基于GSMGPS的汽车防盗报警系统的设计本科毕业论文(设计).docx
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1、摘 要传统的汽车报警系统存在很多问题,如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境等。因此有必要开发一种新的功能强、价格相对便宜的远程遥控和定位汽车报警器,依托GSM公众网,利用GSM无线通信业务及短消息服务业务,对车辆进行远程监控和定位来解决上述各种问题。本设计可以分为四个部分:电源部分、传感器部分,GSM收发短信部分和GPS定位部分。震动传感器采用MEC原装震动开关SW-18015P,GSM模块采用华为GTM900-B型号模块,GPS采用瑞士U-blox公司U-blox-NEO模块。本系统可以实现远程报警功能,当开启防盗系统后,一旦震动传感器被触发,系统会向车主手机发送警报信息,如果车辆被盗,车
2、主可以通过手机向车载系统发送短信可以获取丢失车辆的位置信息。本设计成本低,性价比高,但仍有不足之处:只能获取经纬度信息,而不能获取丢失车辆的具体地点位置。关键词: GSM,GPS,定位,短消息AbstractIn order to prevent car theft , car theft have been developed a lot of new technology , a variety of anti-theft devices have been produced and are widely used. Traditional car alarm system exists
3、many problems , such as the role of the short distance , the alarm noise pollution generated by the environment . It is necessary to develop a new powerful , relatively inexpensive remote control and positioning car alarms, relying GSM public network , the use of GSM wireless communication services
4、and short message services , remote monitoring and vehicle positioning to solve the above kinds of problems.This design can be divided into four parts: the power section , the sensor part , GSM text messaging and GPS positioning part part . Using 220V AC power supply , the power supply circuit after
5、 each module is converted into the required 5V DC voltage, shock sensor detects whether the vibration signal in real time , GSM module can timely and user mobile communications , played the role of the police , GPS can receive location information , you can easily retrieve the vehicle .This design c
6、an achieve remote alarm function, when the alarm system is turned on , once the shock sensor is triggered, the system will send an alert message to the owner of the phone , if the vehicle is stolen , the owner can send text messages can get lost vehicle position information via mobile phone to the c
7、ar system . The design of low- cost , high cost , but there are still shortcomings : You can only get the latitude and longitude information , and can not get the specific location of the loss of the vehicle.Keywords: GSM, GPS, location, short message目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论21.1 课题研究的背景和意义21.2 国内外研究发
8、展现状21.3 论文研究的主要内容2第2章 课题研究相关技术分析22.1 GSM网络技术22.1.1 GSM数据业务SMS22.1.2 AT指令的格式22.1.3 短消息发送格式详解22.2 定位技术分析22.2.1 定位技术的选择22.2.2 GPS定位系统介绍2第三章系统的总体设计方案及硬件设计23.1 方案的论证及提出23.1.1 汽车防盗系统的性能要求23.1.2 方案的分析23.1.3 总体方案确定23.2 系统的总体设计及构成23.3 电源模块的设计23.4 检测模块的设计23.5 串口传输模块23.6 单片机控制模块23.6.1 STC12C5A60S2单片机介绍23.6.2 单
