【正文】 武漢理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 GSM 的車用蓄電池容量報(bào)警系統(tǒng) 學(xué)院（系）： 信息工程 學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電子科學(xué)與技術(shù) 0901 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者 簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書 不保密囗 。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打 ―√‖） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 武漢理工大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 學(xué)生姓名 王 凱 專業(yè)班級(jí) 電子 0901 指導(dǎo)教師 吳友宇 工作單位 信息工程學(xué)院 設(shè)計(jì) (論文 )題目 : 基于 GSM 的車用蓄電池容量報(bào)警系統(tǒng) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 實(shí)現(xiàn) 基于 GSM 的車用蓄電池容量報(bào)警系統(tǒng) ，具體要求如下： 1．了解 基于 車用 蓄電池容量 估算 的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，了解 GSM 模塊發(fā)送報(bào)警短信 的原理和方法 ，以及 了解該課題可能的設(shè)計(jì)方法和手段。 2．熟悉 keil 開發(fā)環(huán)境。掌握 選定單片機(jī)開發(fā) 的特點(diǎn)和 開發(fā)過程 。 3． GSM 的車用蓄電池容量報(bào)警系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)功能為：鉛酸蓄電池 SOC 估算；鉛酸蓄電池 SOC 顯示；鉛酸蓄電池 SOC 信息的手機(jī)短信發(fā)送給車主。 要求完成的主要任務(wù) : 1. 查閱中、外文相關(guān)資料。 2. 整理分析資料掌握 基于 GSM 模塊和單片機(jī)控制 的相關(guān)知識(shí)。 學(xué)習(xí)用于控制無(wú)線模塊的 AT 指令，完成 基于 GSM 模塊車載蓄電池報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn) ； 3. 撰寫出畢業(yè)論文 ，不少于 15000 字。圖紙折合成 3 張 1~2 號(hào)圖紙，不少于 15 張圖。 4. 參考文獻(xiàn) 20 篇，其中 5 篇外文參考文獻(xiàn)。外文資料翻譯（ 20200 英文字符文獻(xiàn)的翻譯）。 必讀參考資料： [1]趙沖．基于 GSM 的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)．碩士學(xué)位論文．西安：西安科技大學(xué)， 2020 [2]張魯，許春磊．基于 GSM 的短信控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)．中國(guó)科技信息． 2020， 357 [3]謝崇明． GSM 汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)．裝備制造技術(shù)， 2020(1)： 105～ 107 [4]趙長(zhǎng)奎． GSM 數(shù)字移動(dòng)通信應(yīng)用系統(tǒng)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2020 [5]胡 漢才．單片機(jī)原理及其接口技術(shù)．清華大學(xué)出版社． 2020： 418420 指導(dǎo)教師簽名 系主任簽名 院長(zhǎng)簽名 (章 )_____________ 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）開題報(bào)告 目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析 ） 課題研究背景 汽車代表了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化水平，一個(gè)非常發(fā)達(dá)的國(guó)家它的汽車工業(yè)一定是相當(dāng)?shù)陌l(fā)達(dá)的。 可以毫不夸張的說二十一世紀(jì)是車輪上的世界，在第一臺(tái)汽車被發(fā)明出來(lái)之后，汽車行業(yè)經(jīng)歷了蓬勃發(fā) 展，從少數(shù)人的奢侈品到大多數(shù)人的消費(fèi)品，汽車行業(yè)拉動(dòng)了整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車制造業(yè)逐漸發(fā)展成為跨行業(yè)，跨專業(yè)的綜合性行業(yè) [1]。與此同時(shí)拉動(dòng)一大批行業(yè)跨越式發(fā)展。 隨著 科技的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高 ，現(xiàn)在的人們對(duì)汽車的舒適性和安全性提出了更高的要求。各大汽車公司都推出了自己的智能化汽車，中國(guó)在無(wú)人汽車駕駛技術(shù)上也取得了 很大的進(jìn)步。 與此同時(shí)各種基于汽車舒適和智能設(shè)計(jì)都獲得了額巨大的成功。如汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，嵌入式開發(fā)和車速自動(dòng)控制系統(tǒng)。這些設(shè)計(jì)靈感都來(lái)源于生活。因此我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是基于這種理念并結(jié) 合自己專業(yè)知識(shí)。 相信眾多有車一族都遇到過這種情況，當(dāng)你因?yàn)橼s時(shí)間下車時(shí)忘記關(guān)上 車前大燈、車內(nèi)照明系統(tǒng)或車載 DVD 時(shí)，當(dāng)你回來(lái) 時(shí)卻 汽車打不著火 了 ，這是很尷尬的時(shí)刻，因?yàn)檫@時(shí)你只能選擇拖車或者找好心人幫你推車借此給電池充電。又或者由于汽車長(zhǎng)時(shí)間停在車庫(kù)，汽車電池會(huì)緩慢的放電，等你來(lái)時(shí)可能電池的電量已經(jīng)不足以達(dá)到汽車的點(diǎn)火電壓，嚴(yán)重可能導(dǎo)致汽車電瓶的損壞，只能花大價(jià)錢更換電池。這只是生活中一點(diǎn)點(diǎn)的忽視，卻會(huì)帶來(lái)很大的不便和麻煩。在汽車行業(yè)趨于成熟的今天，致力于車載電池報(bào)警系統(tǒng)的確寥寥無(wú)幾。這個(gè)正式我關(guān)注的方向。 但汽車這一移動(dòng)的物體無(wú)法用上傳統(tǒng)的線路或者是電纜報(bào)警系統(tǒng)。這就需要利用利用當(dāng)今廣泛使用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) —— GSM 網(wǎng)絡(luò)。 