计与调试试总体实验验与系统统形成论文撰写写指导教师师：卢辉辉斌职称： 年 月 日日系级教学学单位审审批： 年 月 日日 摘 要摘要 为了提提高汽车车防盗系系统的可可靠性，降降低汽车车报警的的误报率率，本文文在利用用多传感

3、感器信息息融合理理论在监监测领域域的优势势基础之之上，研研制了基基于传感感器信息息融合技技术的汽汽车防盗盗系统。本文首先先对国内内外汽车车防盗领领域的现现状进行行了调查查研究，分分析了现现今汽车车失窃的的多种模模式，然然后利用用多传感感器信息息融合技技术构建建了汽车车防盗系系统的结结构模型型。本文文研究制制定了应应用于该该防盗系系统的各各种传感感器、微微处理器器、执行行器件以以及系统统附属的的多种电电子元器器件的选选择方案案。在构构建的防防盗模型型的基础础上，设设计了系系统的软软件、硬硬件。利利用PCCB线路路板和MMSP4430集集成开发发环境“Embbeddded Worrkbeenchh

4、”制作了了系统的的原型机机。总结结了防盗盗系统的的实际应应用方案案和调试试方法。同同时，本本文还将将“单样本本K-SS非参数数检验法法”和统计计学工具具软件“SPSSS”应用于于汽车防防盗监测测模块的的设计过过程，使使汽车防防盗的可可靠性能能够在一一定程度度上得以以控制关键词 汽车车防盗；信息融融合；传传感器；微处理理器；执执行器119AbsttracctWe ddeveelopped a ccar theeft detterrrentt syysteem bbaseed oon mmultti-ssenssor fussionn teechnnoloogy by utiilizzinggth

5、ee suuperriorrityy off thhe ttheoory in ordder to enhhancce tthe relliabbiliity andd reeducce tthe fallse alaarmss foor tthe sysstemm.Firsst, somme iinveestiigattionns iin tthe carr thheftt deeterrrennt ddomaain hadd beeen finnishhed botth hheree anndabbroaad aand manny ccar losst mmodees hhad beeen

6、 aanallyzeed ttoo. Thhen thee annti-theeft strructturee moodell waasthhe sseleectiionss off thhe ssysttems ssenssorss, mmicrroprroceessoors, acctuaatorrs, andd thhe aacceessooriees wwereeinttrodduceed, thee haardwwaree annd ssofttwarre hhad beeen ddesiigneed aand thee syysteem pprottotyype hadd beee

7、n mannufaactuuredd byy ussingg PCCB ttechhnollogyy annd Embbeddded worrkbeenchh iinteegraatedd deevellopmmenttenvviroonmeent, thhe aappllicaatioons andd deebuggginng mmethhodss haad bbeenn suummaarizzed. Allso, wee ussed theeK-S nnonpparaamettricc teest annd tthe staatissticcal sofftwaare SPSSS tto

8、ddesiign thee moonittoriing moddulee, tthuss wee coouldd coontrrol thee syysteemss reeliaabillityy inn soome deggreee.Keywwordds ccar theeft detterrrenttfussionnsennsorrmiccropproccesssoraactuuatoors目 录摘要IAbsttracctIII第1章绪绪论11.1汽汽车防盗盗报警系系统研究究的意义义11.2汽汽车防盗盗报警系系统的国国内外发发展现状状11.3本本文研究究的主要要内容33第2章多多传感器器信

9、息融融合汽车车防盗系系统模型型构建552.1多多传感器器信息融融合技术术概述552.1.1多传传感器信信息融合合基本原原理52.1.2信息息融合的的特点552.1.3信息息融合的的级别662.1.4信息息融合的的结构模模型82.2系系统防盗盗信息的的处理模模型92.3本本章小结结12第3章多多传感器器信息融融合汽车车防盗系系统硬件件结构1133.1防防盗系统统的电源源设计1133.1.1防盗盗系统电电压的一一次降压压133.1.2防盗盗系统的的电压二二次降压压153.2防防盗系统统的监测测模块1163.2.1利用用微波多多普勒传传感器对对入侵范范围进行行监测1163.2.2利用用加速度度传感器