9、片机最小系统及外围电路23.7 GSM模块部分设计23.8 GPS模块部分设计2第四章系统的软件设计24.1 环境简介24.2 主程序设计24.3 GSM模块程序设计24.3.1 发短信程序设计24.3.2 收短信程序设计24.4 GPS程序设计2第五章程序的调试与测试2结论2参考文献2致谢2附录硬件电路图2IV第1章 绪论汽车的普及为人们的生活带来了方便,但同时也给人们提出了一大难题汽车防盗。目前,防盗报警器产品多样,竞争十分激烈。而目前低端市场上还是以蜂鸣器报警、车钥匙控制防盗报警为主的报警器材,误报率高,容易破解。本文设计的基于GSM汽车防盗报警系统不仅准确率高、安全系数高、价格低廉、而
10、且具有主动预防的优势。1.1 课题研究的背景和意义随着经济的飞速发展,汽车正在迅猛增加,汽车被盗事件也越来越多。为了防范汽车被盗,人们开发了很多汽车防盗新技术,各种防盗装置相继产生并被广泛运用。但是鉴于传统的汽车防盗装置都存在着各种弊端,不能对车辆安全进行全方位的监测,可以考虑通过GPS定位功能对车辆实现全方位实时监控,达到防盗的目的。GPS通过卫星监控中心对车辆进行24小时不间断、高精度的监控服务。防盗系统由控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端和GSM通信网络三部分组成。一旦汽车被盗或出现异常,GSM/GPS终端就会向设定的手机发送告警信息,若车辆没有被及时拦截,通过手机和车载终端的通信可
11、以获取车辆当前所处的具体位置,以便将其追回。1.2 国内外研究发展现状20世纪90年代以来,电子信息技术的飞速发展使电子信息技术、传感器技术、数据通讯技术、网络技术、计算机处理技术和控制技术等有效地应用于汽车防盗技术,促进了汽车防盗技术的高度智能化和功能多样化。随着汽车电子技术的发展,汽车防盗设备按其结构与功能可分四大类:机械式防盗器、电子式防盗系统、芯片式防盗系统和基于GSMGPS的网络式防盗系统它们之间各有优劣,但是汽车防盗的发展方向是向智能程度更高的芯片式和网络式发展的。 机械式防盗器机械式防盗装置是比较常见而又古老的装置,它主要是利用简单的机械式原理锁住汽车上的某一机构,使其不能有效发
12、挥应有的作用,以达到防盗的目的。电子式防盗系统 随着电子技术在汽车上的应用,各种电子防盗报警器应运面生。它克服了机械锁能防盗不能报警的缺点,主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的,同时具有声音报警等功能。电子防盗装置设计先进、结构复杂,包括起动控制、遥控车门和报警三部分,主要由防盗控制单元识读线圈、警告灯、汽车钥匙等元件组成。 芯片式防盗系统 目前,在汽车防盗领域位居重点的当属芯片式数码防盗器。它通过锁住汽车马达、电路和油路达到防盗目的,若没有芯片钥匙便无法起动车辆。数字化的密码重码率极低,而且要用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁,杜绝了被扫描的可能。由于特点突出且使用方便,大多数轿车均采用它作
13、为原配防盗器。目前进口的很多高档车及国产大众、广州本田、派力奥等车型己装用原厂的芯片防盗系统芯片式防盗已发展到第四代,除了比电子防盗系统更有效的防盗作用外,它还具有特殊诊断功能。如独特的射频识别技术(RFID)可保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶者,当驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份,打开或关闭车锁。网络式防盗系统网络式防盗系统通过网络实现车门的开关和车辆的起动、截停、定位,及根据车主要求提供远程车况报告等功能目前主要使用的网络有GSM网络和GPS(卫星定位系统),其中GPS应用最为广泛。GPS主要靠锁定点火或起动发动机达到防盗的目的。采用GPS技术的汽车反劫防盗系统由安装在指挥中心的
14、中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端及GSM通信网络组成,接受全球定位卫星发出的定位信息,计算移动目标的经纬度、速度和方向,并利用GSM网络的短信息平台作为通信媒介实现定位信息的传输,具有传统GPS通讯方案无法比拟的优势。一旦汽车被盗或出现异常,指挥中心可立即通过GPS接收终端设备信号,确定汽车实时地理位置和多方面信息,配合各方面力量及网络优势追回汽车,同时能熄灭发动机,使汽车不能行驶。网络式防盗突破了距离的限制,覆盖范围广,可用于被盗汽车的追踪侦查,可全天候应用,破案速度快,监测定位精度高。GPS防盗技术可以说是一场技术革命,它一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务,能为车主提供全
15、方位的主动式服务,是目前其他类型汽车防盗系统所不能比拟的。1.3 论文研究的主要内容本设计是依托GSM公众网,利用GSM无线通信业务,对车辆进行远程监控和定位配置有GSM模块,车主可用手机,控制该系统,手机控制的所有命令以短消息方式发送,装在车上的装置,收到短消息命令后,将发回应答信号。主要完成的功能有:预警、防盗报警 、汽车定位。本文内容安排如下:第一章:说明本设计的提出及意义,介绍国内外的研究状况及预期目标。第二章:课题研究相关技术分析。 第三章:系统的硬件设计,详细阐述本系统的各个硬件模块的设计。第四章:系统的软件设计,即系统运行的软件流程图和系统程序的设计。第五章:程序的调试与测试。最
