【正文】 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 生：方 偉學(xué) 號：09021020204專 業(yè)：電子信息工程班 級：指導(dǎo)教師：曾 翔四川理工學(xué)院自動化與電子信息學(xué)院二〇一三年六月汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計摘要：本文提出了一種基于GSM技術(shù)和GSM技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)主要由主控模塊、GPS模塊、GSM模塊和傳感器模塊組成，本系統(tǒng)采用MSP430F149單片機作為控制核心，首先將傳感器采集到的信號送入單片機MSP430單片機進行處理，驅(qū)動報警器工作。此外，系統(tǒng)采用全球定位GPS模塊來鎖定車輛的實時信息，利用GSM模塊TC35芯片，將車輛所接收的信息通過短信的方式發(fā)送給用戶手機。該汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計方案提升了車輛的防盜系數(shù)，降低了車輛被盜的機率。關(guān)鍵詞：GPS模塊；GSM模塊；單片機MSP430；報警器四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文Design of automobile anti theft system FANG Wei(Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000) Abstract：This paper presents an approach based on GSM / GSM car alarm system design. The system mainly consists of main control module, GPS module, GSM module and sensor modules, the system uses the MSP430F149 microcontroller as control core, first sensor to the signal into the microcontroller MSP430 microcontroller for processing, the driver alarms work. In addition, the system uses global positioning GPS module to lock the vehicle39。s realtime information, the use of GSM module TC35 chip, the vehicle received information through text messages sent to mobile phone users. The car alarm system design to enhance the vehicle39。s antitheft factor, reducing the chances of vehicle theft.Key words：GPS module；GSM module；MCU MSP430；Alarm 目錄摘要 IABSTRACT II第1章 引言 1 1 2 本章小結(jié) 2第2章 GSM/GPS技術(shù)的介紹 3 GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 3 GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)SMS 4 5 5 GPS定位技術(shù) 9 本章小結(jié) 11第3章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 12第4章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 13 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 13 GSM模塊設(shè)計 16 TC35芯片介紹 16 GSM模塊電路設(shè)計 18 TC35模塊中的外圍電路設(shè)計 20 GPS模塊設(shè)計 21 繼電器電路 24 報警電路 25 傳感器模塊設(shè)計 26 傳感器的工作原理 27 傳感器的方案設(shè)計 28 本章小結(jié) 29第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 30 系統(tǒng)軟件的需求分析 30 主控模塊 31 主要的子程序模塊設(shè)計 32 GPS通訊協(xié)議 36 防盜系統(tǒng)中的工作程序與精度以及實時的分析 37 37第6章 結(jié)束語 39致謝 40參考文獻 41附錄I材料清單 42附錄II總機電路圖 44附錄III源程序代碼 45第1章 引言伴隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展與普及，使得信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、以及計算機處理技術(shù)和控制技術(shù)等等有效地統(tǒng)一運用到汽車防盜技術(shù)上來，從而使汽車防盜技術(shù)的高度智能化和功能多樣化。