带背景开题报告

毕业设计（论文）报告纸共6页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1长安大学毕业设计（论文）开题报告表课题名称汽车车门未锁报警系统设计课题来源学校科研课题类型专题研究指导教师张韡学生姓名翟萍依学号2203090129专业交通安全工程一、背景随着我国经济的迅猛发展，人民生活水平日益提高，机动车拥有量也在不断增加。截至2012年底，我国机动车保有量突破2.4亿，其中汽车保有量1.2亿，机动车驾驶人数量达到2.6亿，标志我国正式进入“汽车社会”。而随着汽车越来越广泛的普及性，它的发展所带来的一些问题也越来越引起人们的关注。随着近年来大量车辆和车内财物失窃情况的增多，防盗问题已经与安全、环保、节能并称为汽车发展的四大课题。车主们买车时更加关注车辆的防盗性能，也希望能开发出简单有效的报警系统。随着科学技术的发展，汽车防盗产品也发展历经机械式、电子式、芯片式和网络式四代，其中电子式防盗锁是目前应用最广泛的防盗锁之一，而芯片式和网络式是未来的发展方向，只应用在了一些高档轿车上，目前一般汽车多由钥匙手动或遥控器开关来操作车门锁，车门上锁后会有提示声音，部分车型有自动锁车门的功能。然而看似简单方便的操作背后也存在着安全隐患，偷车贼可能会用一种干扰器干扰遥控上锁装置使之失灵，而车主只听到提示音以为车已经锁上了造成车辆被盗，因此市场需求一种安全可靠、操作方便、经济实用的车门未上锁的报警系统。二、研究现状（一）国内现状国内关于报警系统的研究按照原理大致有以下几种：1.基于超声波的报警系统主要应用超声波测距的工作原理，发射探头发射出的超声波遇到障碍物反射回反射波，测出发射和接收回波的时间差，再根据经验公式测得与障碍物间的距离。典型应用如，基于超声波的汽车防撞报警系统的设计[1]，利用超声波测距系统在汽车行驶或倒车过程中自动检测汽车与最近障碍物之间距离并通过LED显示出来，达到极限距离时发出声光报警进而提醒司机以防撞车；2.基于红外线探测技术的报警系统利用红外线对于温度敏感的特点，有人非法闯入被监控区域时，红外传感器信号发生变化并相应输出一个信号，启动报警电路。红外探测无线遥控数显防盗报警系统[2]利用对射式红外线传感器、无线电收发模块、数字编译码双功能毕业设计（论文）报告纸共6页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2集成电路以及LED数码管等器件设计了报警系统，人或物体遮挡住红外线光束时,探测器输出探测信号,启动发射机工作。接收机收到由发射机发送的无线遥控编码信号后,再经一系列电路处理,输出控制信号,触发音响器报警,提醒值班人员注意,同时数码显示器亮,显示报警地点。3.基于无线网络的报警系统（1）基于GSM网络：全球移动通信系统GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)是在蜂窝系统的基础上发展而成，属于第二代数字移动通信系统。它是目前基于时分多址技术的移动通信中比较成熟、完善、且应用最广泛的一种系统。经过十几年的发展，我国已建成了覆盖全国的移动通信网，移动通信用户急剧增加，跃居世界第二位。移动通信业务也从初期的单纯话音业务开始，逐步发展成包括短消息业务、数据业务、预付费和VPN等智能业务在内的多元化业务结构。GSM技术在报警系统中的应用多基于它无线通讯、手机定位以及短消息服务等功能，以单片机等作为控制元件，与之配合使用。一种基于GSM的汽车防盗报警系统[3]，以单片机作为控制器，利用其通信功能以及WISMO移动通信模块Q2403A，将汽车被盗信号以短消息形式发送到某确定手机用户，实现移动报警；还有一种有利于改善传统报警器误报率高、防盗功能单一、反应速度慢、成本高等特点的基于GSM技术的汽车防盗报警系统[4]，它采用GSM模块实现远程语音与数据传输、高性能无线收发模块实现近距离数据发送与接收、AT89S52单片机、车辆状态传感器采集车辆状态，发出报警信号，并采用较复杂的通信协议保证数据传输准确性，在软件和硬件采用多种抗干扰措施保证系统可靠性，弥补传统防盗报警器的不足，并具有报警迅速、基本不受地域限制等优点。