16、后是本设计的结论以及总结。第2章 课题研究相关技术分析2.1 GSM网络技术GSM网络既全球移动通信系统,其英文缩写为:Global System for Mobile Communications,它是欧洲电信协会在1982年制定的国际标准化的技术体制,它也是数字蜂窝系统的基础。(Digital Cellular System 1800)1982年,北欧提议成立了一个移动特别小组(Group Special Mobile),简称GSM,用它来制定900MHz频段的公共电信业务的标准。1990年GSM 900的规范完成,在1991年欧洲开通了第一个系统,所以GSM更名为“全球移动通信系统”(G
17、lobal System for Mobile Communications),自此移动通信跨入了第二代的数字移动通信系统。同一年,GSM又完成了1800MHz频段的公共电信业务的规范制定,名称为DCS1800系统。这个系统与GSM900具有相同的功能特性,所以这两个系统可统称为GSM系统2。 GSM/DCS包含于各个移动单元之中的语音传输、信息处理设施等在内的其他设施。而GSM900和DCS1800就是我们最常见的双频网络,它们都为GSM标准。它们的功能相同,但是频率不同,我国早起使用的是GSM900,随着通信网络的不断发展,我国引进了DCS1800,并且采用了以GSM900网络为基础,DC
18、S1800网络为补充的组成方式,构建了GSM900/DCS1800的双频网,手机用户可自动切换最佳信道进行通话,使接通率达到最高。GSM系统含有以下特点:(1)GSM可以提供多种服务,包括语音业务和一些数据业务;(2)GSM系统还有容量大、通话质量较好、有短消息和电子信箱等功能。(3)GSM有比较好的保密功能,可以对移动识别码加密、用户数据加密等。(4)GSM覆盖范围广,具有越区切换和漫游等功能,还可以实现国际漫游,加大了其有效覆盖范围。本设计用的GSM模块是华为公司的GTM900-B,华为GTM900-B无线模块是一款两频段GSM/GPRS无线模块。它支持标准的AT命令及增强AT命令,提供丰
19、富的语音和数据业务等功能,是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。GTM900-A模块代表支持PPP协议的模块,主要兼容西门子TC35模块。GTM900-B模块在GTM900-A模块的基础上增加了数据传送的AT命令,适用于小数据量传送的场合,用户无需实现PPP协议也可实现数据传输功能同时,GTM900无线模块也适合在GT800的网络下运行。它提供组呼、广播、私密呼叫、优先级呼叫等丰富的集群功能,是GT800 各类终端的核心解决方案,对外产品名称GTM900-B。GTM900-B 模块支持EGSM900/GSM1800频段GTM900-B物理外形如图2-1所示:图2-1 GTM900-B物理外形
20、图产品应用:GTM900-A/B在Terminal型固定台、Phone型固定台、车载台、公用电话、电力无线抄表业务、远程信息服务台等方面被广泛的应用。在应用中,对于GTM900-A/B输出的信号,如果外部驱动器件采用2.85V(0.1)器件,则可直接与外部连接。如果输入信号超过GTM900-A/B输入信号的幅度范围,这时需要对输入信号进行电平调整。目前GTM900-A/B模块输出的信号是TTL 2.850.1伏接口,与RS-232连接时,需要进行电平转换,由于客户使用的电平转换芯片不一致,相关参考设计电路均可以从网络或芯片资料上获取,同时,需要关注RTS,CTS的上下拉处理,与具体电路的设计有
21、一定关系。在串口电平转换设计过程中,建议电平转换芯片的供电电压与我们串口的接口电平2.85V(0.1)基本一致,避免导致将模块的串口输入拉高,从而影响模块内部的工作稳定;串口信号的电平,请注意保持在2.850.15伏范围内最佳。2.1.1 GSM数据业务SMSSMS既是短信服务的简称,其英文缩写为(Short Message Service)。SMS是GSM移动通信技术给出的一种基本数据业务。SMS运用无线控制信道进行传输信息,经过短消息业务中心完成的存储和前转,实现了用手机发送和接受有限长度的文字信息的功能。而一条短信息最多可以含有160个英文字母或者是70个中文汉字。而SMS发展的历史上,
22、第一条短消息是1992年在英国通过Vodafone公司的GSM网络在一台PC机发送到一部手机上的。SMS属于GSM前期阶段的标准,现在SMS已经集成到很多种的网络标准当中,比如:GSM、CDMA和TDMA以及PHS等等移动网络都是支持SMS业务的,这使得SMS成为了一项普及率很大的移动数据业务。短消息可以按照实现的方式划分为小区广播短消息CBS和点到点短消息SMS。而我们最常说到的短消息业务就是点到点的短信息。 对于点到点短消息业务中,短消息可以完成从一个移动平台传送到另外一个移动平台,短消息业务中心(SMSC)保存这些短消息信息。并且还可以在传递的同时发消息。每一个GSM网络一定要支持一个或
23、者多个SMSC来对消息进行分类和确定它的路由。点对点短消息与小区广播短消息的不同之处就是它们的实现方式不同。而点对点的短消息是GSM其实标准定义的业务,它是通过信道传递的,在没有业务信道呼叫时使用独立专用控制信道SDCCH,其英文缩写为(Stand-alone Dedicated Control Channel)。当有业务信道呼叫时使用满伴随控制信道SACCH,其英文缩写为(Slow Associated Control Channel)。因为短信息的传递使用信令信道,所以数据速率是很有限的。点对点短消息是一项很基本的电信业务,它也可以作为信息数据传送的载体,比如信息点播服务,远程数据采集等3
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