【正文】 提供其沖擊保護，不然沖擊或者過載以及反向都會損壞GPS 25的電路。Pin9：NC （保留）。Pin7：VAUX是可選擇外部地備用的電源鏈接端。電氣特性的兼容標準也是RS—232，其最大的電壓輸入?yún)^(qū)間為—25V至25V。Pin4：TXD1為第一串行的異步輸出，其電氣特性的兼容性標準為RS—232，可變比特率有：1200bps和4800bpd以及9600bps。其開路的輸出電壓是0V和5V。其電壓的上升或下降的時間是300ns。本輸入的管腳可運用在接收差分信號。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。其中+5 VDC的輸入電壓，和220mA的輸入電流會使得它很容易構(gòu)成嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)。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候，可供給2個RS—232的全雙工的通道比特率選擇為：（1200、2400、4800、9600）。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。該設(shè)計結(jié)構(gòu)類型的GPS接收器，可以嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。在軟件的控制操作下，接收機就把衛(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間信息。接收機是由主機天線和運算單元以及輸出通道等部分構(gòu)成的。本模塊中，在LED熄滅的時候，表明Tc35正在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)登錄，而當LED在一段時間后熄滅，表示Tc35已經(jīng)成功登錄進入網(wǎng)絡(luò)了。而Max232是包含兩路驅(qū)動器與接受器的轉(zhuǎn)換芯片。因此數(shù)據(jù)通訊電路是以Max232的芯片作為核心，它實現(xiàn)了電平的轉(zhuǎn)換以及串行口通訊的功能。因為電腦的串行口符合數(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進制的數(shù)據(jù)交換接口的技術(shù)標準的規(guī)范，也就是它的外部總線標準接口。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。在GSM的11為SIM卡預(yù)留了五個引腳，再讓TC35在ZIF連接器上面為SIM卡預(yù)留了六個引腳，所添加的ccin引腳來用作檢測SIM卡的支架上有沒有SIM卡?；鶐幚砥骷蔀橐粋€標準的SIM接口。模塊加電后，為使得正常工作，必須在15引腳加上時長最少為100ms的低電平信號，并且信號下降時間要小于1ms。電源的電路劃分為了充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分，三端的電源模塊把外部的直流電源轉(zhuǎn)換為6V，鏈接到ZIF連接器上的11和12引腳，當處于充電模式時，作為TC35給出+6V和500mA的充電電源。6至10作為GND，其中112作為充電引腳，13作為對外輸出電壓，14引腳作為ACCU/TEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，24至29作為SIM卡的引腳，分別是CCIN、CCRST、CIO、CCLK、CCVCC和CCGND。這些引腳可以分為5類，分別為：電源和數(shù)據(jù)的輸入輸出、sim卡還有音頻接口和控制。SIM卡座只要和TC 35模塊上的ZIF連接器所對的管腳連接后，再在加電容執(zhí)行濾波處理。圖47 SIM卡座的接口電路圖因為TC 35模塊上的SIM卡運用的是擁有8個管腳的Molex卡座，但TC 35模塊上的sim卡管腳擁有6個管腳。IGT是TC 35工作的狀態(tài)控制的管腳，當它為高電平的時候，處于不工作的狀態(tài)；當它為低電平的時候，處于開始工作的狀態(tài)。 圖46 GSM模塊電路圖如圖46為GSM模塊電路圖，當執(zhí)行串口的設(shè)計，即使TC 35模塊上的串口的管腳工作的電平為CMOS電平，單片機上串口的管腳工作電平為TTL的電平，而由于單片機上嘎普電平與低電平的邏輯電平就可以執(zhí)行和TC 35的管腳鏈接，所以TC 35模塊上串口線和單片機執(zhí)行連接工作。設(shè)計系統(tǒng)的時候一定要想到TC 35模塊上的電源的管腳并接在一起。因此實現(xiàn)了單片機與TC 35模塊之間的控制。不然TC35不能被激活[13]。給系統(tǒng)加電后，為使得TC35進入正常工作狀態(tài)，因此必須給IGT添加上一個延時高于100ms的低脈沖，電平的下降持續(xù)時間不能高過1ms。RI（random identiity）是隨機的識別碼，就是SIM卡上的簽權(quán)鑰匙，運用于通信系統(tǒng)上的鑒權(quán)。PIN（personal identity number）就是個人識別碼，相當于SIM卡的鑰匙。SIM卡上面有8個觸點，而這些觸點就是它的外部接口，將它插入MS上時，就是經(jīng)過八個觸點和MS執(zhí)行信息的交換。