10、器对车体体振动与与倾斜进进行监测测183.2.3利用用霍尔开开关器件件对车门门的开关关进行监监测2003.2.4利用用热释电电红外传传感器对对人体入入侵进行行监测2223.3防防盗系统统的报警警执行模模块2443.3.1报警警执行模模块的GGSM报报警2443.3.2报警警执行模模块的语语音报警警253.3.3报警警执行模模块的闪闪光报警警和汽车车的自锁锁操作2263.3.4汽车车防盗系系统的中中央处理理模块2273.4本本章小结结29第4章多多传感器器信息融融合汽车车防盗系系统软件件设计3314.1单单片机软软件设计计概述3314.2系系统防盗盗功能的的软件实实现3224.3本本章小结结35

11、结论377参考文献献39附录1441附录2445附录3449致谢655第1章 绪论第1章 绪论1.1汽汽车防盗盗报警系系统研究究的意义义随着中国国经济的的蓬勃发发展，人人们的生生活水平平的日益益提高，汽汽车的应应用发展展迅速，各各类汽车车的拥有有量不断断提高，已已经逐渐渐地成为为我国寻寻常百姓姓家的新新成员。但但是在汽汽车给人人们的生生活带来来了方便便的同时时，汽车车的使用用也给人人们提出出了一大大难题汽车车防盗。虽然绝大大多数汽汽车都装装有汽车车防盗器器，但是是抽样调调查显示示：在失失窃的汽汽车中，一一半以上上都是装装有汽车车防盗系系统的。在在北京，被被盗的机机动车辆辆中装有有防盗装装置的占

12、占总数的的68.6%。这这些数据据足以说说明现有有汽车防防盗装置置的防盗盗手段并并不可靠靠。另外，现现今的汽汽车防盗盗警报器器多使用用的是语语音报警警。为了了使警报报声有别别于环境境中的背背景声，汽汽车警报报器的音音量常常常高达1125分分贝。这这种报警警声音极极具穿透透力，给给居民生生活带来来了很大大的困扰扰，某些些居民区区甚至因因此禁止止安装汽汽车报警警器。 由此看看来，现现有的汽汽车防盗盗系统不不但不能能满足汽汽车防盗盗的需求求，同时时还存在在着噪声声污染、功功耗高、作作用距离离短、误误报率高高等诸多多缺欠。因因此，设设计新一一代的更更为可靠靠、环保保的汽车车防盗系系统是汽汽车制造造业发

13、展展一种必必然趋势势。1.2汽汽车防盗盗报警系系统的国国内外发发展现状状目前国际际上通用用的汽车车防盗的的核心思思想是防防止“汽车整整车”被盗：也就是是说即使使盗贼将将车门打打开进入入车内，却却仍然无无法将车车开走。这这些防盗盗装置常常用的防防盗手段段为：机机械式防防盗、电电子式防防盗、芯芯片式数数码防盗盗、GPPS网络络式防盗盗以及利利用车载载电话系系统实现现防盗功功能。(1)机机械式防防盗器机械式防防盗器是是市面上上最简单单、最廉廉价的一一种，主主要分为为方向盘盘锁和排排挡锁两两大类，其其原理是是将方向向盘和控控制踏板板锁住，使使汽车无无法开动动。其优优点是价价格便宜宜，安装装简便。缺缺点

14、是防防盗不彻彻底，每每次拆装装麻烦，不不用时还还要找地地方放置置。 机械式式防盗器器主要起起到限制制车辆操操作的作作用，在在防盗方方面作用用有限。这这种防盗盗器很难难抵挡住住利用钢钢锯等重重型工具具的盗窃窃方式。但但它们却却能拖延延偷车贼贼作案的的时间却却是事实实，一般般偷车贼贼要用几几十秒甚甚至几分分钟才能能撬开。(2)电电子式防防盗器电子式防防盗锁是是目前应应用最广广的防盗盗锁之一一，分为为单向和和双向两两种类型型。单向向的电子子防盗系系统的主主要功能能是：无无论是发发动机盖盖、行李李舱或车车门的开开启，还还是车辆辆被碰撞撞，或者者是有人人闯进车车厢，警警报器都都会发出出警报引引起车主主及

