【正文】 .......................11 第二章 系統(tǒng)用到的主要芯片及模塊介紹 ........................................................ 12 STC12C5A60S2 介紹 ................................................................................ 12 GSTAR GS89 模塊 ...................................................................................... 16 SIM300 模塊 ................................................................................................. 21 第三章 相關(guān)知識(shí)原理 ........................................................................................ 25 知識(shí)介紹 ............................................................................................. 25 GSM 知識(shí)介紹 ........................................................................................... 29 AT 命令知識(shí)介紹 ....................................................................................... 30 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) ........................................................................................ 32 ............................................................................................ 32 GSTAR GS89 芯片的輸出電路介紹 ........................................................ 34 SIM300 模塊輸出電路設(shè)計(jì)介紹 ............................................................ 34 單片機(jī)主控板電路設(shè)計(jì) ............................................................................ 36 電源及其外圍電路設(shè)計(jì) ............................................................................ 40 第五章 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) .................................................................................... 44 軟件總體模塊介紹 .................................................................................... 44 主控程序分析 ............................................................................................ 44 GPS 定位數(shù)據(jù)處理子程序 ........................................................................ 45 各模塊初始化介紹 .................................................................................... 49 外部中斷處理子程序 ................................................................................ 52 鍵盤掃描子程序 ........................................................................................ 52 8 本章小結(jié) .................................................................................................... 53 第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)及心得收獲 .................................................................... 54 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 55 附錄 ...................................................................................................................... 57 致 謝 ................................................................................................................ 58 9 第一章 緒論 課題研究的背景及意義 國內(nèi)外汽車防盜裝置的種類繁多，發(fā)展迅速 ， 目前國際上流行的基本上是電子式汽車防盜產(chǎn)品，如汽車識(shí)別鑰匙、電子編碼點(diǎn)火鑰匙、生物特征電子鎖，它具有很好的性價(jià)比，在市場上占有絕對優(yōu)勢。 機(jī)械鎖是最早的汽車防盜鎖，現(xiàn)已很少單獨(dú)使用，主要與電子式芯片聯(lián)合使用 ?？傮w來看，國內(nèi)的汽車防盜技術(shù)水平僅為國際 20 世紀(jì) 90 年代后期的水平，國內(nèi)掌握制動(dòng)器防盜裝置的開發(fā)實(shí)驗(yàn)技術(shù)并形成批量生產(chǎn)的廠商只有幾家，且防盜裝置一般都存在報(bào)警范圍小、只能實(shí)現(xiàn)本地報(bào)警、不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能實(shí)現(xiàn)單純報(bào)警、對被盜車輛不能實(shí)現(xiàn)跟蹤控制等缺點(diǎn) [8]。因此，我國汽車防盜產(chǎn)品的升級(jí)換代勢在必行，汽車防盜必將進(jìn)入一個(gè)調(diào)整發(fā)展的新時(shí)期 [5]。 