汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)此文檔word版本下載后可任意編輯修改I目錄獨(dú)立完成與誠信聲明 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 摘 要. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 Abstract . 錯(cuò)誤！未定義書簽。第1章 緒論 . 11.1 課題研究的背景和意義 . 11.2 防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 2第2章 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 32.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) . 32.1.1 系統(tǒng)概述 . 32.1.2 系統(tǒng)的功能需求 . 32.1.3 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) . 32.2 GPS全球定位系統(tǒng) . 42.2.1 GPS的基本組成 . 42.2.2 GPS前景

2、 . 52.2.3 GPS特點(diǎn) . 62.2.4 GPS用途 . 62.3 GSM系統(tǒng) . 72.3.1 GSM的原理 . 72.3.2 GSM網(wǎng)絡(luò) . 72.3.3 GSM系統(tǒng)的特點(diǎn) . 82.3.4 SMS短信息發(fā)送模式 . 8第3章 汽車防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 113.1 單片機(jī)簡述及最小系統(tǒng) . 113.1.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)簡介 . 113.1.2 STC12C5A60S2的最小系統(tǒng) . 123.1.3 最小系統(tǒng)的外圍基本電路 . 173.2 GPS定位模塊 . 183.2.1 GPS模塊的簡要概述 . 183.2.2 GPS模塊外圍電路 . 193.2.3 GP

3、S模塊引腳功能 . 193.2.4 GPS電源及其他部分 . 213.2.5 GPS數(shù)據(jù)解析 . 233.3 GSM通信模塊 . 253.3.1 GSM的總體概述 . 253.3.2 TC35模塊的組成及部分參數(shù) . 263.3.3 TC35模塊的特性說明 . 273.3.4 TC35模塊引腳功能簡介 . 283.3.5 TC35模塊的電路設(shè)計(jì) . 293.3.6 所用部分AT指令 . 323.4 本系統(tǒng)其他模塊 . 323.4.1 串口通信模塊 . 323.4.2 震動(dòng)傳感模塊 . 34 II3.4.3 LCD12864模塊 . 353.4.4 蜂鳴器模塊 . 35第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .

4、 364.1 系統(tǒng)流程圖 . 364.2 串口初始化程序 . 404.3 震動(dòng)模塊程序 . 434.4 短信發(fā)送及打電話程序 . 444.5 GPS接收程序 . 45參考文獻(xiàn). 47III汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第1章 緒論1.1 課題研究的背景和意義近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車作為人類現(xiàn)代的重要交通工具也隨之增加。但是，現(xiàn)代科技的發(fā)展同樣促使犯罪分子作案手段的提高。但是汽車每年(特別是轎車)的偷、盜、搶案越來越多。據(jù)南方某中等城市統(tǒng)計(jì)，平均每日被盜劫車輛達(dá)45輛，找回概率占20，以每輛車20萬元計(jì)算，每年保險(xiǎn)公司就損失人民幣2.6億元。如果安裝防盜反劫報(bào)警系統(tǒng)后，以提高破案率80計(jì)算，

5、每年可使保險(xiǎn)公司減少損失達(dá)人民幣2億元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國每天有340輛車被誨被搶，這給企業(yè)、事業(yè)單位和個(gè)人帶來很大損失和不變，同時(shí)也給保險(xiǎn)公司帶來每年幾百億人民幣的損失。這樣嚴(yán)峻的情勢，迫使車主及保險(xiǎn)公司都在迫切地尋求一種安全、快捷而有效的反偷、盜、搶車輛手段。并且隨著私有車的高速增長這必將成為一個(gè)值得關(guān)注的社會(huì)問題。為了防止汽車被盜，科研人員發(fā)明了汽車防盜裝置，被廣泛應(yīng)用于汽車。本課題研究的內(nèi)容是基于GPS全球定位系統(tǒng)對汽車進(jìn)行全球定位，通過GSM模塊把汽車的位置信息用短消息方式，通過GSM公用網(wǎng)絡(luò)傳遞給用戶手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)電子化、智能化、高可靠性的汽車定位防盜系統(tǒng)。該系統(tǒng)把汽車用戶的手

6、機(jī)作為整個(gè)監(jiān)控平臺，通過短消息與車載模塊進(jìn)行通信。GPS-GSM汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是非常具有應(yīng)用價(jià)值和市場前景的。短消息通信作為一種嶄新的通信手段，具有可靠性高、開發(fā)方便、費(fèi)用低和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因此，我們可以利用普及廣泛的手機(jī)短消息業(yè)務(wù)并用廉價(jià)的成本開發(fā)汽車防盜系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)一些簡單、實(shí)用的遠(yuǎn)程控制功能及安防功能，以滿足人們的需要。它可以克服電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)電話費(fèi)用高，控制延時(shí)長等缺點(diǎn)，具有良好的可擴(kuò)展性和實(shí)用價(jià)值。因此，相應(yīng)的研發(fā)領(lǐng)域也應(yīng)運(yùn)而生，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮。該系統(tǒng)能在汽車被盜走、破壞以及防盜系統(tǒng)被部分拆卸的情況下，將相關(guān)信息發(fā)送到車主預(yù)先設(shè)定的手機(jī)等通信設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對汽車狀況的了解和