15、他人人的注意意。双向向可视的的电子防防盗系统统相比单单向的更更为直观观，能让让车主知知道汽车车的实时时情况，当当汽车有有异动警警报时，遥遥控器上上的显示示器会显显示汽车车的状况况，但缺缺点是有有效范围围只在2200米米内。 电子防防盗系统统的致命命伤在于于其电子子密码和和遥控操操作方式式。当车车主用遥遥控器开开关车门门时，偷偷车贼可可以用接接收器或或扫描器器盗取遥遥控器发发出的无无线电波波或红外外线，再再经过解解码，就就可以开开启汽车车的防盗盗系统。而而且，这这种防盗盗器经常常会有误误报警的的情形发发生，产产生扰民民噪声，人人们对此此也习以以为常，使使其防盗盗效果大大减。(3)芯芯片式数数码防

16、盗盗器芯片式数数码防盗盗器是现现在汽车车防盗器器发展的的重点，大大多数轿轿车均采采用这种种防盗方方式作为为原配防防盗器。芯芯片式数数码防盗盗器基本本原理是是锁住汽汽车的发发动机、电电路和油油路，在在没有芯芯片钥匙匙的情况况下无法法启动车车辆。数数字化的的密码重重码率极极低，而而且要用用密码钥钥匙接触触车上的的密码锁锁才能开开锁。(4)GGPS网网络式防防盗系统统这是一种种目前最最先进，也也是相对对最有效效的防盗盗产品。其其原理是是在车上上安装一一个小型型的GPPS系统统，通过过无线通通信网络络和GPPS监控控中心连连成一个个整体，这这种装置置具有定定位准、监监控范围围广、主主动报警警、反应应快

17、、找找回率高高的特点点，在车车辆被偷偷之前能能够主动动通知车车主，即即便车辆辆被偷走走，该装装置也能能够协助助警方探探测出车车辆的下下落，很很快便可可以找回回失窃车车辆。另另外，该该装置在在夜间车车主熟睡睡的时候候或车主主不在车车旁的时时候，能能够自动动识别警警情并提提醒车主主。使用用该装置置的优点点是被盗盗车辆寻寻回率高高，便于于跟踪、控控制车辆辆。缺点点是此装装置需要要一套庞庞大完善善的跟踪踪系统、224小时时的人工工监控车车辆，相相对那些些简单的的防盗器器价格要要昂贵些。其其并具有有车载电电话系统统。该系系统除正正常通讯讯功能外外，当受受到异常常开启车车门或起起动等现现象时，会会按照预预

18、设的报报警电话话语音提提示警情情报警。即即使切断断车辆的的电源，通通讯防盗盗主机的的后备电电池也可可持续工工作8小小时，确确保防盗盗功能的的持续性性。以上几种种防盗装装置各有有优劣，汽汽车防盗盗的发展展方向是是朝着智智能程度度更高的的芯片式式和网络络式发展展，而这这也是我我们所选选择的方方向。1.3本本文研究究的主要要内容本文介绍绍了一种种最新的的汽车防防盗报警警系统的的设计思思路，是是基于信信息融合合技术的的汽车防防盗报警警系统的的设计。它它几乎涵涵盖了所所有汽车车防盗系系统的基基本功能能，新技技术的应应用还解解决了很很多其他他汽车报报警系统统不能解解决的问问题，弥弥补了一一些报警警系统共共

19、同存在在的缺陷陷。多方调研研结果表表明现有有的汽车车防盗系系统存在在着一些些共同的的缺欠：由于只只被动地地侧重于于汽车遇遇警情况况的处理理，对报报警器判判定盗窃窃行为的的可靠性性未有足足够重视视。生产产厂家多多采用扩扩大报警警置信区区间的方方法减少少漏报警警的发生生，报警警器的误误报率居居高不下下。另外外，由于于报警手手段多采采用语音音报警，并并且误报报率较高高，致使使报警声声也成为为环境噪噪声污染染的来源源。基于于多传感感器信息息融合技技术的汽汽车防盗盗系统，在在综合分分析窃贼贼盗窃汽汽车多种种常用手手法的基基础上，选选择多种种适于汽汽车防盗盗的传感感器件构构成系统统的监测测模块。由由于监测