（2）基于GPRS网络、CAN总线等：基于GPRS网络的汽车防盗报警系统[5]主要利用GPRS网络的收发彩信的功能提醒用户，降低误报率提高可靠性；利用CAN总线的通信功能与原车CAN总线通信以降低成本；采用模块化设计方法降低开发成本和提高可扩展性。控制器局部网CAN（ControllerAreaNetwork）是Bosch公司在1986年的SAE(汽车工程师协会)大会上提出的，最初被设计用于车内各种电子控制装置之间的信息交换以解决汽车中众多电子装置间繁忙的信息交换问题。1987-1988年两年中，Intel和PhiliPs公司先后研制出CAN协议芯片，使该网络通信技术从概念变成现实。CAN一面世就受到了广泛的关注，目前已经成为全球范围内最重要的总线之一。基于CAN总线的汽车防撞报警系统[6]中央处理子系统中的信息采集单元负毕业设计（论文）报告纸共6页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3责对各传感器信息进行采集和处理，主控制单元根据安全跟车距离模型对自车的安全状况进行判断，并通过信息输出子系统提示驾驶员目前行车的安全状况；各单元之间采用可靠性能高的CAN总线串行通信技术，保证数据交换的实时性和可靠性。4.基于图像处理技术的报警系统基于机器视觉的车道偏离报警系统[7]是通过安装在车头的摄像机实时采集道路图像后，继而提取出道路图像中的车道线并计算出其参数，根据该参数得出车辆和车道的位置关系，从而判别车辆是否偏离出车道。基于图像处理的自动报警系统[8]硬件上采用CCD摄像头作为系统的输入设备，图像采集卡作为系统的模数转换设备，计算机作为控制处理设备；软件上主要包括视频图像的采集、预处理和运动目标的检测等几个模块，实现算法采用数字图像处理算法。该系统通过对运动目标的检测，实现了对非法浸入事件进入的自动报警。实际应用表明系统图像质量高、稳定，误报率低，应用前景广泛。5.多技术融合的报警系统基于ZigBee技术的红外探测无线防盗报警系统[9]是结合了一种近距离、低成本、低功耗的新兴无线收发技术——ZigBee技术和传统的红外探测技术而提出的。对ZigBee技术本身的抗同频干扰性能进行了研究和相关分析后，针对目前市场上红外探测报警系统存在的问题，结合ZigBee相对应的特点，采用Freescale公司推出的ZigBee开发平台初步实现了ZigBee点对点红外探测无线防盗报警系统。基于DSP技术的智能防盗报警系统[10]是先进的图像处理技术与GSM网络短消息结合的产物。DSP技术可以监控区域图像运动检测，一旦有移动物体入侵，系统会自动检测入侵物体并确定是否为危险物体，在系统检测出危险物体入侵后，就会产生报警信息并通过GSM网络发送到指定手机上，准确率高、撤防与设防方便，具有广泛应用前景。多技术融合的报警系统实例还有很多，如基于电话网络的高灵敏度红外报警系统[11]、基于多传感器信息融合的汽车防盗报警系统[12]等等，此处不一一赘述。（二）国外现状国外报警系统的发展很早，水平也比较先进，当今世界入侵报警系统研究发展的方向必然是网络化、智能化、集成化，因此传感融合技术以及无线传输技术在其中起到了重要作用。早在1996年就有人提出了先进的外部传感器AES（AdvancedExterior毕业设计（论文）报告纸共6页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4Sensor）的概念[13]。AES是一种设计旨在提供一种广域覆盖、快速部署、低误报率、直接可视的入侵检测与评估系统，它融合了包括可见光、红外线、毫米波雷达的三种传感技术并将它们集成在一个紧凑便携的遥控感应模块当中，遥控感应模块在连续360°的现场以每秒1转的速度旋转以探测和跟踪运动并提供评估，传感器融合技术就是将这三个传感器的轨迹数据整合集成为能供观察员观察到的一个轨迹。