【正文】 ............................................................................................. 42 附錄１ 硬件電路圖 .......................................................................................... 43 第 1 章 緒論 汽車的普及為人們的生活帶來了方便，但同時也給人們提出了一大難題 ——汽車防盜。目前，防盜報警器產(chǎn)品多樣，競爭十分激烈。 而目前低端市場上還是以蜂鳴器報警、車鑰匙控制防盜報警為主的報警器材，誤報率高，容易破解。本文設(shè)計的基于 GSM 汽車防盜報警系統(tǒng)不僅準(zhǔn)確率高、安全系數(shù)高、價格低廉、而且具有主動預(yù)防的優(yōu)勢。 課題研究的背景和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車正在迅猛增加 ,汽車被盜事件也越來越多。為了防范汽車被盜，人們開發(fā)了很多汽車防盜新技術(shù)，各種防盜裝置相繼產(chǎn)生并被廣泛運(yùn)用。但是鑒于傳統(tǒng)的汽車防盜裝置都存在著各種弊端，不能對車輛安全進(jìn)行全方位的監(jiān)測，可以考慮通過 GPS 定位功能對車輛實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時監(jiān)控，達(dá)到防盜的目的。 GPS 通過衛(wèi)星監(jiān)控中心對車輛進(jìn)行 24 小時不間斷、高精度的監(jiān)控服務(wù)。防盜系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、安裝在車輛上的移動 GPS 終端和 GSM 通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成。一旦汽車被盜或出現(xiàn)異常， GSM/GPS 終端就會向設(shè)定的手機(jī)發(fā)送告警信息，若車輛沒有被及時攔截，通過手機(jī)和車載終端的通信可 以獲取車輛當(dāng)前所處的具體位置，以便將其追回。 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 90 年代以來，電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展使電子信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)處理技術(shù)和控制技術(shù)等有效地應(yīng)用于汽車防盜技術(shù)，促進(jìn)了汽車防盜技術(shù)的高度智能化和功能多樣化。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)．它們之間各有優(yōu)劣，但是汽車防盜的發(fā)展方向是向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展的。 機(jī)械式防盜器 機(jī)械式防盜裝置是比較常見而又古老的裝置，它主要是利用簡單的機(jī)械式原理鎖住汽車上的某一機(jī)構(gòu)，使其不能有效發(fā)揮應(yīng)有的作用，以達(dá)到防盜的目的。 電子式防盜系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，各種電子防盜報警器應(yīng)運(yùn)面生。它克服了機(jī)械鎖能防盜不能報警的缺點(diǎn)，主要靠鎖定點(diǎn)火或起動來達(dá)到防盜的目的，同時具有聲音報警等功能。電子防盜裝置設(shè)計先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括起動控制、遙控車門和報警三部分，主要由防盜控制單元識讀線圈、警告燈、汽車鑰匙等元件組成。 芯片式防盜系統(tǒng) 目前，在汽車防盜領(lǐng)域位居重點(diǎn)的當(dāng)屬芯片式數(shù)碼防盜器。它通 過鎖住汽車馬達(dá)、電路和油路達(dá)到防盜目的，若沒有芯片鑰匙便無法起動車輛。數(shù)字化的密碼重碼率極低，而且要用密碼鑰匙接觸車上的密碼鎖才能開鎖，杜絕了被掃描的可能。由于特點(diǎn)突出且使用方便，大多數(shù)轎車均采用它作為原配防盜器。目前進(jìn)口的很多高檔車及國產(chǎn)大眾、廣州本田、派力奧等車型己裝用原廠的芯片防盜系統(tǒng)． 芯片式防盜已發(fā)展到第四代，除了比電子防盜系統(tǒng)更有效的防盜作用外， 它還具有特殊診斷功能。如獨(dú)特的射頻識別技術(shù) (RFID)可保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識別駕駛者，當(dāng)駕駛者接近或遠(yuǎn)離車輛時可自動識別其身份，打開或關(guān)閉車鎖。 網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(yuǎn)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 主要靠鎖定點(diǎn)火或起動發(fā)動機(jī)達(dá)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(biāo)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(shí)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(shí)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(jī)，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，可全天候應(yīng)用，破案速度快，監(jiān)測定位精度高。 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 。 論文研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計是依托 GSM 公眾網(wǎng)，利用 GSM 無線通信業(yè)務(wù)，對車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位．配置有 GSM 模塊，車主可用手機(jī)，控制該系統(tǒng)，手機(jī)控制的所有命令以短消息方式發(fā)送，裝在車上的裝置，收到短消息命令后，將發(fā)回應(yīng)答信號。主要完成的功能有：預(yù)警、防盜報警 、汽車定位。