GSM 是 Global System For Mobile Communications 的縮寫。由 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織 ETSI制訂的一個(gè)數(shù)字 移動(dòng)通信 標(biāo)準(zhǔn)。自 90年代中期投入商用以來(lái)，被全 球超過 100個(gè)國(guó)家采用。 GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動(dòng) 通信設(shè)備 市場(chǎng) 80%以上，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的 移動(dòng)電話 標(biāo)準(zhǔn)。全球超過 200個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過 10億人正在使用 GSM 電話。 GSM 較之它以前的標(biāo)準(zhǔn)最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數(shù)字式的，因此 GSM 被看作是第二代 (2G)移動(dòng)電話系統(tǒng)。這說武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 明 數(shù)字通訊從很早就已經(jīng)構(gòu)建到系統(tǒng)中。 GSM 是一個(gè)當(dāng)前由 3GPP 開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)。 目前，基于分布式傳感器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)正在被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中來(lái)。無(wú)線技術(shù)自然而然的在其中發(fā)揮了重大的作用，作為一種成熟的的數(shù)字通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)， GSM 在遠(yuǎn)程監(jiān)控及通信中的應(yīng)用具有多個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)： GSM 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)?shù)某墒欤兄F(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，只需掌握即可開發(fā)出具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品。市場(chǎng)上基于 GSM 技術(shù)的 產(chǎn)品及工業(yè)半成品也很多，可以方便的移植應(yīng)用到自己的開發(fā)產(chǎn)品中，對(duì)于縮短研發(fā)周期、縮減研發(fā)成本有重大作用； 經(jīng)過將近 20年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)GSM 二代移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)得已經(jīng)比較完善， GSM 基站遍布到每個(gè)角落，這對(duì)于使用 GSM 設(shè)備及技術(shù)工作的各種系統(tǒng)提供了極大的便利； 可以利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的監(jiān)控管理，將數(shù)百個(gè)傳感器監(jiān)控系統(tǒng)分散到數(shù)百公里之遙進(jìn)行檢測(cè)變得可以輕松實(shí)現(xiàn)，相比使用其他的遠(yuǎn)程通信技術(shù)，它有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。 隨著 GSM 技術(shù)的成熟，價(jià)格越來(lái)越便宜，我嘗試著將 GSM 模塊用于車載電池報(bào)警 系統(tǒng)中去 ， 本次設(shè)計(jì) 車載電池報(bào)警系統(tǒng) 時(shí)考慮到了實(shí)際情況，決定采用單片微型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)由單個(gè)集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過 3 代的發(fā)展，目前正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU 功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的功能更多， 并實(shí)現(xiàn)了 低電壓、低功耗。 汽車防盜報(bào)警器主要由三部分組成： 電池電壓 檢測(cè)電路，單片機(jī)處理電路 ，GSM 模塊 報(bào)警電路。當(dāng) 車載電池電量下降到一定值 時(shí)，通過 電池電壓 檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過單片微型計(jì)算機(jī)處理后，輸出報(bào)警信號(hào)，再由 GSM 模塊 實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 GSM 模塊中的 SIM 卡在聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)后在單片機(jī)的控制下會(huì)給指定的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送短信 。 由服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)給目的地址，基于 GSM 的報(bào)警系統(tǒng)充分利用了GSM 無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，不僅實(shí)時(shí)、自動(dòng)、可靠及方便地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信報(bào)警的監(jiān)控，而且打破了防盜報(bào)警地域的限制。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 早期的 GSM 模塊主要是供手機(jī)廠使用，手機(jī)廠直接購(gòu)買模塊，配上外圍的武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 器件就 可以生產(chǎn)一部手機(jī)。 GSM 模塊解決了手機(jī)設(shè)計(jì)中復(fù)雜的射頻發(fā)送和基帶處理 問題，并提供了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，廠商不用再?gòu)牡讓拥男酒?jí)開始進(jìn)行手機(jī)的設(shè)計(jì)，縮短了設(shè)計(jì)周期。 