汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)單片機(jī)控制設(shè)計(jì).doc

汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著科技的發(fā)展，汽車是越來(lái)越安全了，但是竊車賊的手段也是越來(lái)越高明了。但是目前市場(chǎng)上的汽車報(bào)警系統(tǒng)大都存在明顯的不足之處，所以，開(kāi)發(fā)一種新型的汽車報(bào)警系統(tǒng)就顯得十分有必要。本設(shè)計(jì)是為了解決傳統(tǒng)汽車防盜方式的缺點(diǎn)和不足而開(kāi)發(fā)的一種嶄新的集傳感、控制和報(bào)警三大功能模塊于一體的GSM汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)在汽車中安裝該報(bào)警器，當(dāng)傳感器收到汽車異常震動(dòng)信號(hào)時(shí)，通過(guò)單片機(jī)處理后以GSM網(wǎng)絡(luò)為信道，把報(bào)警信息通過(guò)短消信通知用戶，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的報(bào)警效果。本文采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)分為主控單片機(jī)模塊、傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、GSM通信模塊。文中詳細(xì)介紹了芯片的特點(diǎn)及外圍電路的連接，并給出了關(guān)鍵部分的程序源代碼。關(guān)鍵詞：GSM；單片機(jī)；異常信號(hào)；短消1緒論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來(lái)越多的家庭有了私車，這為人們帶來(lái)了出行的便捷，同時(shí)也給車主們帶來(lái)了一個(gè)最頭疼的問(wèn)題：對(duì)自己的愛(ài)車如何監(jiān)控和防盜?雖然大多數(shù)汽車都帶有防盜裝置，市場(chǎng)上也有各種汽車附加防盜器，可是這些防盜裝置都存在一定的缺陷，要么監(jiān)控距離有限，一旦監(jiān)控器離汽車比較遠(yuǎn)就很難達(dá)到目的；要么使用單一遇警的檢測(cè)裝置，致使錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給車主造成了很多不必要的麻煩和損失。為此，依靠現(xiàn)代廣泛使用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GSM短信數(shù)傳技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)于移動(dòng)或聯(lián)通的GSM網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、費(fèi)用低、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，雙向通訊，用戶操作靈活、方便，報(bào)警短信可以做到近而無(wú)聲，傳輸報(bào)警信號(hào)卻能遠(yuǎn)及天邊。此外，采用多種傳感器檢測(cè)遇警信息并進(jìn)行信息融合，對(duì)汽車被盜信息進(jìn)行多方面地監(jiān)測(cè)，從而獲得較為可靠的信息，達(dá)到了準(zhǔn)確預(yù)警的目的，提高了報(bào)警系統(tǒng)的可靠性。目前，GSM汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)智能的水平，可以實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警、防搶、防劫功能、免服務(wù)費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球、防患于未然、安裝隱蔽、使用簡(jiǎn)單、電話布防、自助查詢功能、防復(fù)制、防解碼等多種功能，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇不同的產(chǎn)品種類。這種系統(tǒng)的安裝使整個(gè)汽車的自動(dòng)化水平有了飛速提升。1.1汽車報(bào)警器現(xiàn)狀目前流行的汽車防盜器可以簡(jiǎn)單歸納為三大類，即：機(jī)械式防盜器、電子防盜器和網(wǎng)絡(luò)防盜器，上述三類防盜器越往后科技含量越高，但價(jià)格也基本與科技含量成正比。1.2機(jī)械式防盜器機(jī)械式防盜裝置是市面上最簡(jiǎn)單、最廉價(jià)的一種防盜裝置，其原理十分簡(jiǎn)單，即鎖住轉(zhuǎn)向盤、控制踏板或擋柄。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，安裝簡(jiǎn)便，價(jià)格在幾十元到幾百元之間。缺點(diǎn)：防盜不徹底，每次拆裝比較麻煩，不用時(shí)還得找地方放置。1.3電子防盜器電子防盜裝置就是給車鎖加上電子識(shí)別碼，開(kāi)鎖或配鑰匙都需要輸入十幾位密碼。電子防盜的最大優(yōu)點(diǎn)在于密碼解鎖和聲訊報(bào)警。電子防盜裝置的主要功能有以下四種：聲訊報(bào)警、安全提示、遙控尋車、中央門鎖遙控。1.4網(wǎng)絡(luò)防盜器網(wǎng)絡(luò)防盜裝置即利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、航天技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽車與車主的實(shí)時(shí)信息反饋，以全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）為代表。