20、测模块可可以充分分地利用用多种传传感器在在性能上上的差异异性与互互补性、以以及多个个同类而而不同位位置的传传感器在在空间上上的差异异性，使使得其收收集来的的来自各各个传感感器的传传感信息息极具针针对性。在在获得传传感信息息后，监监测模块块将采集集到的信信息送至至微处理理器，微微处理器器利用数数据融合合的方式式进行数数据分析析，以判判定汽车车的状态态。由此此可见，基基于信息息融合技技术的汽汽车防盗盗系统在在警报监监测方面面充分地地利用了了现代传传感器技技术、微微控制器器技术和和信息融融合技术术，系统统可以主主动而准准确地判判断汽车车的状态态，提高高了系统统报警的的可靠性性。另外，在在防盗系系统确

21、定定汽车处处于遇警警状况后后，微处处理器采采用直接接阻断汽汽车发动动机的点点火电路路的方法法使汽车车无法开开动。防防盗系统统报警的的警报是是采用GGSM等等无线网网络，即即时直接接传送给给车主的的。同时时，车主主还可以以通过网网络对防防盗系统统进行控控制。这这样，不不但能够够做到报报警及时时，也消消除了噪噪声扰民民现象的的发生。“安全、可可靠、环环保、便便捷”应该是是新一代代汽车电电子产品品的趋势势。也是是汽车安安防产品品的未来来发展方方向。第2章 多传感器信息融合汽车防盗系统模型构建第2章 多传感感器信息息融合汽汽车防盗盗系统模模型构建建2.1多多传感器器信息融融合技术术概述2.1.1多传传

22、感器信信息融合合基本原原理多传感器器信息融融合是指指协同使使用多种种传感器器，并将将各种传传感信息息有效地地结合起起来，形形成高性性能感知知系统来来获取对对环境的的一致性性描述的的过程。多传感器器信息融融合实际际上是对对人脑综综合处理理复杂问问题的一一种功能能模拟。在在多传感感器系统统中，各各种传感感器提供供的信息息可能具具有不同同的特征征：时变变的或者者非时变变的，实实时的或或者非实实时的，快快变的或或者缓变变的，模模糊的或或者确定定的，精精确的或或者不完完整的，可可靠的或或者非可可靠的，相相互支持持的或者者互补的的，也可可能是相相互矛盾盾冲突的的。多传传感器信信息融合合的基本本原理就就像人

23、脑脑综合处处理信息息的过程程一样，它它充分地地利用多多个传感感器的资资源，通通过对各各种传感感器及其其观测信信息的合合理支配配与使用用，将各各种传感感器在空空间和时时间上的的互补与与冗余信信息依据据某种优优化准则则组合起起来，产产生对观观测环境境的一致致性解释释和描述述。信息息融合的的目标是是基于各各传感器器分离观观测目标标，通过过对信息息的优化化组合导导出更多多的有效效信息。这这是最佳佳协同作作用的结结果，它它的最终终目的是是利用多多个传感感器共同同或联合合操作的的优势，来来提高整整个传感感系统的的有效性性1。2.1.2信息息融合的的特点同单一传传感器相相比，多多传感器器信息融融合有以以下几

24、个个方面的的独特优优势：(1)获获取更准准确的信信息。多多传感器器对环境境进行测测量，获获取大量量信息，这这些信息息有很大大的冗余余性。对对这些冗冗余信息息进行融融合可在在总体上上降低信信息的不不确定性性。(2)获获取更精精确的信信息。对对多个传传感器获获取的大大量信息息进行融融合，可可有效地地克服随随机误差差和外界界干扰，提提高了系系统获取取信息的的精确度度。(3)获获取复杂杂的信息息。多传传感器协协调使用用可获取取环境或或物体的的各种特特征信息息，通过过融合可可得到多多特征、高高层次的的描述，即即得到任任何一种种单一传传感器很很难获取取或无法法获取的的信息。 (4)降降低系统统成本。使使用