本文內(nèi)容安排如下： 第一章 :說明本設(shè)計的提出及意義，介紹國內(nèi)外的研究狀況及預(yù)期目標(biāo)。 第二章 :課題研究相關(guān)技術(shù)分析。 第三章 :系統(tǒng)的硬件設(shè)計，詳細(xì)闡述本系統(tǒng)的各個硬件模塊的設(shè)計。 第四章 :系統(tǒng)的軟件設(shè)計，即系統(tǒng)運(yùn)行的軟件流程圖和系統(tǒng)程序的設(shè)計。 第五章 :程序的調(diào)試與測試。 最后是本設(shè)計的結(jié)論以及總結(jié)。 第 2 章 課題研究 相關(guān)技術(shù)分析 GSM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GSM 網(wǎng)絡(luò)既全球移動通信系統(tǒng)，其英文縮寫為： Global System for Mobile Communications，它是歐洲電信協(xié)會在 1982 年制定的國際標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體制，它也是數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)。（ Digital Cellular System 1800） 1982 年，北歐提議成立了一個移動特別小組（ Group Special Mobile） ,簡稱 GSM，用它來制定 900MHz頻段的公共電信業(yè) 務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。 1990 年 GSM 900 的規(guī)范完成，在 1991 年歐洲開通了第一個系統(tǒng)，所以 GSM 更名為“全球移動通信系統(tǒng)”（ Global System for Mobile Communications），自此移動通信跨入了第二代的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。同一年， GSM 又完成了 1800MHz 頻段的公共電信業(yè)務(wù)的規(guī)范制定，名稱為DCS1800 系統(tǒng)。這個系統(tǒng)與 GSM900 具有相同的功能特性，所以這兩個系統(tǒng)可統(tǒng)稱為 GSM 系統(tǒng) [2]。 GSM/DCS 包含于各個移動單元之中的語音傳輸、信息處理設(shè)施等在內(nèi)的其他設(shè)施。而 GSM900 和 DCS1800 就是我們最常見的雙頻網(wǎng)絡(luò)，它們都為 GSM標(biāo)準(zhǔn)。它們的功能相同，但是頻率不同，我國早起使用的是 GSM900，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，我國引進(jìn)了 DCS1800，并且采用了以 GSM900 網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，DCS1800 網(wǎng)絡(luò)為補(bǔ)充的組成方式，構(gòu)建了 GSM900/DCS1800 的雙頻網(wǎng)，手機(jī)用戶可自動切換最佳信道進(jìn)行通話，使接通率達(dá)到最高。 GSM 系統(tǒng)含有以下特點(diǎn)： （ 1） GSM 可以提供多種服務(wù)，包括語音業(yè)務(wù)和一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； （ 2） GSM 系統(tǒng)還有容量大、通話質(zhì)量較好、有短消息和電子信箱等功能。 （ 3） GSM 有比較好的保密功能，可以對移動識別碼加密、用戶數(shù)據(jù)加密等。 （ 4） GSM 覆蓋范圍廣，具有越區(qū)切換和漫游等功能，還可以實(shí)現(xiàn)國際漫游，加大了其有效覆蓋范圍。 本設(shè)計用的 GSM 模塊是華為公司的 GTM900B， 華為 GTM900B 無線模塊是一款兩頻段 GSM/GPRS 無線模塊。它支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令及增強(qiáng) AT 命令，提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。 GTM900A 模塊代表支持 PPP 協(xié)議的模塊，主要兼容西門子 TC35 模塊。GTM900B 模塊在 GTM900A 模塊的基 礎(chǔ)上增加了數(shù)據(jù)傳送的 AT 命令，適用于小數(shù)據(jù)量傳送的場合，用戶無需實(shí)現(xiàn) PPP 協(xié)議也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能 同時，GTM900 無線模塊也適合在 GT800 的網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行。它提供組呼、廣播、私密呼叫、優(yōu)先級呼叫等豐富的集群功能，是 GT800 各類終端的核心解決方案，對外產(chǎn)品名稱 GTM900B。 GTM900B 模塊支持 EGSM900/GSM1800 頻段 GTM900B 物理外形如圖 21 所示： 圖 21 GTM900B 物理外形圖 產(chǎn)品應(yīng)用： GTM900A/B 在 Terminal 型固定臺、 Phone 型固定臺、車載臺、公用電話、電力無線抄表業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程信息服務(wù)臺等方面被廣泛的應(yīng)用。 在應(yīng)用中，對于 GTM900A/B 輸出的信號，如果外部驅(qū)動器件采用 (177。 )器件，則可直接與外部連接。如果輸入信號超過 GTM900A/B 輸入信號的幅度范圍，這時需要對輸入信號進(jìn)行電平調(diào)整。目前 GTM900A/B 模塊輸出的信號是 TTL 177。 伏接口，與 RS232 連接時，需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，由于客戶使用的電平轉(zhuǎn)換芯片不一致，相關(guān)參考設(shè)計電路均可以從網(wǎng)絡(luò)或芯片資料上獲取，同時，需要關(guān)注 RTS， CTS 的上下拉處 理，與具體電路的設(shè)計有一定關(guān)系。在串口電平轉(zhuǎn)換設(shè)計過程中，建議電平轉(zhuǎn)換芯片的供電電壓與我們串口的接口電平 (177。 )基本一致，避免導(dǎo)致將模塊的串口輸入拉高，從而影響模塊內(nèi)部的工作穩(wěn)定；串口信號的電平，請注意保持在 177。 