融合过程中的其它输入数据包括环境数据、一定的天气条件下传感器的性能、传感器优先级以及最近操作者的反馈等等，将最后得到的置信值作为融合的结果，有助于减少误报警以及操作者的工作量。ASE被广泛应用到各种入侵监测以及报警系统应用当中。ScottA.Nichols和W.BrianNaylor[14]设计了一种可靠的、低信噪比的、小目标检测视频监控系统。研究表明，人工在监测视频中搜索入侵目标几分钟后警觉性会降低，因此需要有一种能够自动检测视频确定入侵物，使人们保持警惕且不影响对于风险评估的报警系统。他们把现有的监控系统不能够同时满足足够检测敏感性、对误报警的抑制性以及在外部无约束条件下易于安装等条件的原因归结于低对比度、高噪声的视频图像以及物体运动缓慢或物体过小等，在此基础上提出了一种应用了基于AES的高度自适应运动检测算法的视频监控系统，该系统具有低误报率、对于非惯性运动轨迹追踪具有可靠性等特点。BarnaComel[15]提出了一种融合了红外探测技术PIR检测机和视频监控技术的室外报警系统，该系统可以估测出入侵物体的位置并发出警报，这种融合基于启发式算法、模糊理论和粒度假设，对于误报率高的室外报警系统十分适用。由于PIR检测机通过簧片继电器每次输出一个二进制信号，因此从一个传感器能够感知到的信号很有限，有时甚至不能确定入侵物的全貌，这对于大面积监控是不可行的，这时就需要使用更加精确的视频监控摄像机，但摄像机在夜间或有雾天气时无法正常工作，因此将二者结合能达到理想的效果。Ramya和Palaniappa[16]设计了一种基于嵌入式技术的、能够监测客舱内安全状况的报警系统。当气体传感器检测到车内CO含量高于设定值或2O含量过低时会触发报警系统并自动开启通风装置，同时将报警信号通过GSM发送到指定用户手机上。该系统优点在于能够实时监测并迅速响应，最大限度保证车内人员的健康。稍后他们又对现有的系统进行了改进[17]，使得监测物种类增加了，包括酒精浓度等，同时增加了能够监测车辆前方障碍物的功能。NiklasLundell在文献[18]中阐述了一种利用无线传感网络实现的基于视觉的监控系统，使之能在Contiki操作系统下运行。系统利用TmoteSky无线传感网络节点技术遥控监控摄像机，使其将捕捉到的信息转移到传感器存储器用于进一步处理，并转发到其它网络节点，由于传感器内存空间有限，又开发出了毕业设计（论文）报告纸共6页第页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊5图像压缩功能。此外为了节约能源，系统还采用了装有高效节能板的光传感器用于检测火灾或入侵发生情况下复杂的变化情况，当这些变化达到一定量值时才将摄像机激活。该检测机制采用了CUSUM算法，在过滤掉无关的干扰同时能够保持高度敏感性。经过多次能源效率检测算法验证，系统快速检测到传输的时间只需要2秒钟。另外，国外报警系统已经向生物智能化方向发展，如活体指纹防盗器：将驾驶员的指纹存贮在汽车内，以便与开车人员的指纹相比较，只有通过了指纹比对验证，才能将汽车启动，目前有奥迪A8等高档汽车已经采用了指纹识别技术。宝马一款汽车的内置电脑预先可以储存车主和其他驾驶员的指纹，驾车者如果要启动汽车，只需按压指纹感应器，感应器便会自动核对电脑内储存了的指纹。电脑还可以根据原来记忆的信息，按不同的驾驶员把座位、后视镜、电台自动调节到最佳位置。它将是汽车防盗产品的发展趋势，目前还没有破解方法。HannaBjörk和AndreasHagemann[19]提出了一种需要驾驶员身份识别才能启动车辆的技术，为了选择出合适的驾驶员身份识别的方法，建立合适的模型，文章对于11种可用的识别方法进行了研究并根据驾驶员体验感受对模型进行改进，最后确定了一种常规认证以及包括指纹识别、面部特征识别、声音识别和PIN码识别三种生物特征识别方法在内的综合模型，然后由18名有经验的驾驶员体验了模型安装前后的