25、大量量低成本本传感器器而不是是少量高高成本传传感器，通通过信息息融合方方法获取取高质量量信息，降降低了系系统成本本。(5)提提高系统统运行速速度。使使用多传传感器，由由于其信信息的互互补性、准准确性和和精确性性，可大大大地提提高系统统的反应应能力。(6)提提高系统统的可靠靠性。同同时使用用多传感感器不仅仅增加了了信息的的冗余度度，也增增加了系系统的可可靠性，即即使某一一个传感感器或某某几个传传感器失失效，系系统仍能能正常工工作22。2.1.3信息息融合的的级别按照信息息抽象的的五个层层次，融融合可分分为五级级，即检检测级融融合、位位置级融融合、属属性(目目标)级级融合、态态势评估估与威胁胁估计

26、。(1)检检测级融融合。检检测级融融合是直直接在多多传感器器分布检检测系统统中检测测判决或或是信号号层上进进行的融融合。在在经典的的多传感感器检测测中，所所有局部部传感器器将检测测到的原原始观测测信号全全部直接接送给中中心处理理器，然然后利用用由经典典的统计计推断理理论设计计的算法法完成最最优目标标检测任任务。在在多传感感器分布布检测系系统中，每每个传感感器对所所获得的的观测先先进行一一定的预预处理，然然后将压压缩的信信息传送送给其他他传感器器，最后后在某一一中心汇汇总和融融合这些些信息，产产生全局局检测判判决。通通常有两两种信号号处理形形式：一一是硬判判决融合合，即融融合中心心处理00、1形

27、形式的局局部判决决。另一一种是软软判决融融合，中中心除了了处理硬硬判决信信息外，还还处理来来自节点点的统计计量。在在分布检检测系统统中，对对信息的的压缩性性预处理理降低了了对通讯讯带宽的的要求。分分布式多多传感器器结构可可以降低低对单个个传感器器的性能能要求，降降低造价价。分散散的信号号处理方方式可以以增加计计算容量量。统计推理理理论可可以粗略略地分为为假设检检测和估估计。相相应地，分分布式信信号处理理也可分分为分布布式检测测和分布布式估计计。在分分布式检检测系统统中，由由于融合合中心只只能得到到经过压压缩后的的观测信信息，因因此相对对于集中中式检测测会有性性能损失失。通过过对传感感器信息息的

28、最优优局部处处理和融融合可以以减小性性能损失失。(2)位位置级融融合。位位置级融融合是直直接在传传感器的的观测报报告或测测量点迹迹和传感感器的状状态估计计上进行行的融合合，包括括时间和和空间上上的融合合，是跟跟踪级的的融合，属属于中间间层侧，也也是最重重要的融融合。对对于单传传感器跟跟踪系统统来说，主主要是按按时间先先后对目目标在不不同的时时间的观观测值即即检测报报告的融融合，主主要有集集中式、分分布式、混混合式和和多级式式结构。在集中式式多传感感器跟踪踪系统中中，首先先按对目目标观测测的时间间先后对对测量点点迹进行行时间融融合，然然后对各各个传感感器在同同一时刻刻对同一一目标进进行空间间融合

29、，它它包括了了多传感感器综合合跟踪与与状态估估计全过过程。 在分布布式多传传感器跟跟踪系统统中，各各传感器器首先完完成单个个传感器器的多个个目标跟跟踪与状状态估计计，也就就是完成成时间上上的信息息融合，接接下来各各传感器器把获得得的目标标信息送送入融合合节点，并并在融合合节点完完成坐标标变换、时时间校正正或对准准，然后后基于这这些传感感器的目目标状态态估计进进行关联联处理，最最后对来来自同一一目标的的估计进进行融合合处理。 混合式式位置信信息融合合是集中中式和分分布式多多传感器器系统相相组合的的混合结结构。传传感器的的检测报报告和目目标状态态估计都都被送入入融合中中心，在在那里进进行时间间和空

30、间间的融合合。由于于这种结结构要同同时处理理检测报报告和状状态估计计，并进进行优化化组合，它它需要复复杂的处处理逻辑辑。混合合式方法法也可以以根据所所运行问问题的需需要，在在集中式式和分布布式结构构中进行行选择变变换。这这种结构构的通信信和计算算量都比比其他结结构大。(3)目目标识别别级的融融合。目目标识别别亦称属属性分类类或身分分估计，这这个层次次的信息息融合有有三种方方法，即即决策级级融合、特特征级融融合和数数据级融融合。在决策级级融合方方法中，每每个传感感器都完完成变换换以获得得独立的的身份估估计，然然后对来来自每个个传感器器的属性性分别进进行融合合。用于于融合身身份估计计的技术术包括表