雙 CPU 模塊的 CPU1 接收定位導(dǎo)航信息后，進(jìn)行壓縮處理，并與中心發(fā)送的控制信息比較檢測后送入 FM25040 存儲(chǔ)，雙 CPU 模塊 的 CPU2 則 首先檢測 控制 中心有無控制命令發(fā)布并執(zhí)行與處理，然后把 FM25040 中的定位導(dǎo)航信息讀出并通過 GSM 模塊發(fā)送至控制中心，控制中心通過 GSM 網(wǎng)絡(luò) ， 用電腦或者手機(jī)進(jìn)行定位數(shù)據(jù)的收集和顯示 [15]。 三 .方案確定 由于本系統(tǒng)可以只用一塊 STC單片機(jī)的兩個(gè)串口就可以控制 GPS和 GSM模塊，而不需要兩塊單片機(jī)組成的雙 CPU 來控制這兩個(gè)模塊 ，這樣會(huì)增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，雙 CPU 還要通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而且用的兩塊單片機(jī)成本和能源消耗都比較大。 課題主要研究內(nèi)容 本課題主要對汽車防盜器進(jìn)行研究，在分析 GSM/GPS 原理及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)汽車防盜器功能單一、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性不 高 的缺點(diǎn)，在充分研究該系統(tǒng)各要素的基礎(chǔ)上，以微控制器 STC12C5A60S2 為核心，通過該處理器的串口和各個(gè)數(shù)字 IO 端口分別實(shí)現(xiàn)對 GSM/GPS 模塊的控制和對汽車防盜器的驅(qū)動(dòng)，并利用 GSM 模塊實(shí)現(xiàn)與車主和監(jiān) 控中心的交互，實(shí)現(xiàn)對汽車的跟蹤定位功能和防盜防搶功能，也可將傳統(tǒng)的汽車防盜器改造為新興的 11 無線網(wǎng)絡(luò)汽車防盜系統(tǒng) [17]。 (2)根據(jù) GSM 網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的通訊協(xié)議，構(gòu)建一個(gè)與監(jiān)控中心、車主和汽車之間的交互平臺(tái)。 系統(tǒng)框圖如下 圖 11 系統(tǒng)框圖 主要工作 針對課 題 的要求，我的工作應(yīng)有如下部分： 1．由于本課題要用到許多芯片和模塊，應(yīng)先熟悉這些模塊的功能和用法，如 STC12C5A60S2 單片機(jī)模塊、 Gstargs89 模塊 以及 SIM300 模塊的性能特點(diǎn)。 3．由于本課題的通信方式采用短消息的方式通信，應(yīng) 熟悉 短消息的知識(shí)、短消息格式及其數(shù)據(jù)接收壓縮原理。 5．本課題要做出硬件電路 ，要熟練應(yīng)用 PROTEL 軟件。本課題的開發(fā)使用的是 Keil uVision4 編程器。 8．硬件電路的制作。內(nèi)部集成了 MAX810 專用復(fù)位電路 ,2 路 PWM,8路高速 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換 (250K/S),針對電機(jī)控制 ,強(qiáng)干擾場合 [1]。P3． 6 用于固定片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。當(dāng) P3 口引腳寫入 1 時(shí)，它們被內(nèi)部上 14 拉電阻拉高并可用作輸入端。 P3 口也可作為 STC12C5A60S2 的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳備選功能 P3. 0RXD(串行輸入口 ) 39。 RST：復(fù)位輸入。 XTALI：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 3．振蕩器特性： XTALI 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 Gstar GS89 模塊 GPS 模塊的價(jià)格越來越平民化，讓越來越多的產(chǎn)品嵌入了 GPS 模塊，電子愛好者學(xué)習(xí)研究 GPS 模塊也不再是奢侈的事 , GPS 是電子愛好者非常熱衷的一個(gè)話題， GPS 在民用 、 軍用 、 航海航天領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用 ， 許多登山戶外活動(dòng)愛好者也都配備有 GPS 設(shè)備，用于野外導(dǎo)航 。 GPS 模塊就是集成了 RF 射頻芯片、基帶芯片和核心 CPU，并加上相關(guān)外圍電路而組成的一個(gè)集成電路。由于GPS 模塊采用的芯片組不一樣，性能和價(jià)格也有區(qū)別，采用 SIRF 三代芯片組的 GPS 模塊性能最優(yōu)，價(jià)格也要比采用 MTK 或者 MSTAR 等 GPS 芯片組的貴很多。 Gstar GS89 芯片如圖 23 所示， 圖 Gstar GS89 芯片 Gstar GS89 參數(shù)介紹 17 名稱 主要參數(shù) 名稱 主要參數(shù) 芯片組 SIRF3 定位精度 位置： 10 米圓周誤差（ CEP） 靈敏度 159DB 速度： 小于 515 米 /秒 功耗 搜索時(shí)： 45mA 時(shí)間： 1 微秒 定位后： 35mA 使用范圍 海拔高度： 小于 18000 米 外觀尺寸 (長 ) (寬 ) x3 (高 ) mm 速度： 小于 515 米 /秒 重量 7克 輸出格式 TTL 操作 溫 度 攝氏 – 40176。 C 數(shù)據(jù)輸出(nmea0183) GPGGA, GPGSA, GPGSV, GPRMC, GPVTG,GPGLL可選 . 儲(chǔ)存 溫 度 攝氏 – 45176。 C 地球坐標(biāo)系 WGS84 工作電壓 +/ 5%V（ VDC） 傳輸速率 4800， 9600， 38400可選 衛(wèi)星通道 20 天線連接方式 外接天線 定位資料更新 一秒 備用電池 無 定位時(shí)間（平均值） 熱啟動(dòng)： 1 秒 模塊連接方式 貼片 暖啟動(dòng)： 38秒 冷啟動(dòng)： 42秒 表 22 Gstar GS89 參數(shù) Gstar GS89 引腳介紹 Gstar GS89的引腳如圖 24 所示。 2. GND（接地 管腳 2 1016 30）這是模塊的接地引腳 . 3. Boot（啟動(dòng)模式 管腳 3）為編程閃光設(shè)置此管腳為高電平 .VIH:— ,VIL:— 4. RXA(串行端口 A 管腳 4) 這是主要的接收 通道，主要用來接收來自SIRF 演示的軟件或者用戶編寫的軟件 命令，VIH:— ,VIL:— 。 6. RXB(串行端口 B 管腳 6) 這是主要的傳播渠道，主要用來輸出導(dǎo)航以及 SIRF 提供或者 用戶編寫的軟件的數(shù)據(jù)， VIH:— ,VIL:小于 。 19 8. RF_ON(指示射頻部分電壓狀態(tài) 管腳 9) VOH= ,VOL=0V. 9. GPS_RF_IN(GPS 信號(hào)輸入端 管腳 17) 此管腳接收 GPS 信號(hào) ，在 PCB天線之間的線（或者天線連接器）必須是可控制的連