伏范圍內(nèi)最佳。 GSM 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) SMS SMS 既是短信服務(wù)的簡稱，其英文縮寫為（ Short Message Service）。 SMS是 GSM 移動通信技術(shù)給出的一種基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 SMS 運(yùn)用無線控制信道進(jìn)行傳 輸信息，經(jīng)過短消息業(yè)務(wù)中心完成的存儲和前轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了用手機(jī)發(fā)送和接受有限長度的文字信息的功能。而一條短信息最多可以含有 160 個英文字母或者是 70個中文漢字。而 SMS 發(fā)展的歷史上，第一條短消息是 1992 年在英國通過 Vodafone公司的 GSM 網(wǎng)絡(luò)在一臺 PC 機(jī)發(fā)送到一部手機(jī)上的。 SMS 屬于 GSM 前期階段的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在 SMS 已經(jīng)集成到很多種的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，比如： GSM、 CDMA 和TDMA 以及 PHS 等等移動網(wǎng)絡(luò)都是支持 SMS 業(yè)務(wù)的，這使得 SMS 成為了一項(xiàng)普及率很大的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 短消息可以按照實(shí) 現(xiàn)的方式劃分為小區(qū)廣播短消息 CBS 和點(diǎn)到點(diǎn)短消息SMS。而我們最常說到的短消息業(yè)務(wù)就是點(diǎn)到點(diǎn)的短信息。 對于點(diǎn)到點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)中，短消息可以完成從一個移動平臺傳送到另外一個移動平臺，短消息業(yè)務(wù)中心（ SMSC）保存這些短消息信息。并且還可以在傳遞的同時發(fā)消息。每一個 GSM 網(wǎng)絡(luò)一定要支持一個或者多個 SMSC 來對消息進(jìn)行分類和確定它的路由。點(diǎn)對點(diǎn)短消息與小區(qū)廣播短消息的不同之處就是它們的實(shí)現(xiàn)方式不同。而點(diǎn)對點(diǎn)的短消息是 GSM 其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)，它是通過信道傳遞的，在沒有業(yè)務(wù)信道呼叫時使用獨(dú)立專用控制信道 SDCCH，其英文縮寫為（ Standalone Dedicated Control Channel）。當(dāng)有業(yè)務(wù)信道呼叫時使用滿伴隨控制信道 SACCH，其英文縮寫為（ Slow Associated Control Channel）。因?yàn)槎绦畔⒌膫鬟f使用信令信道，所以數(shù)據(jù)速率是很有限的。點(diǎn)對點(diǎn)短消息是一項(xiàng)很基本的電信業(yè)務(wù)，它也可以作為信息數(shù)據(jù)傳送的載體，比如信息點(diǎn)播服務(wù)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等 [3]。 點(diǎn)到點(diǎn)的短信業(yè)務(wù)就是通過移動臺發(fā)起的短信業(yè)務(wù)（ MO）和移動臺的終止短信息業(yè)務(wù)（ MT）把一條短消息從一個移動平臺發(fā)送到制定的目的地址的業(yè)務(wù)，但是被發(fā)送的信息經(jīng)過編碼后消息長度不超過 140 個字節(jié)，短消息通過短消息中心的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)來完成短消息的收發(fā)的，而其中的短信中心是獨(dú)立于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，它的主要功能是：提交、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)短消息、以及完成與公共電話交換網(wǎng)（ PSTV）、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的互通，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)來自其他短消息實(shí)體SME（ Short Message Entity）。 對于小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)而言，是指通過發(fā)送短消息的基站對指定的區(qū)域中所有的短消息用戶發(fā)送短消息業(yè)務(wù)，本業(yè)務(wù)把發(fā)送的短消息編碼后，將短消息的 長度增加為每頁含有 82 個字節(jié)，并且最多只能發(fā)送 15 頁之多的信息。小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)是把消息傳送給該小區(qū)內(nèi)的移動平臺，比如常見的路況、天氣預(yù)報、股市行情等消息。 AT 指令的格式 本設(shè)計中的 GSM 模塊包括移動設(shè)備 ME（ Mobile Equipment）、移動臺 MS（ Mobile Station）、終端適配器 TA（ Terminal Adapter）、數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE（ Data Communication Equipment）和傳真 DCE（包括傳真 Modem和傳真板）。通過串口發(fā)送 AT 命令，即可使用 GSM 模塊。串行線對端的應(yīng)用設(shè)備包括終端設(shè)備 TE（ Terminal Equipment）、數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE（ Data Terminal Equipment）或其 他應(yīng)用設(shè)備。這些終端或應(yīng)用設(shè)備可能運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)里。 因?yàn)?AT 指令是作為一個接口標(biāo)準(zhǔn)，所以它的命令和返回的值和格式都是固定的