【正文】 ms 的低電平信號，并且信號下降時(shí)間要小于 1ms。啟動(dòng)以后， 15 引腳的信號應(yīng)該保持到高電平。 基帶處理器集成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 SIM 接口。 為了使得適合外部的 SIM 接口，此接口鏈接到主接口，即 ZIF 連接器。在 GSM 的 11 為 SIM 卡預(yù)留了五個(gè)引腳，再讓 TC35 在 ZIF 連接器上面為 SIM 卡預(yù)留了六個(gè)引腳，所添加的 ccin 引腳來用作檢測 SIM 卡的支架上有沒有 SIM 卡。如果插入 SIM 卡，所以將這個(gè)引腳成為高電平，系統(tǒng)就可以進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。 數(shù)據(jù)通信的電路大概是執(zhí)行短消息的收發(fā)工作和 與電腦通信以及軟件控制功能。 Tc35 模塊和電腦鏈接了串口的 TXD， rxd 通信線， IGT 啟動(dòng)腳，外接一個(gè)sim 卡還有電源的正常工作。因?yàn)殡娔X的串行口符合數(shù)據(jù)終端的設(shè)備與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備兩者之間的串行 2 進(jìn)制的數(shù)據(jù)交換接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，也就是它的外部總線標(biāo)準(zhǔn)接口。 Tc35 數(shù)據(jù)的接口運(yùn)用的是串行異步，在 CMOS 電平正常工作。因此數(shù)據(jù)通訊電路是以 Max232 的芯片作為核心，它實(shí)現(xiàn)了電平的轉(zhuǎn)換以及串行口通訊的功能。就是 Tc35 中的 RS—232 串行口和電腦互相經(jīng)過 Max232 進(jìn)行連接，它們的通訊協(xié)議就是 AT 指令集。而 Max232 是包含兩路驅(qū)動(dòng)器與接受器的轉(zhuǎn)換芯片。當(dāng)發(fā)送端上用驅(qū)動(dòng)器把 Cmos 電平變換成 Rs232 電平，在接收時(shí)運(yùn)用接受器把 Rs232 電平又變換為 Cmos 電平。本模塊中，在 LED 熄滅的時(shí)候，表明 Tc35 正在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)登錄，而當(dāng) LED 在一段時(shí)間后熄滅，表示 Tc35 已經(jīng)成功登錄 進(jìn)入 網(wǎng)絡(luò) 了。 GPS 模塊設(shè)計(jì) 作為 GPS 的用戶來說其主要的部件就是 GPS 接收機(jī)，是用作接收和處理GPS 衛(wèi)星發(fā)送來的位置信息。接收機(jī)是由主機(jī)天線和運(yùn)算單元以及輸出通道等部分構(gòu)成的。 其主機(jī)的關(guān) 鍵組成部分有：低噪聲放大器和信道電路以及中央處理器還有存儲器等構(gòu)成。在軟件的控制操作下，接收機(jī)就把衛(wèi)星的信息接收與采集、識別、存儲、放大、處理，還要輸出有用的定位信息與速度信息以及時(shí)間信息。方偉：汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 48 GPS電路圖 JP7LP 型 GPS 模塊的電如圖 48 所示 。該 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 類型的 GPS 接收器，可以 嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。它還具有遠(yuǎn)距離接收能力，而且 該模塊 既能最大程度的縮小了模塊的整個(gè)體積，還減小了系統(tǒng) 中的功耗，并且使得系統(tǒng)的性能提高了很多。其硬件與智能化的軟件構(gòu)成結(jié)合讓它 可以輕松集成或使用，該接收器的原理示意如下 圖 49 所示。