（4）SIM卡接口SIM卡（即Subscriber identity Moudule）就是用戶識別卡，它是數(shù)字移動電話的個人的資料卡。而在本防盜系統(tǒng)的設(shè)計中還沒有運用到這個通訊模塊的語音功能，因此不選擇運用該接口。TC35數(shù)據(jù)接口是運用標準地DB9接口的，經(jīng)過執(zhí)行AT指令后可以和單片機通信。（1）RS—232 接口RS—232為美國的電子工業(yè)協(xié)會發(fā)布的串行總線標準，它也是當前最為常見的串行接口的標準，其主要用于實現(xiàn)執(zhí)行計算機和計算機或者外接設(shè)備互相之間的數(shù)據(jù)的通訊。TC35的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖45所示。GSM模塊的電源ASICII部分運用線性的電壓調(diào)節(jié)器將外部的輸入電壓執(zhí)行穩(wěn)壓處理后在提供給GSM的基帶處理器與GSM的射頻部分運行[12]。而GSM的射頻部分就是單片機收發(fā)設(shè)備SMAIT，射頻的天線部分就是實現(xiàn)信號的調(diào)制和解調(diào)，從而實現(xiàn)外部的射頻信號和內(nèi)部基帶處理器間的信號變換?；鶐幚砥髯鳛門C35的核心，主要是處理GSM終端中的語音和數(shù)據(jù)信號，并且包含了蜂窩射頻設(shè)備里全部的數(shù)字與模擬功能。再由ZIF連接器與天線連接器鏈接到SIM卡的天線。模塊具備AT命令接口，它支持文本與PDU模式的短信息和傳真等。 GSM模塊設(shè)計 TC35芯片介紹TC35就是新一代的無線GSM通信模塊，它可以安全、迅速可靠的執(zhí)行本系統(tǒng)方案的數(shù)據(jù)和語音傳輸以及短消息服務(wù)、傳真等。（7）其內(nèi)部具有256B的flash存儲器的模塊。（5）具備7個捕獲或者比較寄存器地十六位定時器B。（3）內(nèi)置有12位的ADC。圖44 MSP430單片機的管腳圖MSP430的F149單片機為MSP430x14x系列里的一種，但除MSP430的單片機共有特點之外，MSP430 F149單片機的特點如下所示：（1）工作電壓較低。其中擁有片內(nèi)JTAG的調(diào)試接口的flash類型MSP430的單片機具有非常方便的開發(fā)基礎(chǔ)，經(jīng)過JTAG把程序下載到flash里面，上位機軟件中控制片內(nèi)程序的運行，并且對JIAG的接口輸出了片內(nèi)信息提供調(diào)試和開發(fā)。 圖42 電平復(fù)位電路圖單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，管腳XT1和XT2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器，晶振電路如圖43所示。為了防止干擾竄入復(fù)位端，引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復(fù)位，可在RST管腳上接一個去耦電容。第4章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計本論文所選擇的控制核心是MSP 430 F149單片機，它是MSP430系列單片機中的一款，該系列的單片機具備有16位的RISC的結(jié)構(gòu)，它能達到較高的代碼效率，MSP430單片機其最小系統(tǒng)如圖41所示。車載系統(tǒng)中的無線接收模塊TC35接收到短信息后，可經(jīng)過串口將短信息傳送給單片機，單片機作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，根據(jù)GPS的接收模塊，以短信的形式將這些信息發(fā)送到用戶手機上?？刂撇糠值膯纹瑱C對于GPS系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)模塊都需要經(jīng)過串口，GSM模塊和單片機進行串口連接，再利用I/O模擬一個串口給GPS模擬使用。通訊部分主要使用了GSM模塊來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳輸?？刂撇糠种饕褪轻槍Χㄎ徊糠趾屯ㄓ嵅糠诌M行的操作與控制。第3章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計基于GPS/GSM的汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)主要是由四個部分組成：定位備份、控制部分、通訊部分、電源部分。然后再對各種通訊平臺做比較，而后選擇GSM網(wǎng)絡(luò)格式作為本系統(tǒng)的通訊平臺。 本章小結(jié)本章節(jié)是對防盜系統(tǒng)中的通信平臺和定位技術(shù)以及功能與性能要求的基礎(chǔ)上，再提出本系統(tǒng)整體的設(shè)計方案。但它只能使用偽距測量，可以運用車輛等的定位。GPS偽距的定位技術(shù)在動態(tài)定位應(yīng)用的領(lǐng)域里，大概有兩種方法：差分定位和單點定位。接收器時鐘偏差就是接收器的時間偏差，對于每一個衛(wèi)星來說都是一樣的，其中（X1,Y1,Z1）、（X2,Y2,Z2）、（X3,Y3,Z3）以及（X4,Y4,Z4）都為衛(wèi)星已知的位置，d1，d2，d3，d4都是測量偽距，C是電磁波的速度，dT 1,dT2 ，dT3， dT4都為GPS接收器時鐘偏差項。