31、表决法、Bayes推理、Dumpsters-Shafer证据理论、推广的证据理论、模糊集法等。在特征级级融合方方法中，每每个传感感器观测测一个目目标并完完成特征征提取以以获得来来自每个个传感器器的特征征向量。然然后融合合这些特特征向量量并基于于获得的的联合特特征向量量来产生生身份估估计。在在这种方方法中，必必需使用用关联处处理把特特征向量量分成有有意义的的组群。由由于特征征向量很很可能是是有巨大大差别的的量，因因而位置置级的融融合信息息在这一一关联过过程中通通常是有有用的。在数据级级融合方方法中，对对于同等等量级的的传感器器原始数数据直接接进行融融合，然然后基于于融合的的传感器器数据进进行特征

32、征提取和和身份估估计。为为了实现现这种数数据级的的信息融融合，所所有传感感器必须须是同类类型的。通通过对原原始信息息的关联联，来确确定已融融合的数数据是否否与目标标或者实实体有关关。有了了融合的的传感器器数据之之后就可可以完成成象单传传感器一一样的识识别处理理过程。对对于图像像传感器器，数据据融合一一般涉及及到图像像画面元元素级的的融合，因因而数据据级融合合也常成成为像素素级融合合。(4)态态势评估估和威胁胁估计。态态势评估估是一个个动态的的按时序序处理的的过程，其其结果水水平将随随时间增增长而提提高。态态势评估估是分层层假设描描述和评评估处理理的结果果，每个个被选假假设(态态势)都都有一个个

33、不确定定性关联联值，通通常认为为不确定定性最小小的假设设是最好好的，并并用当前前最好的的态势要要素值来来描述。威威胁估计计是利用用态势评评估估计计的将要要发生和和已经发发生的事事件和一一些先验验知识，对对事件出出现的程程度和事事态的严严重性的的判断。2.1.4信息息融合的的结构模模型结构模型型从信息息融合的的组成出出发，主主要说明明信息融融合系统统的软、硬硬件组成成，相关关数据流流，系统统与外部部环境的的人机界界面等要要素的构构成。融融合主要要发生在在检测级级、位置置级和属属性级，在在此讨论论结构模模型时只只对检测测级的融融合结构构进行研研究22。检测级融融合结构构。从分分布检测测的角度度看，

34、检检测级融融合的结结构主要要有分散散式结构构、并行行结构、串串行结构构、树状状结构和和带反馈馈并行结结构。 分散式式空间结结构的分分布检测测系统如如图2-1所示示。这种种结构的的每个局局部判决决Ui ( ii=1,2,，N)又都是是最终决决策。在在具体应应用中，可可按照某某种规则则将这些些分离的的子系统统联系起起来，看看成一个个大系统统，并遵遵循大系系统中的的某种最最优化准准则来确确定每个个子系统统的工作作点。并行式结结构的分分布检测测系统如如图2-2所示示。N个个局部节节点S11,S2，SN的传感感器在收收到未经经处理的的原始数数据Y11,Y2,，YN之后，在在局部节节点分别别作出局局部判决

35、决U1，U2,UN，然后后，它们们在检测测中心通通过融合合得到全全局判决决U0。这种种结构在在分布检检测系统统中应用用较为普普遍。 YN-1Y1Y2S2S1 SN现象HSN-1YNU1U2UN-1UN图2-1 检测级融合的分散式结构图2-33为串行行结构，NN个局部部节点SS1, S2,，SN分别接接受各自自的检测测后，首首先S11节做出出局部判判决U11,然后后将它通通信到节节点S22，而SS2它本身身的检测测与U11融合形形成自己己的判决决U2，以后后重复前前面的过过程，信信息继续续传递、融融合，直直道节点点SN。最后后，由SSN将它的的检测YYN与UN-1，融融合做出出判决UUN，即UU