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 圖 49 接收器的原理圖 使用的初始化快速定位 TTFF（ 即 time to first fix），本接收器至多能跟蹤 12顆左右的衛(wèi)星發(fā)送的信號執(zhí)行定位的工作，其精度較高，且一秒一次地脈沖輸出也可以運(yùn)用到精確地時(shí)間的測量上來，如果直接輸入了實(shí)時(shí)地 RTCM 格式類型的差分 GPS 定位信息可以將 GPS 接收器上的測量精確度由 100m 提高至 5m 之間。 模塊中存儲器的 所帶備用電池，使得它能夠保持上次的衛(wèi)星軌道的參數(shù)和位置以及時(shí)間等一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，除此之外，主板上非易失性的存儲器也是運(yùn)用于其保留接收器的配置情況，即便是在備用電池沒有電的時(shí)候，可供給 2個(gè) RS—232的全雙工的通道比特率選擇為：（ 1200、 2400、 4800、 9600）。所支持的最大速度是 999m/s 與最大的加速度是 6g。其中 +5 VDC 的輸入電壓，和 220mA 的輸入電流會(huì)使得它很容易構(gòu)成嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)。 GPS 25 提供了一個(gè)直角、單排、有 12 針地連接頭。它所對應(yīng)的管腳的功能有： Pin1： TXD 2 為第 二串行的異步輸出。 Pin2： TXD 2 是第二串行，異步輸入。本輸入的管腳可運(yùn)用在接收差分信號。 Pin3： PPS 為秒脈沖的輸出。其電壓的上升或下降的時(shí)間是 300ns。 250 歐姆阻抗。其開路的輸出電壓是 0V 和 5V。秒脈沖的寬度是 1us。 Pin4： TXD1 為第一串行的異步輸出，其電氣特性的兼容性標(biāo)準(zhǔn)為 RS—232，可變比特率有： 1200bps 和 4800bpd 以及 9600bps。 Pin5： RXD1 是第一串行的一部輸入。電氣特性的兼容標(biāo)準(zhǔn)也是 RS—232， 低注變流器 數(shù)字基帶換算 CPU CPU 本地緩存 RAM ROM 方偉：汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 其最大的電壓輸入?yún)^(qū)間為 — 25V 至 25V。 Pin6： RESET 是外部的復(fù)位輸入端，如果管腳是懸空或者是輸入的電壓比 要小，則不會(huì)工作，當(dāng)其值比 大時(shí)，才會(huì)復(fù)位。 Pin7： VAUX 是可選擇外部地備用的電源鏈接端。 Pin8：數(shù)據(jù)與電源共用地線。 Pin9： NC （保留）。 Pin10： VCC 是單一的 5V 供電，可以不實(shí)時(shí)控制。但是要求 5V 的電源一定為穩(wěn)定的，并且經(jīng)過濾波處理后，會(huì)提供其沖擊保護(hù)，不然沖擊或者過載以及反向都會(huì)損壞 GPS 25 的電路。 Pin11： NC（保留）。 Pin12： NMEA—NMEA 是兼容輸出。其可以調(diào)用的比特率有： 1200 和 2400 以及 4800與 9600。 繼電器 電路 本電路 的功能是：當(dāng)車輛出現(xiàn)異常情況時(shí)，用戶手機(jī)能夠發(fā)送短信讓車輛無法行駛，不能被盜，再加上 GPS 等定位的設(shè)備，大大加強(qiáng)了車輛的防盜性能。 車輛的供電系統(tǒng)的構(gòu)造，車輛的供電均是由蓄電池提供的，車輛正常行駛的時(shí)候，發(fā)電機(jī)就會(huì)不間斷地向蓄電池提供電 ，因此蓄電池內(nèi)的電量通常都是充足的。車輛的照明和其它常供電設(shè)備隨時(shí)都帶有電壓供應(yīng)。防盜系統(tǒng)就可以由此取電。 如果還要控制此車輛上發(fā)動(dòng)機(jī)的停止或運(yùn)行，控制汽油噴撒系 統(tǒng)中的供電的電源就可以，還可以用通過此繼電器來完成此項(xiàng)功能。 對于汽油的噴射裝置的電源上添加一常閉型的繼電器，運(yùn)用控制繼電器就能夠?qū)崿F(xiàn)對電源的實(shí)時(shí)控制。