其利用接收衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)與地面監(jiān)控設(shè)備和GPS信號(hào)接收機(jī)組成全球定位系統(tǒng)，衛(wèi)星星座連續(xù)不斷發(fā)送動(dòng)態(tài)目標(biāo)汽車的三維位置、速度和時(shí)間信息，從接收到的反饋信息來(lái)獲知汽車當(dāng)前所處的位置。目前的GPS系統(tǒng)具有車輛定位、反劫報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車內(nèi)監(jiān)聽(tīng)、拋錨救援、路況信息、人工導(dǎo)航、車輛查詢等多種功能。但是，這種防盜系統(tǒng)也有很大不足之處。一是沒(méi)有建立衛(wèi)星定位地面監(jiān)控中心的地區(qū)GPS無(wú)法工作；二是由于衛(wèi)星數(shù)量有限，信息掃描覆蓋存在一定“盲區(qū)”，從而使監(jiān)控實(shí)際上經(jīng)常處于間斷“丟失”狀態(tài)；三是價(jià)格一般都在數(shù)千元以上，僅安裝一套不帶顯示屏的GPS就需要花費(fèi)六七千元，而每年還需向服務(wù)商交納近千元的服務(wù)費(fèi)。高昂的費(fèi)用讓許多車主望而卻步。此基于GSM的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)是集傳統(tǒng)車載式防盜報(bào)警單元和GSM全球通移動(dòng)通信網(wǎng)路控制為一身的高科技產(chǎn)品。該產(chǎn)品依托覆蓋率極高的GSM公眾網(wǎng)絡(luò)，利用GSM無(wú)線通訊業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，采用人車互動(dòng)的防盜模式，對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；具有遙控監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音功能、遙控呼叫語(yǔ)音報(bào)警功能、發(fā)送和遙控關(guān)閉報(bào)警短消息功能、被劫報(bào)警按鍵、振動(dòng)報(bào)警等功能，使車主擺脫了看不到、聽(tīng)不見(jiàn)的被動(dòng)防盜尷尬局面；無(wú)需設(shè)運(yùn)營(yíng)中心，解決了GPS入網(wǎng)成本高以及普通的車輛防盜報(bào)警器監(jiān)控范圍小等問(wèn)題，能讓您的汽車隨時(shí)隨地盡在掌握之中。1.5GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介GSM全名為：GlobalSystemforMobileCommunications，中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，俗稱全球通，是一種起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)，其開(kāi)發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。我國(guó)于20世紀(jì)90年代初引進(jìn)采用此項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直是采用蜂窩模擬移動(dòng)技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國(guó)關(guān)閉了模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。目前，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通各擁有一個(gè)GSM網(wǎng)，為世界最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。GSM將資料數(shù)字化，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然后與其它的兩個(gè)用戶數(shù)據(jù)流一起從信道發(fā)送出去，另外的兩個(gè)用戶數(shù)據(jù)流都有各自的時(shí)隙。GSM實(shí)際上是歐洲的無(wú)線電話標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)GSMMoU聯(lián)合委員會(huì)報(bào)道，GSM在全球有12億的用戶，并且用戶遍布120多個(gè)國(guó)家。因?yàn)樵S多GSM網(wǎng)絡(luò)操作員與其他國(guó)外操作員有漫游協(xié)議，因此當(dāng)用戶到其他國(guó)家之后，仍然可以繼續(xù)使用他們的移動(dòng)電話。在發(fā)展的過(guò)程中，GSM系統(tǒng)的功能不斷得到豐富，從而能夠提供更多樣的服務(wù)。由GSM系統(tǒng)首先引入的短信息服務(wù)（SMS）提供了一種新穎、便捷、廉價(jià)的通訊方式。目前我國(guó)主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM900及GSM1800，由于采用了不同頻率，因此適用的手機(jī)也不盡相同。不過(guò)目前大多數(shù)手機(jī)基本是雙頻手機(jī)，可以自由在這兩個(gè)頻段間切換。