當(dāng)前，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車防盜設(shè)備從它的結(jié)構(gòu)和功能可分為四個種類：早期的機械式防盜器、電子式防盜系統(tǒng)、芯片式防盜系統(tǒng)、基于GSM/GPS的網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。四者比較，各有各的優(yōu)勢，但是汽車防盜技術(shù)的長遠發(fā)展方向是向智能化程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式開發(fā)研究。汽車防盜技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了四代。按其結(jié)構(gòu)可以分為四大類：機械式、機電式、電子式和無線電式。（1）機械式防盜裝置常見的機械式防盜裝置有：車輪鎖、排擋鎖和方向盤鎖等。他們的優(yōu)點是價格低廉、使用操作簡單。缺點是安全性低、只能防盜不能報警、附加功能少。（2）機電式防盜裝置一般的機電式防盜裝置比如中央門鎖，它是以機電裝置來控制門鎖的打開或者鎖住，這個裝置目前在車輛上最為普遍。（3）電子式防盜裝置電子式防盜器是指電子防盜系統(tǒng)是在機電式中央門鎖的框架結(jié)構(gòu)上添加了防盜系統(tǒng)的控制電路，以達到門鎖防盜并同時報警。電子式防盜器也是現(xiàn)在市場上比較理想的防盜器。比如插片式和按鍵式還有遙控式這些都屬于電子書防盜器。它們的優(yōu)點是可以遠距離遙控防盜器的所有功能，使用方便。其優(yōu)缺點是：報警性能靈敏但解碼很容易做到，容易被破解。（4）無線電式防盜裝置目前的無線電防盜器是基于無線射頻識別技術(shù)的，其中最基本的原理是通過它的無線電識別。其防盜系統(tǒng)由無線答應(yīng)器、無線接收器、微芯片電路、解讀器組成。缺點密碼容易被破解。還有就是目前最為先進的基于GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)汽車防盜系統(tǒng)。其中GPS衛(wèi)星定位防盜系統(tǒng)把報警信息和車輛的地理位置信息以短信的方式傳送給車主手機終端，達到車輛定位的功能，既防盜又報警。優(yōu)點：功能眾多，安全性高，可靠方便?，F(xiàn)在國內(nèi)的經(jīng)濟社會的高度發(fā)展和人民百姓的生活水平大大提高，促使汽車成為人們生活中的必需品，據(jù)調(diào)查顯示我國的汽車擁有量正在以每年百分之二十的速度不斷增長。但也促使汽車被盜的案件頻頻發(fā)生。就全國來說，汽車被盜案件也是發(fā)生率較高的犯罪案件。因此，汽車防盜裝置已經(jīng)成為車輛必不可少的一部分。目前的汽車防盜裝置主要有機械式和電子防盜報警裝置以及GPS汽車防盜系統(tǒng)這三類。國內(nèi)已經(jīng)建成覆蓋全國的GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)，這也是國內(nèi)一大部分的移動信網(wǎng)絡(luò)的主要方式?；贕SM技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)是運用了汽車防盜報警技術(shù)和移動通信技術(shù)的總合，在標(biāo)準(zhǔn)的防盜報警器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把它和GSM移動通訊模塊通過串口鏈接，位于車上的感受器感知到異常情況時，會做出防盜措施，同時會發(fā)車警告信息，就可以通過GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)來通知車主，其優(yōu)點是：及時、準(zhǔn)確、有針對性、還可向報警服務(wù)中心發(fā)出報警。還可以突破地域的限制，從而實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的有效控制，有覆蓋范圍廣的特點[1]。所以，增強汽車防盜功能的重要方法是發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化以及信息化的汽車防盜系統(tǒng)，確保車輛具有很強的防盜，報警功能。而本論文研究的基于GSM通信網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜系統(tǒng)正是符合這個發(fā)展方向的，它運用了覆蓋范圍廣泛的GSM通信網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和信息化的汽車防盜報警系統(tǒng)，特點是，整個系統(tǒng)不用設(shè)立專門的報警網(wǎng)絡(luò)，省時省力，可以很好的應(yīng)用到市場上來，發(fā)展空間巨大。 本章小結(jié)本章為緒論，主要介紹了防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的汽車防盜設(shè)備以及結(jié)構(gòu)等，還介紹了本課題的背景和研究意義。主要概括解釋了汽車防盜系統(tǒng)的原理和工作特點以及發(fā)展過程。介紹了課題來源、研究目的以及論文的組織結(jié)構(gòu)。第2章 GSM/GPS技術(shù)的介紹 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，我國引進了DCS1800，并且采用了以GSM900網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，DCS1800網(wǎng)絡(luò)為補充的組成方式，構(gòu)建了GSM900/DCS1800的雙頻網(wǎng)，手機用戶可自動切換最佳信道進行通話，使接通率達到最高。