但是 MSP430F149 上的引腳的驅(qū)動(dòng)能力比較薄弱，所以不能夠直接來驅(qū)動(dòng)這個(gè)繼電器，因此還需要一個(gè)中間的繼電器來過渡。中間繼電器的連接圖如下 圖 410 所示。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 圖 410 繼電器電路 圖 當(dāng)接收到功能為切斷汽油噴射的命令時(shí)， MSP430 F149 的驅(qū)動(dòng)的引腳就會(huì)變高，還由于引腳的電平是 0~3V，不能驅(qū)動(dòng)其 5V 繼 電器，還需要經(jīng)過兩個(gè)非門控的繼電器，同時(shí)，中間繼電器閉合，從而帶動(dòng)其外部的控制的噴汽油系統(tǒng)的電源的繼電器斷開，讓汽車無法正常的行駛。 報(bào)警電路 汽車上面裝設(shè)的點(diǎn) 火裝置不能很有效得起到防盜的作用，因此現(xiàn)今大都采用揚(yáng)聲器報(bào)警。當(dāng)汽車遭受異常情況時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并且反饋給控制模塊給出以短信的形式發(fā)送給用戶手機(jī) 報(bào)警信息。從而實(shí)現(xiàn)了防盜系統(tǒng)的既防盜又報(bào)警的功能 [13]。運(yùn)用檢測其報(bào)警的喇叭線，以它的狀態(tài)來判斷它是否有偷盜情況，報(bào)警電路圖如圖 411 所示。 方偉：汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 喇叭線 1264U2O P T O I S O 1R51 0 kR61 0 kP1 3 圖 411 報(bào)警電路圖 如果車輛發(fā)生盜竊情況，車輛上的報(bào)警器就會(huì)通過繼電器把喇叭置位到高電平一段時(shí)間后，同時(shí)喇叭就會(huì)報(bào)警，光偶同時(shí)會(huì)導(dǎo)通， 是低電平；喇叭的繼電器就會(huì)斷開，喇叭線就相當(dāng)于處于斷開狀態(tài)，與此同時(shí)光偶并不會(huì)導(dǎo)通， 是高電平。判斷 狀態(tài)后，就可以知道報(bào)警器有沒有報(bào)警。如果檢測到其 持續(xù)了 10 秒的均為低電平， MSP430 F149 控制的 TC 35 自動(dòng)編輯的短消息為“ ABC”發(fā)送到手機(jī)用戶。車輛的車門以及前后車蓋箱都會(huì)把安全信息反饋給單片機(jī)，最后再由系統(tǒng)經(jīng)過 GSM 網(wǎng)絡(luò)將其相應(yīng)的信息反饋給用戶手機(jī)。 傳感器模塊 設(shè)計(jì) 本文采用加速傳感器 ADXL202 來作為系統(tǒng)的傳感器。他采用了 MEMS 工藝制作，它是單芯片集成雙軸加速傳感器，工作電壓是 3~ 的單電源，工作電流小于 6mA，可以以數(shù)字、模擬信號的形式輸出，可以對車輛的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行監(jiān)測。應(yīng)用于汽車防盜擴(kuò)大了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍，并且提高了防盜系統(tǒng)報(bào)警的可靠性。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 傳感器的工作原理 本文所采用的 加速傳感器 ADXL202 的結(jié)構(gòu)如圖 412 所示，它是在單一的芯片上集成了兩個(gè)互相獨(dú)立、測量的方向互相垂直的測量模塊。 當(dāng)加速度引起變化時(shí)，電容值也會(huì)發(fā)生變化，因此信號處理電路會(huì)把各自的電容變化轉(zhuǎn)化為和加速度成正比的方波信號，經(jīng)過工作周期調(diào)制后，就可以將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再通過引腳 XOUTYOUT 進(jìn)行輸出。此外，傳感器 ADXL202 還能夠通過 XFILT、YFILT 引腳輸出模擬信號。 