歐洲國(guó)家普遍采用的系統(tǒng)除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900，手機(jī)為三頻手機(jī)。在我國(guó)隨著手機(jī)市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)也已出現(xiàn)了三頻手機(jī)，即可在GSM900GSM1800GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機(jī)，真正做到了一部手機(jī)可以暢游全世界。早期來(lái)看，GSM900發(fā)展的時(shí)間較早，使用的較多，反之GSM1800發(fā)展的時(shí)間較晚。物理特性方面，前者頻譜較低，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，穿透力較差，但傳送的距離較遠(yuǎn)，而手機(jī)發(fā)射功率較強(qiáng)，耗電量較大，因此待機(jī)時(shí)間較短；而后者的頻譜較高，波長(zhǎng)較短，穿透力佳，但傳送的距離短，其手機(jī)的發(fā)射功率較小，待機(jī)時(shí)間則相應(yīng)地較長(zhǎng)。GSM系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)是：（1）由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡等技術(shù)，使系統(tǒng)的頻譜效率更高。（2）具有靈活和方便的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，頻率重復(fù)利用率高，容量更大。（3）除開(kāi)放話音業(yè)務(wù)外，還可開(kāi)放承載業(yè)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和與ISDN相關(guān)的業(yè)務(wù)。（4）提供開(kāi)放性接口，可與各種公用通信網(wǎng)互聯(lián)互通，任何廠家提供GSM系統(tǒng)都能互聯(lián)。（5）通過(guò)鑒權(quán)、加密和臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼（TMSI），可以達(dá)到安全的目的。（6）在SIM卡基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游功能，全部GSM移動(dòng)用戶都進(jìn)入GSM系統(tǒng)而與國(guó)別無(wú)關(guān)。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工作原理2.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)為了使系統(tǒng)具有靈活性，這里采用模塊設(shè)計(jì)的方法，使得外部的傳感和報(bào)警裝置獨(dú)立起來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）主控器能及時(shí)地對(duì)GSM模塊收到的短信息采取相應(yīng)的處理。（2）系統(tǒng)采用輪詢握手的方式保證模塊能夠正常工作，避免系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。（3）用戶可以直接使用自己的手機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。（4）系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程性，不受距離的影響。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)的目標(biāo)任務(wù)以及總體設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)由控制主機(jī)、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、GSM模塊構(gòu)成，系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。各個(gè)部分主要功能如下：（1）控制主機(jī)，其核心為89S52單片機(jī)，控制主機(jī)負(fù)責(zé)接收傳感器的報(bào)警信號(hào)并向繼電器和蜂鳴器發(fā)出動(dòng)作控制命令。控制主機(jī)和GSM模塊之間通過(guò)USB或者RS232串口進(jìn)行雙向通信，接受來(lái)自車主電話的控制信息，根據(jù)車主的控制命令進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，當(dāng)接到傳感器的報(bào)警信號(hào)后控制主機(jī)要控制GSM模塊向車主電話發(fā)送短消息。（2）GSM模塊，主要負(fù)責(zé)向控制主機(jī)傳送控制信息，接收控制主機(jī)的信號(hào)并向車主電話發(fā)送短息。（3）A/D轉(zhuǎn)換模塊，把傳感器檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸給控制主機(jī)。（4）傳感器，可以選擇紅外報(bào)警探測(cè)器、振動(dòng)傳感器等，本系統(tǒng)最多允許接入4路報(bào)警傳感器。圖2-1系統(tǒng)框圖2.3工作原理本系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)汽車遭受盜竊時(shí)，由于車身的異常運(yùn)動(dòng)情況被加速度