【正文】 ..................................................................................13 系統(tǒng)電源 ......................................................................................................................................13 汽車供電控制部分 ......................................................................................................................143. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................................................................................................16 系統(tǒng)程序模塊 ..............................................................................................................................16 主控模塊 .............................................................................................................................16 主要子程序模塊的設(shè)計 .....................................................................................................16 防盜系統(tǒng)的工作過程 ..................................................................................................................174．結(jié)束語 ................................................................................................................................................18參考文獻 ..................................................................................................................................................19引言隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車作為人類重要的交通工具正在迅猛增加。然而，汽車的安全保護技術(shù)已引起廣泛重視，為了防范汽車被盜，科研工作者們研制開發(fā)了許多汽車防盜新技術(shù)，各種防盜裝置相繼產(chǎn)生并被廣泛運用。網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)的基本工作原理是通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)車門開關(guān)、馬達的啟動和汽車的載停、定位及遠程車況報告等功能。它的最大優(yōu)勢是突破了距離的限制。其中應(yīng)用得到廣泛的事 GSM/GPS。GPS 的工作有賴于衛(wèi)星監(jiān)控中心對車輛的 24 小時不間斷、高精度的監(jiān)控服務(wù)。GPS 網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)由安裝在指揮中心的中央控制系統(tǒng)、安裝在車輛上的移動 GPS/GSM 終端就會發(fā)出信號，指揮中心在通過 GPS 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到這些信號后計算出移動目標的經(jīng)度、緯度、速度、方向，熄滅發(fā)動機和配合各方力量追回車輛。近年來，防盜系統(tǒng)已一步一步的從機械式—電子式—芯片式，發(fā)展到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)，它是通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)車門的開關(guān)和車輛的起動、截停、定位、及根據(jù)車主要求提供遠程車況報告等功能。目前主要使用的網(wǎng)絡(luò)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)和 GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))，其中 GPS 應(yīng)用最為廣泛。GPS 主要靠點火或起動發(fā)動機達到防盜的目的。采用 GPS技術(shù)的汽車反劫防盜系統(tǒng)由安裝在指揮中心的中央控制系統(tǒng)、安裝在車輛上的移動 GPS終端及 GSM 通信網(wǎng)絡(luò)組成，接受全球定位衛(wèi)星發(fā)出的定位信息，計算移動目標的經(jīng)緯度、速度和方向，并利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)的短信息平臺作為通信媒介實現(xiàn)定位信息的傳輸，具有傳統(tǒng) GPS 通訊方案無法比擬的優(yōu)勢。