【正文】 ）說明書 課題名稱 基于 GPS 和 GSM 的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘要 隨著汽車數(shù)量的快速增加，汽車防盜產(chǎn)品的需求越來越大。目前市場上普遍使用的電子式汽車防盜產(chǎn)品作用范圍小、可靠性低、誤報(bào)率高且噪聲污染大；而基于 GPS 全球定位系統(tǒng)和 GSM公眾網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜產(chǎn)品雖然其可靠性高，但是需要有監(jiān)控中心的服務(wù)，需要繳納入網(wǎng)費(fèi)，造成車主防盜成本增高，導(dǎo)致在中低檔轎車上的使用率還很低。系統(tǒng)以單片機(jī)為主控芯片，采用 SIM908 GSM/GPRS/GPS 一體化模塊，利用 GPS 全球定位系統(tǒng)和 GSM 無線通信業(yè)務(wù)及短消息業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了汽車的遠(yuǎn)程遙控、短信報(bào)警和定位追蹤等功能，作用范圍廣，可靠性高且無噪聲污染，并且不需要監(jiān)控中心，降低了防盜成本。 And based on GPS global positioning system (GPS) and GSM car alarm the public work product even though its high reliability, but need has the service of the monitoring center, need to pay it, cause the owner security costs increased, lowstandard cars in use is still very low. To solve these problems, put forward a design scheme based on GPS and GSM car alarm system. System with the single chip processor as the master control chip, adopts SIM908 GSM/GPRS/GPS integration modules, using GPS global positioning systems and GSM wireless munication service and short message services, design and realize the remote control car, SMS alarm and location tracking, and other functions, wide scope, high reliability and no noise pollution, and does not require the monitoring center, reduce security costs. Key words: car security system； GSM； GPS； SIM908； Microcontroller III 目錄 摘要 ..................................................................... II ABSTRACT ................................................................ III 1 緒論 ................................................................... 1 課題背景 ............................................................ 1 汽車防盜器的發(fā)展概況 ................................................ 1 課題研究目的和意義 .................................................. 2 2 課題研究相關(guān)技術(shù) ....................................................... 3 GPS 全球定位系統(tǒng) .................................................... 3 GPS 構(gòu)成 ........................................................ 3 GPS 原理 ........................................................ 4 GSM 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) ................................................ 4 GSM 發(fā)展歷史 .................................................... 5 短信息業(yè)務(wù)（ SMS） ............................................... 5 單片機(jī)技術(shù) .......................................................... 5 單片機(jī)概念 ...................................................... 5 單片機(jī)的特點(diǎn) .................................................... 6 ATMEL 89 系列單片機(jī) ............................................. 6 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ....................................................... 7 系統(tǒng)功能需求分析 .................................................... 7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ........................................................ 8 4 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................ 11 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................. 11 SIM908 模塊及其外圍電路 ............................................ 12 SIM908 模塊簡介 ................................................ 12 SIM908 對外接口電路 ............................................ 13 單片機(jī)外圍接口電路 ................................................. 15 SD 卡接口電路 .................................................. 16 5 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................ 17 V 短信的發(fā)送與接收程序 ............................................... 18 GPS 數(shù)據(jù)接收程序與分解 ............................................. 19 6 系統(tǒng)調(diào)試與分析 ........................................................ 