36、0。U2U1检测中心UNS1S2SN现象HY1Y2YN图2-2 检测级融合的并行结构YN-1Y1Y2S2S1 SN现象HSN-1YNUN=U0U1U2UN-1UN图2-3 检测级融合的单行结构2.2系系统防盗盗信息的的处理模模型多传感器器信息融融合汽车车防盗系系统的各各个传感感器组构构成了一一个分布布式检测测系统，该该系统中中所进行行的信号号处理属属于传感感器信息息融合的的功能模模型中的的检测级级融合。在在这一层层次中的的融合处处理的策策略通常常是根据据所选择择的检测测准则形形成优化化门限，以以产生最最终的检检测输出出。为了了减小传传输数据据的带宽宽，我们们在监测测模块中中利用硬硬件进行行该级

37、别别的融合合处理。监监测模块块中的各各个传感感器组分分别提取取各自监监测目标标的特征征向量，然然后在本本地进行行监测目目标的属属性判决决。属性性判断形形成的“电平上上跳沿”、“PWMM调制波波形”等结果果送交中中央处理理模块，由由中央处处理模块块根据其其中的关关联属性性进行属属性级的的决策层层融合处处理。最最终的融融合结果果是将警警报划分分为“整车搬搬运”、“车体破破坏”、“非法开开启”和“入车盗盗窃”四个等等级，每每一报警警级别的的确定都都是根据据不同的的信息融融合模型型加以判判断的结结果。系统首先先将微波波多普勒勒传感器器作为第第一级监监测器件件。由于于微波多多普勒传传感器可可以确定定移动

38、物物体的距距离，并并且该传传感器在在理论上上可测量量范围为为3600度。无无监测死死角，所所以可以以作为其其它传感感器件的的触发器器件使用用。其作作用是当当有人进进入到监监测范围围时，传传感器触触发信号号，由中中央处理理模块开开启其它它传感器器模块，以以便进行行防盗监监测。“整车搬搬运”和“车体破破坏”这两个个警报等等级属于于信息融融合中的的检测级级融合，可可以利用用串行结结构进行行描述：距离检检测节点点S1接收到到检测信信息后，做做出有“人或物物体接近近”的局部部判决UU1，然后后分别根根据各自自的S22节点(倾斜检检测节点点、振动动检测节节点)的的局部判判决U22，可以以得出融融合判决决的

39、结果果U0，对应应各自的的监测范范围，做做出“整车搬搬运”或“车体破破坏”的判断断。这两两种串行行结构框框图见图图2-44。整车搬运倾斜检测车况异常现象距离检测S1S2U1U2U2=U0车况异常现象距离检测振动检测车体破坏S1S2U1U2U2=U0图2-4 倾角检测与振动检测串行结构图警报等级级“非法开开启”也属于于信息融融合中的的检测级级融合，但但其需要要利用并并行结构构进行描描述，并并行结构构框图如如图2-5所示示：四个个开关检检测节点点S1, SS2, SS3和S4接收到到检测信信息后，做做出是否否有车门门被非法法开启的的局部判判决U11, UU2, UU3及U4，然后后将所有有的局部部

40、判决结结果送至至检测中中心，由由中心判判定车门门“非法开开启”的位置置。开关检测开关检测开关检测开关检测车况异常现象检测中心S1S2S3S4U1U2U3U4图2-5 霍尔器件检测并行结构图警报等级级“人体入入侵”属于属属性级的的特征层层融合。在在这种方方法中，每每个传感感器观测测一个目目标：距距离传感感器监测测入侵的的距离，振振动传感感器监测测是否有有车体的的破坏，霍霍尔器件件监测是是否有车车门的开开启，热热释电红红外传感感器监测测人体的的红外信信息。并并且在分分别提取取来自每每个传感感器的特特征向量量的基础础上进行行融合处处理，最最后基于于联合特特征向量量做出属属性判决决。判决决过程如如图2