一旦汽車被盜或出現(xiàn)異常，指揮中心可立即通過 GPS接收終端設(shè)備信號，確定汽車實時地理位置和多方面信息，配合各方面力量及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢追回汽車，同時能熄滅發(fā)動機，使汽車不能行駛，網(wǎng)絡(luò)式防盜突破了距離的限制，覆蓋范圍廣，可用于被盜汽車的追蹤偵查，可全天應(yīng)用，破案速度快，監(jiān)測定位高。GPS 防盜技術(shù)可以說是一場技術(shù)革命，它一改傳統(tǒng)防盜器的被動、孤立無助的被動式服務(wù)，能為車主提供全方位的主動式服務(wù)，是目前其他類型汽車防盜系統(tǒng)所不能比擬的。1. 選題的背景 課題研究的內(nèi)容和意義 研究的主要內(nèi)容本課題主要對汽車防盜器進行研究，在分析 GSM/GPS 原理及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)汽車防盜器功能單一、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性不高的缺點，在充分研究該系統(tǒng)各要素的基礎(chǔ)上，以 TI 公司的高速 16 位嵌入式微控制器 MSP430F149 為核心，通過該處理器的串口和各個數(shù)字 I/O 端口分別實現(xiàn)對 GSM/GPS 模塊的控制和對汽車防盜器的驅(qū)動，并利用GSM 模塊實現(xiàn)車主和監(jiān)控中心的交互，實現(xiàn)對汽車的跟蹤定位功能和防盜防搶功能，也可 將傳統(tǒng)的汽車防盜器改造成新興的無線網(wǎng)絡(luò)汽車防盜系統(tǒng)。內(nèi)容具體如下：（1）通過與嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合可將傳統(tǒng)的汽車防盜器改造為具有遠程監(jiān)控功能的無線網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)。（2）根據(jù) GSM 網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的通訊協(xié)議，構(gòu)建一個與監(jiān)控中心、車主和汽車之間的交互平臺。（3）結(jié)合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS） ，實現(xiàn)對汽車當前的位置、速度等信息行實時監(jiān)控。 課題研究的意義本課題研究的意義在于：在傳統(tǒng)防盜器領(lǐng)域，引入了嵌入式系統(tǒng)理念，提出一種新的全方位汽車安全解決方案，通過設(shè)計具有遠程監(jiān)控功能的通訊平臺，為汽車防盜系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。將 GPS 定位技術(shù)運用到相應(yīng)的汽車防盜系統(tǒng)中，通過監(jiān)控中心的管理使得汽車安全系數(shù)有了很大提高，為汽車防盜安全體系的實現(xiàn)提供了一種新型公共解決方案。利用較低的硬件環(huán)境完成較高的系統(tǒng)功能，為網(wǎng)絡(luò)式汽車防盜系統(tǒng)市場探索出一條新路，為今后網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)在國內(nèi)的普及奠定了基礎(chǔ)。 課題研究背景國內(nèi)外汽車防盜裝置的種類繁多，發(fā)展迅速。目前，國際上流行的基本上是電子式汽車防盜產(chǎn)品，它具有很好的性價比，在市場上占有絕對優(yōu)勢，機械鎖是最早的汽車防盜鎖，現(xiàn)已很少單獨使用，主要與電子式、芯片式聯(lián)合使用、從 20 世紀 70 年代至今，以轎車為突破口，汽車鎖已由初期的機械鎖控制發(fā)展成現(xiàn)在的電子鎖，且防盜功能有很大提高。總體來看，國內(nèi)的汽車防盜技術(shù)水平僅為國際 20 世紀 90 年代后期的水平，國內(nèi)掌控制動器防盜裝置的開發(fā)實驗技術(shù)并形成批量生產(chǎn)的廠商只有幾家，且防盜裝置一般都存在報警范圍小、只能實現(xiàn)本地報警、不能實現(xiàn)遠程控制，只能實現(xiàn)單純報警、對被盜車輛不能實現(xiàn)跟蹤控制等缺點。除此之外，國內(nèi)制定的汽車防盜法規(guī)不夠健全，執(zhí)行不夠嚴格；生產(chǎn)企業(yè)對汽車防盜的認識不夠重視，資金投入不足，這些都造成國內(nèi)汽車防盜水平相對落后，不能適應(yīng)我國汽車發(fā)展對汽車防盜技術(shù)的需求。因此，我國汽車防盜產(chǎn)品的升級換代勢在必行，汽車防盜必將進入一個調(diào)整發(fā)展的新時期。2. 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)的原理圖基于 GSM/GPS 的汽車防盜系統(tǒng)主要由：車載終端（微控制器，GPS 模塊，GSM 模塊、傳感電路） 、傳輸網(wǎng)絡(luò)（GSM 網(wǎng)絡(luò)） 、監(jiān)控中心、用戶手機組成。若要實現(xiàn)汽車的防盜監(jiān)控功能，則需要如下功能電路：GPS 模塊電路、GSM 模塊電路、16 位高速單片機、汽車供電控制電路、防盜報警電路、遠程控制車停的執(zhí)行電路等電路。圖 21 表示了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖 21 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖硬件的主要技術(shù)指標包括：（1）由于程序較為復(fù)雜，需要支持在線仿真。（2）GPS 定位時需要定位精度 10 米以內(nèi)。（3）要求單片機處理速度較高。（4）由于整個系統(tǒng)從汽車電瓶取電，要求系統(tǒng)功耗較低。（5）采用信號燈反映系統(tǒng)狀態(tài)，需要電源指示燈，GSM 搜網(wǎng)指示燈和 GPS 定位指示燈。 GSM 模塊 系統(tǒng)的通信平臺目前，車輛防盜系統(tǒng)的通信平臺有 GSM 網(wǎng)、GPRS 網(wǎng)等多種方案。