GSM系統(tǒng)含有以下特點：（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，還可以實現(xiàn)國際漫游，加大了其有效覆蓋范圍。 GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)SMSSMS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運用無線控制信道進行傳輸信息，經(jīng)過短消息業(yè)務(wù)中心完成的存儲和前轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了用手機發(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機發(fā)送到一部手機上的。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成為了一項普及率很大的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。短消息可以按照實現(xiàn)的方式劃分為小區(qū)廣播短消息CBS和點到點短消息SMS。而我們最常說到的短消息業(yè)務(wù)就是點到點的短信息。 對于點到點短消息業(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來對消息進行分類和確定它的路由。點對點短消息與小區(qū)廣播短消息的不同之處就是它們的實現(xiàn)方式不同。而點對點的短消息是GSM其實標(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）。因為短信息的傳遞使用信令信道，所以數(shù)據(jù)速率是很有限的。點對點短消息是一項很基本的電信業(yè)務(wù)，它也可以作為信息數(shù)據(jù)傳送的載體，比如信息點播服務(wù)，遠程數(shù)據(jù)采集等[3]。點到點的短信業(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，以達到實現(xiàn)來自其他短消息實體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。由于AT指令為一個借口標(biāo)準(zhǔn)，因此它的命令和返回值以及格式都是固定不變的，所以說AT指令有四種形式：（1）如“AT+Cxx=”作為測試命令，完成此命令將返回此命令所支持的參數(shù)和參數(shù)范圍。（2）“AT+Cxx”作為讀命令，執(zhí)行這個類型的命令將返回此命令當(dāng)前的參數(shù)值。（3）“AT+Cxx=…”作為寫命令，完成本類型的命令將設(shè)置本命令的參數(shù)值。（4）“AT+cxxx”作為無參數(shù)的命令。對于編寫程序，來比對TC35回送值來確定TC35工作是否正常非常重要。在本論文中： CR表示ASCII回車字符，值是0x0D。 LF表示ASCII換行字符，值是0x0A。 SP表示ASCII空格字符，值是0x2D。 CTRL+Z表示ASCII文件結(jié)束字符，值是0x1A。這些命令的返回形式為：CRLFResponseCRLF。短消息發(fā)送方式是取決于網(wǎng)絡(luò)中的SMSC所支持的接口。歐洲通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會（ETSI）所制定的短消息發(fā)送協(xié)議里，定義了三個接口協(xié)議：塊模式和文本模式和以及PDU模式，運用于移動臺與終端設(shè)備兩者互相通過異步接口傳送短消息的信息數(shù)據(jù)，本論文中采用的是PDU模式。對于PDU模式而言，GSM短消息起初的設(shè)計是用于發(fā)送英文字符消息的，它所支持的字符集為7位編碼，用它來表示英文字母的信息足夠了，但是要表示我們中文的信息，7位編碼是不夠的，所以要采用PDU模式。PDU模式把組裝短消息TPDU的工作任務(wù)，留給應(yīng)用系統(tǒng)來完成。這個模式使得AT指令能夠很方便的組建更多的PDU，比如那些不但可以傳送二進制數(shù)據(jù)還能傳送字符數(shù)據(jù)的PDU。這種模式使得AT指令集顯得非常方便。PDU模式含有3種編碼方式，其中分別為：7bit編碼、8bit編碼、16bit編碼。既為7位、8位、16位編碼，分別來看，7位編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8位編碼大都用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，例如發(fā)送圖片和音樂等，16位編碼則用于發(fā)送Unicode（統(tǒng)一碼）字符。在使用這三種編碼方式的時候，可發(fā)送最大的字符分別為160和140以及70。Unicode可以簡稱為UCS（Universal Character Set），UCS含有兩種格式，分別為：UCSUCS4。而UCS2是用2個字節(jié)編碼的，UCS4是用4個字節(jié)編碼的。Unicode英文縮寫（UCS），它是一個字符集，規(guī)定了怎樣運用多個字節(jié)來表示各種類型的文字信息，也可以看作為內(nèi)碼。但UTF英文縮寫為（UCS Transformation Format）它是一種編碼方式，因為Unicode不適合在所有的場合直接傳輸和處理。所以采用UTF編碼方式。要怎樣才能