GPS的偽距定位基本原理為：衛(wèi)星的不間斷發(fā)送星歷參數(shù)與時間信息。為使確定接收器的位置，接收器還要跟蹤這些衛(wèi)星的偽距與位置。因為衛(wèi)星與接收器之間的時鐘差和傳送延遲以及其他誤差等，是不會預(yù)測出實際位置的，預(yù)測出的是偽距。從已知的位置的衛(wèi)星發(fā)射器發(fā)射信號至地面的用戶接收器所需要的時間間隔乘以其信號的發(fā)送速度，就可以得出發(fā)射器至接收器的距離。后兩者的定位準確度較高，但是它們的制造成本很大，因此在定位GPS接收器中，大多采用偽距定位法[5]。只需要用戶具備GPS信號的接收器，就能夠在任何時候用GPS信號去執(zhí)行衛(wèi)星定位測量。（3）GPS接收器GPS信號接收器的工作任務(wù)為：能捕獲待測衛(wèi)星的信號，此信號必須是按照一定的衛(wèi)星高度截止角算選擇的。注入站，其主要功能是把主控站發(fā)送來的衛(wèi)星和種差信號，會周期的注入到衛(wèi)星的存儲器中。主控站的工作是收集各個監(jiān)控站送來的跟蹤數(shù)據(jù)，計算衛(wèi)星的軌道與始終叉參數(shù)并且發(fā)送到各個注入站，再轉(zhuǎn)發(fā)到各個衛(wèi)星去。在運用GPS信號定位時，想要計算出三維坐標和時間等信息，一定要觀測4個GPS衛(wèi)星，因此稱它為定位星座。GPS衛(wèi)星星座的這種分布方式還可以保證全球的均勻覆蓋任務(wù)。24個衛(wèi)星是均勻分布于六個軌道的平面內(nèi)的。以下分別介紹三部分的組成結(jié)構(gòu)。GPS定位系統(tǒng)分為三部分：一是空間部分，它就是GPS衛(wèi)星星座；二是地面的控制部分，即地面上的監(jiān)控系統(tǒng)；三是用戶的設(shè)備部分，就是其GPS信號接收機。其含義是：利用衛(wèi)星進行實時測量和測距信息采集，使得構(gòu)建成全球的定位系統(tǒng)。還有“4F60”與’597D’分別表示漢字“你好”、“好”的unicode碼值。(13)“066800636C00600C6FFOC3F60596DFE01”表示用戶數(shù)據(jù) TPUD(TPUSERDATA)的“Hello，你好！”。Bit No1和Bit No 0中00表示class0,而01表示class1,10表示class2,11表示class3。（10）“08”表示數(shù)據(jù)編碼方案TPDCS（TP）其中最高兩位一般設(shè)置為00，而Bit No5中0表示沒有被壓縮，1表示文本以GSM標準壓縮算法來壓縮，bit No 4中0說明Bit No 0是保留位，不含有信息類的信息，1說明Bit No1和Bit No中0有信息類的信息。其中當最高兩位為10時，表示預(yù)留，為11時，表示為服務(wù)中心的特殊用途分配。其中（6）、（7）、（8）都為目的地址。（8）“3155867045F5”是指被叫號碼。（6）“0B”是指被叫號碼的長度。拒絕復(fù)制TPRD（TPRejectDuplicates），其中0為接受復(fù)制，1為拒絕復(fù)制。其用戶數(shù)據(jù)頭標識TP—UDHI：0為不報告，1為需要報告。其中11H=00010001B。以上三條命令都是短消息的中心地址（address of the SMSC）。號碼必須要奇偶換位，并且當長度為奇數(shù)時需要在尾部補上F然后換位。它的數(shù)值類型：001國際、010國內(nèi)、111作為擴展。91是說明TON/，是指在號碼的前面還要加上“+”號，除此之外還要有其他數(shù)值，但91最為常用。就是（91）加上（682108501505F0）的長度，它共有八個字節(jié)。比如下面執(zhí)行命令： 0891683108501505F011000B913158067045F50008A71200680065006C006FFF0C4F60597DFF01 分析其中的含義，有以下幾條。最后再輸入PDU的數(shù)據(jù)串和結(jié)束字符“→”，其執(zhí)行指令：08916883108501505F011000B913158067045F50008A71200680065006C006C006C006FFF0C4F60597DFF01→CR。然后再輸入發(fā)送指令和數(shù)據(jù)長度，編碼指令為:AT+CMGS=32CR。在PDU模式發(fā)送短信時，使用的是大尾序。大尾序是說傳輸和存儲的時候高位在前，低位在后。而UCS 2他只是一個編碼方案，但UTF 16卻是運用于實際的傳輸中，所以必須得慮字節(jié)序了。對于大于等于0X10000的UCS碼，它定義了一種算法。UTF 16可以作為UCS2的一個集合。 Unicode 16進制 UTF8 二進制 0000—007F 0xxxxxxx 0080—07FF 110xxxxx 10xxxxxx 0800—FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx使用8位編碼可以發(fā)送任意的2進制數(shù)據(jù)，所以常常用來傳送音樂或者圖片等數(shù)據(jù)信息。（2） UTF 8編碼UTF8就是8Bit為單元對Unicode執(zhí)行編碼，ASCII碼不會變換，其他的字符會變長編碼。補位的規(guī)則為：把后面一字節(jié)從尾取位補到前一字節(jié)的開頭，補