MSP430F149GSM 模塊GPS 模塊外擴存儲器液晶顯示時鐘電路防盜報警電路汽車供電控制電路車載傳感器電路其他傳感器電路執(zhí)行電路串口 1串口 2（1）GSM 短信息：GSM 短信息業(yè)務(wù)的通信方式是目前用的較多的一種，因為其覆蓋范圍大，并且可以全國漫游。（2）GPRS 網(wǎng)：GPRS 具有傳輸速率大，頻率利用率高，誤碼率幾乎為零，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并且支持漫游等特點。綜上傳輸速率、頻率利用率、網(wǎng)絡(luò)時延、覆蓋范圍等多方面的考慮，選用 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)通信平臺。 GSM 網(wǎng)絡(luò)的簡介 GSM 是“全球移動通信系統(tǒng)” （Global System for Mobile Communications）的英文縮寫，從 20 世紀 20 年代開始移動通信技術(shù)得到了發(fā)展，20 世紀 40 年代進入了建設(shè)公用移動通信系統(tǒng)的階段。隨著移動通信的無線傳輸、信道管理等技術(shù)的發(fā)展成熟，無線電話、衛(wèi)星移動通信等移動通信系統(tǒng)相繼發(fā)展起來。自 20 世紀 80 年代中期以來，作為歐洲一個移動通信標準的 GSM 系統(tǒng)于 1991 年正式在歐洲面世，由于其公開的規(guī)范標準和諸多優(yōu)點，很快就在全世界范圍內(nèi)的到了廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)了世界范圍內(nèi)移動用戶的聯(lián)網(wǎng)漫游。 GSM 的基本特點 （1） GSM 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活方便，能更有效地使用無線頻率，抗干擾性強，通信質(zhì)量高，能提供相當好的話音質(zhì)量。 （2）采用了鑒權(quán)、語音加密等技術(shù)使用戶信息安全性得到保證。 （3）在采用 GSM 系統(tǒng)的所有國家范圍內(nèi)，可提供穿越國界的自動漫游功能。（4）用戶終端更小、更輕便、功能更強。 GSM 的系統(tǒng)功能 （1）GSM 是一種提供話音、數(shù)據(jù)、補充業(yè)務(wù)等多種服務(wù)的系統(tǒng)。（2）話音業(yè)務(wù)是 GSM 系統(tǒng)提供的基本業(yè)務(wù)，允許用戶在世界范圍內(nèi)任何地點能同固定電話用戶、移動電話用戶以及專用網(wǎng)用戶進行雙向通話聯(lián)系。從電話中派生出的另一項業(yè)務(wù)是語音信箱，聲音信息被存儲，以備收方提取，在呼叫不能接通時，用戶可將聲音信息存入 GSM 的語音信箱；或者用戶直接接入語音信箱。 （3）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了固定用戶所能享用的大部分業(yè)務(wù)，包括文字、圖象、傳真、計算機文件、訪問 Inter 等服務(wù)。（4）補充業(yè)務(wù)如來電顯示、呼叫追蹤、短消息業(yè)務(wù)等。 GSM 模塊 TC35 簡介TC35 是 Siemen 公司推出的新一代無線通信 GSM 模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短信服務(wù)（Short Message Service）和傳真。模塊的工作電壓為 ~,，.該模塊具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模塊有省電模式等。通過獨特的 40 引腳的 ZIF 連接器，實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號及控制信號的雙向傳輸。通過 ZIF 連接器及 50 天線連接器，可分別連接 SIM 卡支架和天線。 TC35 模塊主要由 GSM 基帶處理器、GSM 射頻模塊（ASIC）\閃存、ZIF 連接器、天線接口六大部分組成。如圖 22 所示。作為 TC35 的核心，基帶處理器主要處理 GSM 終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，射頻天線部分主要實現(xiàn)信號的調(diào)制和解調(diào)，實現(xiàn)外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶的應(yīng)用接口。GSM 模塊電源使用線性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入的電源電壓進行穩(wěn)壓處理后供 GSM 基帶處理器和 GSM 射頻部分使用。SRAM 用來存儲一些用戶配置信息、電話本和其他信息。圖 22 TC35 結(jié)構(gòu)圖 TC35 模塊的初始化監(jiān)控過程開始時，單片機通過 RS—232 串口激活 TC35 來發(fā)送和接受數(shù)據(jù)短消息，完成與主控端的數(shù)據(jù)交換。TC35 模塊的初始化過程是首先用定時器延時 5s，等待 TC35 模塊自檢完畢，然后檢查是否已插入 SIM 卡，有 SIM 卡則繼續(xù)檢查移動運營商。之后再對GSM 模塊進行初始化。其流程圖如圖 23 所示：電源天線接口GSM 射頻部分連接器FLASH SRAMGSM 基帶處理器圖 23 TC35 模塊流程圖 MSP430 單片機簡介MSP430 系列是一個 16 位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，眾多的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算。同時在其內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線經(jīng)過轉(zhuǎn)換還存在 8 位的總線，可擴展模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換或數(shù) / 模轉(zhuǎn)換這類的功能模塊。適合應(yīng)用于使用電池供電的儀器、儀表類產(chǎn)品中。在 1996 年問世