22 結(jié)束語 ................................................................... 24 致謝 ..................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................. 26 附錄 ..................................................................... 27 附錄 1 系統(tǒng)總電路圖 .................................................... 27 附錄 2 系統(tǒng)程序 ........................................................ 28 1 1 緒論 課題背景 自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車這種高端消費(fèi)品已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，成為普通老百姓家中的私人交通工具。隨著汽車市場的迅猛發(fā)展，汽車用品市場發(fā)展快速，汽車用品琳瑯滿目，如汽車座套、疝氣燈、真皮座椅、倒車?yán)走_(dá)、電子狗、 GPS 導(dǎo)航儀、汽車美容用品等。龐大的汽車擁有量吸引了盜賊的眼球，盜竊目標(biāo)由室內(nèi)貴重物品轉(zhuǎn)向汽車，汽車盜竊案以驚人的速度上升，盜竊手 段變得日益高明。 汽車擁有量尤其是私家車擁有量的快速增加促使汽車防盜產(chǎn)品的需求大大增加，而科技的進(jìn)步使得防盜性能可靠、使用方便、價(jià)格便宜的汽車防盜產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)成為了現(xiàn)實(shí)。目前流行的是電子式防盜器，俗稱電子狗，其使用簡便、安全可靠。傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得汽車防盜器的靈敏度大大提高，汽車像是安裝了眼睛和耳朵，對車內(nèi)以及車附近進(jìn)行有效的 監(jiān)控。隨著微處理器的快速發(fā)展，汽車防盜器的微型化、智能化成為了現(xiàn)實(shí)。 汽車防盜器的發(fā)展概況 目前汽車防盜器可分為四類：機(jī)械式防盜裝置、電子式防盜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)和生物識(shí)別防盜系統(tǒng)。機(jī)械式的防盜鎖利用防盜鎖的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來鎖定油門、離合、制動(dòng)、車輪及轉(zhuǎn)向盤等以達(dá)到防盜的目的，其價(jià)格便宜、安裝簡便，但需經(jīng)常拆裝、可靠性低。這種類型的產(chǎn)品種類繁多，主要由無線發(fā)射器、各類聲光傳感器以及汽車的 ECU 系統(tǒng)構(gòu)成。汽車上安裝的聲光報(bào)警器可以在汽車的車門、后備箱蓋、前機(jī)艙蓋被強(qiáng)行開啟時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，并 2 通過無線發(fā)射器通知車主?，F(xiàn)在比較新型、可靠性更高的是網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。萬一車輛被盜，可以通過 GPS 迅速找回被盜車輛。最后一種是比較高端的生物識(shí)別防盜系統(tǒng)，其主要產(chǎn)品有汽車指紋啟動(dòng)控制器。其安全性很高、車輛不易被盜，但價(jià)格昂貴。但任何商品都講究性價(jià)比。目前機(jī)械式防盜鎖由于其 笨重、使用不便且防盜效果差已逐漸被淘汰。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是解決電子式防盜器防盜范圍小、噪聲大和網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)成本高的問題。電子式防盜器采用的無線遙控器覆蓋范圍小，遙控器離開車較遠(yuǎn)時(shí)就會(huì)失效。 （ 2）能對車輛進(jìn)行定位和追蹤。 （ 3）開發(fā)成本低。本系統(tǒng)采用單片機(jī)為主控芯片，芯片便宜，開發(fā)簡單。這是本課題要解決的主要問題。而本系統(tǒng)將位置信息數(shù)據(jù)庫存在 SD 卡中，只要從 GPS模塊中獲取坐標(biāo)，就能在數(shù)據(jù)庫中獲取位置信息，無需監(jiān)控中心就能實(shí)時(shí)獲取車輛的位置信息，大大降低了防盜成本。目前，汽車防盜產(chǎn)品正向高科技化、功能多樣化和微型化發(fā)展。本課題研究涉及當(dāng)今較為先進(jìn)和熱門的 GPS 全球定位系統(tǒng)，GSM 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和單片機(jī)技術(shù)。 GPS 構(gòu)成 GPS 全球定位系統(tǒng)由空間部分，地面控制部分和用戶設(shè)備部分構(gòu)成。衛(wèi)星均勻分布在 6 個(gè)軌道面上（每個(gè)軌道面 4 顆），軌道傾角為 55176。 (2)地面控制部分 地面控制部分由一個(gè)主控站 ,5 個(gè)全球監(jiān)測站和 3 個(gè)地面注入站組成。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù) ,包括電離層和氣象數(shù)據(jù) ,經(jīng)過初步處理后 ,傳送到主控站。注入站將主控站修正過的衛(wèi)星參數(shù)注入到衛(wèi)星中。五個(gè)監(jiān)測站位于科羅拉多州（ Colorado）、卡瓦加蘭（ Kwajalein）、迭戈加西亞 (Diego Garcia)、阿松森群島(Ascension)和夏威夷 (Hawaii)。 (3)用戶設(shè)備部分 4 用戶設(shè)備部分也就是 GPS 信號(hào)接收機(jī)。 GPS接收機(jī)能夠按一定的截角捕獲待測衛(wèi)星，然后跟蹤這些待測衛(wèi)星。接收機(jī)捕獲待測衛(wèi)星信號(hào)，測量出接收機(jī)到衛(wèi)星偽距變化率，并解調(diào)出該衛(wèi)星的其他數(shù)據(jù)，如時(shí)間、軌道等信息。 GPS 原理 GPS 全球定位系統(tǒng) 的基本原理是根據(jù)記錄導(dǎo)航衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間傳遞信號(hào)所經(jīng)歷的時(shí)間，計(jì)算出導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶接收機(jī)的距離，再綜合多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的位置信息就可以計(jì)算出用戶接收機(jī)的實(shí)時(shí)位置、航向和速度等信息。 GPS導(dǎo)航衛(wèi)星在正常工作時(shí)會(huì)連續(xù)地發(fā)射導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文使用偽隨機(jī)碼（偽碼）發(fā)送。 由于導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間有大氣層的干擾，所以測量出的距離不是真實(shí)距離，而是偽距（ PR），這樣的測量稱為偽距測量。根據(jù)電文使用的偽碼不同，可將偽距分為 C/A碼偽距和 P 碼偽距。由于 P 碼頻率較高且定位精度高，主要給美國軍方使用。 GPS 衛(wèi)星的位置是已知的，而我們可以準(zhǔn)確測量接收機(jī)到衛(wèi)星之間的距離，那么接收機(jī)肯定在以衛(wèi)星為中心，測量 距離為半徑的圓球上。此外，由于接收機(jī)的時(shí)鐘與衛(wèi)星的時(shí)鐘系統(tǒng)不是同步的，所以在計(jì)算過程中，要