7、跟蹤。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國已建成了覆蓋全國的移動(dòng)通信網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的系統(tǒng)可以使汽車用戶隨時(shí)隨地了解汽車的位置，對車輛進(jìn)行位置跟蹤，保障汽 1車用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很強(qiáng)的市場競爭力。研究和開發(fā)本課題是具有實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。1.2 防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀汽車防盜系統(tǒng)最早始于20世紀(jì)初，經(jīng)過幾十年的發(fā)展和不斷的升級，已經(jīng)從簡單的機(jī)械式發(fā)展到復(fù)雜的電子網(wǎng)絡(luò)式，防盜性能得到了大幅的提高。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車防盜設(shè)備按其結(jié)構(gòu)與功能可分四大類:機(jī)械式防盜器、電子式防盜系統(tǒng)、芯片式防盜系統(tǒng)和基于GSM/GPS的網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)141。它們之間各有優(yōu)劣，但是汽車防盜的發(fā)展方向是

8、向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展的。本系統(tǒng)就是為網(wǎng)絡(luò)是防盜，能夠在發(fā)生警情時(shí)的幾秒鐘內(nèi)，通過GSM將GPS定位信息發(fā)送短信到車主手機(jī)，同時(shí)根據(jù)需要可以切斷汽車供油電路，是車子無法啟動(dòng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不限時(shí)間、不限距離的遠(yuǎn)程防盜，使人車“形影不離”，具有真正意義上的防盜功能。GSM 防盜系統(tǒng)無需繳納昂貴的服務(wù)費(fèi)用，僅需每條 0.1 元的短信費(fèi)用即可，價(jià)格便宜。2第2章 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2.1.1 系統(tǒng)概述本次設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2型單片機(jī)，將GPS定位信息進(jìn)行提取和處理，并通過TC35模塊來實(shí)現(xiàn)手機(jī)和單片機(jī)之間的通信?；贕PS/GSM汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用單片機(jī)

9、，傳感器，借口等多種技術(shù)，并利用無線網(wǎng)了，來實(shí)現(xiàn)對被盜車輛的報(bào)警和控制。在車主接到報(bào)警后，通過車主手機(jī)及其他通訊設(shè)備，接收到GPS數(shù)據(jù)，獲取被盜車輛的位置信息。此時(shí)，車主就可以實(shí)時(shí)知曉被盜車輛的位置，通過車主手機(jī)進(jìn)行對被盜車輛的控制，并可以報(bào)警，協(xié)助警察盡快破案。(字體、行距需修改)2.1.2 系統(tǒng)的功能需求（1）功能設(shè)置。通過車主手機(jī)對單片機(jī)中的指令進(jìn)行設(shè)定，其中包括，車主手機(jī)號碼，查詢GPS定位信息的查詢字符，報(bào)警手機(jī)的號碼，或者是進(jìn)行系統(tǒng)初始化。（2）遠(yuǎn)程報(bào)警過程。將SIM卡插入主機(jī)，系統(tǒng)即被聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)車被盜時(shí)，車內(nèi)傳感器被觸發(fā)，傳感器發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號激發(fā)發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)將存儲在系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或數(shù)

10、個(gè)報(bào)警電話號碼發(fā)送出去。經(jīng)GSM基站轉(zhuǎn)發(fā)，被車主手機(jī)或者報(bào)警手機(jī)接收。（3）處警控制過程：車主接警后，可以通過車主手機(jī)發(fā)出控制信號，經(jīng)GSM基站轉(zhuǎn)發(fā)，被盜車輛的GSM接收機(jī)收到信號后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)出報(bào)警標(biāo)志。(觸發(fā)斷油斷電等等其他機(jī)械功能)（4）定位跟蹤過程。利用短信服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)車輛定位跟蹤。一旦觸發(fā)報(bào)警，將每隔5S對GPS的定位信息反饋到報(bào)警手機(jī)中。2.1.3 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)主要由五部分組成，即單片機(jī)模塊、GPS模塊、GSM模塊、電源電路、震動(dòng)模塊。GPS模塊負(fù)責(zé)接收定位數(shù)據(jù)；GSM模塊在單片機(jī)的控制下收發(fā)短信等功能；單片機(jī)控制電路對GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)車主的設(shè)置進(jìn)行相應(yīng)

11、的 3處理。電源電路由LM2576S-5.0為單片機(jī)和GSM直接提供5V的直流電壓，AMS1117-3.3再將5V直流電壓為3.3V提供給GPS使用。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。圖2.2 GPS全球定位系統(tǒng)2.2.1 GPS的基本組成GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆) ,軌道傾角為55。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為C/A

12、 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Precise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,并設(shè)有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務(wù)。C/ A 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開放給民間使用。地面控制部分由一個(gè)主控站,5 個(gè)全球監(jiān)測站和3 個(gè)地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳 4送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到

13、3 個(gè)地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時(shí),把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間,但導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。

14、接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。關(guān)機(jī)后，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測使用。地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面

15、控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷、相對距離,大氣校正等數(shù)據(jù)。其次則為使用者接收器,現(xiàn)有單頻與雙頻兩種,但由于價(jià)格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。2.2.2 GPS前景(前景部分一般放在內(nèi)容介紹的最后)由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測量的特點(diǎn)，作為先進(jìn)的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006年期間，在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消SA政策，GPS民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到10米，這將進(jìn)一步推動(dòng)G

16、PS技術(shù)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以 5及人們的生活質(zhì)量，刺激GPS市場的增長。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，在美國，單單是汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，2000年后的市場將達(dá)到30億美元，而在中國，汽車導(dǎo)航的市場也將達(dá)到50億元人民幣。可見，GPS技術(shù)市場的應(yīng)用前景非?？捎^。2.2.3 GPS特點(diǎn)全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：(1)全球、 全天候工作。定位精度高。單擊定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。功能多，應(yīng)用廣。1、定位精度高應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對定位精度在50KM以內(nèi)可達(dá)10-6(單位)，100-500KM可達(dá)10-7，1000KM可達(dá)10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。2、觀測時(shí)間短隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對定位測量時(shí)，當(dāng)每個(gè)