5 年前，國(guó)內(nèi)的手機(jī)廠家?guī)缀醵际琴?gòu)買國(guó)外的成品GSM 模塊進(jìn)行二次開發(fā)生產(chǎn)手機(jī)的，近幾年，隨著國(guó)內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)公司的逐漸成熟，手機(jī)廠家才擺脫對(duì) GSM 模塊的依賴，轉(zhuǎn)為直接從芯片級(jí)入手生產(chǎn)手機(jī)。 目前， GSM模塊依然在廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域使用，在 各 行各業(yè)都能看到 GSM模塊應(yīng)用的產(chǎn)品。例如，在車載監(jiān)控領(lǐng)域，使用 GSM 模塊將車輛行駛的 GPS 數(shù)據(jù)傳輸回車輛管理中心；在電力、水務(wù)系統(tǒng)，通過 GSM 模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程智能抄表，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的用 電和用水量；在測(cè)繪行業(yè)，為很多偏僻的測(cè)繪點(diǎn)安裝了 GSM 模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的監(jiān)控，不必再人工收集數(shù)據(jù)；在家庭 生活中 ，可以安裝無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)生火情或盜竊行為，可以立即通知戶主和報(bào)警；在國(guó)外，很多老人小孩帶了個(gè) 人跟蹤器， 防止老人和小孩走失或意外發(fā)生，里面也是集成了 GSM 模塊?？梢哉f，隨著 GSM 的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善， GSM 模塊的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。 基本內(nèi)容和技術(shù)方案 課題的基本研究?jī)?nèi)容 此電池報(bào)警系統(tǒng) 采用 單片機(jī) 作為的控制芯片， 由于汽車在行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)自動(dòng)給電池充電，電池就不會(huì)出現(xiàn)電量不足的情況， 所以當(dāng) 汽車啟動(dòng)時(shí)， 單片機(jī)會(huì)自動(dòng)判斷使 報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉 或進(jìn)入休眠狀態(tài) 。只有當(dāng)汽車關(guān)閉并且檢測(cè)到電池電量下降到一點(diǎn)值時(shí)，檢測(cè)電路會(huì)自動(dòng)給單片機(jī)一個(gè)電平信號(hào)， 通過單片機(jī)控制 GSM 模塊向手機(jī)發(fā)送報(bào)警短信。 本設(shè)計(jì)有兩個(gè)難點(diǎn)：一是電池的性能不能直接觀測(cè)，其性能需要通過電池的外在電壓、電流、溫度等參數(shù)進(jìn)行判斷，二是本課題涉及到 GSM 模塊所以需要熟悉并學(xué)會(huì)使用 AT 指令進(jìn)行純文本方式報(bào)警。 要求： （ 1） 檢測(cè)電路包括對(duì)開路電壓、電流、溫度的測(cè)量 ； （ 2）編寫單片機(jī) C 程序代碼，實(shí)現(xiàn) RS232 串口與 GSM 模塊通信，控制 GSM模塊 發(fā)出報(bào)警信號(hào)； （ 3）對(duì)電路和程序進(jìn)行調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警功能。 系統(tǒng)工作原理 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本課題可以分為單片機(jī)基本電路模塊、信號(hào)檢測(cè)與處理模塊、 GSM 通信模塊、單片機(jī)控制模塊四個(gè)模塊。 單片機(jī)基本電路模塊主要包括電源電路、復(fù)位電路、時(shí)序產(chǎn)生電路，即構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本電路； 信號(hào)檢測(cè)與處理模塊主要包括開路電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)，溫度檢測(cè)，信號(hào)檢測(cè)電路、信號(hào)處理電路（信號(hào)放大濾波等）； GSM 模塊采用的是明基 公司推出的新一代無(wú)線通信 GSM 模塊 M22．該模塊的工作電壓為 ～ ，可以工作在 900MHZ／ 1800MHZ 兩個(gè)頻段 。 自帶RS232 通訊接 口 ，可以方便地與 PC 機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊，安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)和傳真。其中，由于短消息具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、通信成本低、保密性好、直接面向用戶手機(jī)且不受地域限制等特點(diǎn)，是目前利用最為廣泛的通訊方式 [2]。在該報(bào)警系統(tǒng)中，將用戶手機(jī)作為接收終端，當(dāng) 有情況 時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)收到一條來(lái)自智能報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警短信，這樣便可實(shí)時(shí)、可靠、快捷的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警 。 充電機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 其基本框圖如圖一所示 ： 圖一 系 統(tǒng)總體方案框圖 單片機(jī) 蓄電池 電池監(jiān)控單元 液晶顯示 單元 GSM 單元 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 進(jìn)度安排 第 1 周：選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并查找相關(guān)資料； 第 23 周： 查找資料；撰寫開題報(bào)告； ； 第 4 周：根據(jù)系統(tǒng)框架確定設(shè)計(jì)方案； 第 58 周：完成硬件系統(tǒng)的制作與調(diào)試； 第 9 周：完成軟件系統(tǒng)； 第 1012 周：完成整個(gè)系統(tǒng)，并進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，修復(fù)出現(xiàn)的錯(cuò)誤； 第 1314 周：撰寫畢業(yè)論文； 第 15 17 周：完善畢業(yè)論文并答辯。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘 要 ................................................................................................................