圖 412 加速傳感器 ADXL202 引腳 在靜電力的作用下，輸出的工作循環(huán)脈寬就會(huì)改變，輸出加速度的輸出信號，測試這個(gè)引腳就能夠用于判斷芯片是 否正常工作，引腳 T2 需外接 REST電阻，引腳 COM 作為公共接地端，引腳 XOUT、 YOUT 用于輸出數(shù)字信號 ，引腳 XFILF、 YFILT 外加濾波電容，用以設(shè)置檢測信號的帶寬范圍， VDD 引腳就作為供電電源輸入端。傳感器 ADXL202 的引腳結(jié)構(gòu)如圖 413 所示。 控 制 器 X 傳感器 振蕩器 Y 傳感器 解調(diào)器 解調(diào)器 R R 模擬到DUTY 循環(huán) （ ADC） 自測試 3~ C Rest 方偉：汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 12345678VD DXYX o u tSTT2C O MY o u t 圖 413 傳感器 ADXL202 的引腳結(jié)構(gòu)圖 傳感器的方案設(shè)計(jì) ADXL202 采用了 3V 直流電， T2 引腳外接 REST 電阻，從 XOUT、 YOUT引腳輸出的數(shù)字信號直接送到微處理器的計(jì)數(shù)器，使 得能夠執(zhí)行重力加速度的測量，得出車輛的位置變化。從 XEILT、 YFILT 引腳輸出的模擬信號經(jīng)過電壓跟隨器提高負(fù)載能力后，送入微處理器的 A/D 端口，使得能夠?qū)囕v的振動(dòng)進(jìn)行測量。 ADXL202 作為振動(dòng)測量的方案原理圖如圖 414 所示。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 CS5S DI7A1W10B2CL K6S DO8VSS3U5A D52 9 0 Y RM Z 1 0 0NR E S TCC8321114N321114NC8微處理器的 A / D 端口微處理器的 A / D 端口X O U TY O U T 圖 414 ADXL202 測量的方案原理圖 圖中速度傳感器 ADXL202 的引腳 T2 需外接 REST 電阻，引腳 COM 作為公共接地端，引腳 XOUT、 YOUT 用于輸出數(shù)字信號，引腳 XFILF、 YFILT 外加濾波電容，用以設(shè)置檢測信號的帶寬范圍， VDD 引 腳就作為供電電源輸入端。 本章小結(jié) 本章內(nèi)主要介紹了汽車防盜系統(tǒng)中的整體設(shè)計(jì)以及硬件的電路實(shí)現(xiàn)。先是介紹了 GSM 模式的 TC 35 和 MSP430 單片機(jī)以及 GPS 的接收器 GARMIN –GPS25—LVC，再給出其系統(tǒng)上的硬件的結(jié)構(gòu)圖，最后再介紹了各項(xiàng)功能電路 的設(shè)計(jì)和包括系統(tǒng)的電源以及 GPS、 GSM 還有 MSP430 的單片機(jī)處理電路、接口電路、報(bào)警電路 。 方偉：汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件的需求分析 用戶 可以控制每個(gè)信息的工作方式，并且控制信息的輸出的跟新頻率。如果可以輸出某條信息，其電源切斷 的時(shí)候 GPS 接收器就能夠記憶該設(shè)置，再重新上電后，就恢復(fù)為原有狀態(tài)。 所有的 NEMA 語句的格式均為以 ASCII 碼中“ $”開始，再以“ CR”和“ LF”為結(jié)束。 ASCII 碼 $ 的后面是一個(gè) 5 字符地址。開頭的兩個(gè)字符是其發(fā)送者的識別碼。只需要其字符的長度不超過 79，數(shù)據(jù)區(qū)里的任何數(shù)據(jù)以及一位選擇的校驗(yàn)均可在語句里出現(xiàn)。而信息里的數(shù)據(jù)區(qū)則由 ASCII 里的小數(shù)點(diǎn)劃分其界限。校驗(yàn)的和能由句子之間的每個(gè)字符的八個(gè)數(shù)據(jù)異或而得到，但是要排除 $ 與選擇命令校驗(yàn)和。校驗(yàn)與字節(jié)的高段和低段可以作為 ASCII 的字符輸出。 本系 統(tǒng)所使用的為 NEMA— 0183 的特殊的信息的輸出，所以該輸出是以下的形式： $ GPGGA， M、 M、 1 12*hhCR、 LF。 1為 固定的位置 UTC 的