41、-6。特征层属性融合属性判决人体入侵关联距离传感器振动传感器霍尔器件红外线传感特征提取图2-6 特征层属性融合2.3本本章小结结任何一种种传感器器都有其其独特的的优越性性，也有有一定的的局限性性。迄今今为止，没没有任何何一种传传感器能能够同时时满足高高可靠性性、高稳稳定性、高高精度和和低成本本的要求求。但是是各种传传感器在在性能上上的差异异与互补补性却提提示我们们通过综综合分析析来自各各个传感感器的信信息，来来获取有有效、可可靠、完完整的信信息。采采用这种种方法，即即使各个个传感器器所提供供的信息息有一定定的误差差和不确确定性，但但通过对对它们提提供的信信息进行行有效的的综合，可可以比任任何单

42、一一传感器器获取的的信息更更可靠、更更完整。第3章 多传感器信息融合汽车防盗系统硬件结构第3章 多传感感器信息息融合汽汽车防盗盗系统硬硬件结构构多传感器器信息融融合汽车车防盗系系统在硬硬件设计计中遵循循了以下下的基本本设计原原则：(1)尽尽可能选选择典型型电路，并并符合单单片机的的常规用用法。为为硬件系系统的标标准化、模模块化打打下良好好的基础础。(2)系系统的扩扩展与外外围设备备配置的的水平应应充分满满足应用用系统的的功能要要求，并并留有适适当的余余地，以以便进行行二次开开发。(3)硬硬件结构构应结合合应用软软件方案案一并考考虑。硬硬件结构构与软件件方案会会产生相相互影响响，考虑虑的原则则是

43、：软软件能实实现的功功能尽可可能由软软件来实实现，以以简化硬硬件结构构。但必必须注意意，由软软件实现现的硬件件功能，其其响应时时间要比比直接用用硬件实实现来得得长，而而且占用用CPUU的时间间(比如如延时程程序)。(4)整整个系统统的性能能要尽量量做到性性能匹配配，例如如选用晶晶振频率率较高时时，存储储器的存存取时间间有限，应应该选择择允许存存取速度度较高的的芯片：选择CCMOSS芯片单单片机构构成低功功耗系统统时，系系统中所所有的芯芯片都应应该选择择低功耗耗的产品品。(5)可可靠性及及抗干扰扰设计是是硬件系系统设计计不可缺缺少的一一部分，它它包括芯芯片、器器件选择择、去祸祸滤波、印印刷电路路

44、板布线线、通道道隔离等等。(6)单单片机外外接电路路较多时时，必须须考虑器器件驱动动能力。驱驱动能力力不足时时，系统统工作不不可靠。3.1防防盗系统统的电源源设计汽车防盗盗系统是是利用车车载蓄电电池作为为供电来来源，目目前车载载电源为为12VV/244V和442V系系统。所所以系统统设计时时应充分分考虑到到兼容性性及可扩扩展性的的问题，尤尤其是在在器件选选型时应应充分考考虑到器器件的可可替换性性能等3。系统选用用的微处处理器(MSPP43OOF1449APPM )、各种种传感器器的敏感感元件(微波多多普勒传传感器、倾倾斜传感感器、振振动传感感器、热热释电红红外传感感器、霍霍尔器件件等)及及其处

45、理理电路、报报警执行行模块所所需电压压值为55V或33.3VV，需要要电压转转换电路路为各种种器件提提供稳定定可靠的的电源。3.1.1防盗盗系统电电压的一一次降压压由于汽车车目前采采用122V、224V、442V电电源系统统，防盗盗系统所所需求的的电压为为5V及及3.33V，我我们通过过采取二二次降压压的办法法实现系系统电压压的转换换。转换换方案如如图3-1所示示。图3-11 电压压转换方方案示意意图考虑到系系统的兼兼容性及及可扩充充性，第第一次降降压采用用集成电电源管理理芯片LLM2557611/LMM25776HVV作为电电压转换换芯片。LLM25576系系列芯片片输入电电压范围围为1.23VV377V，有有3.33V, 5V, 122V, 15VV四种固固定电压压输出类类型，以以及一种种电压输输出可调调节类型型，输出出电压变变化范围围小于4%。输输出电流流可达33A。具具有T002200-5和和T02263-5两种种封装形形式。LLM25576仅仅需要四四个外部部元件就就可以完完成电压压的转换换，并还还具有休休眠、热热保