本科畢業(yè)論文-基于GPSGSM汽車(chē)防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人民生活水平的提高，購(gòu)車(chē)的家庭越來(lái)越多，私人汽車(chē)日益增多，治安狀況惡化，汽車(chē)被盜對(duì)有發(fā)生，汽車(chē)的定位與防盜也成為市場(chǎng)的一大需求。目前汽車(chē)防盜系統(tǒng)存在存在功能簡(jiǎn)單、可靠性低、誤報(bào)警、報(bào)警距離短等缺點(diǎn)。GPS（Global Positioning System，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）提供了一種可靠有效的車(chē)輛定位方法，而利用 GSM（globalsystemformobilecommunications，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）無(wú)線通信技術(shù)可將定位數(shù)據(jù)信息迅速傳遞到接收端，兩者結(jié)合形成 GPS/GSM 車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，為解決以上問(wèn)題找到了一個(gè)很好的解決辦法。如果車(chē)主有一部收發(fā)短消息的

2、GSM手機(jī)，防盜系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警，并且GPS可確定具體車(chē)輛的方位信息，便于查找丟失的汽車(chē)。本文在對(duì)目前各種常規(guī)汽車(chē)防盜裝置的不足進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上研究一種基于GPS/GSM的智能車(chē)輛防盜系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案及其實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)由STC12C5A60S2單片機(jī)、SIM300無(wú)線模塊、GPS接收機(jī)及防盜傳感器等組成。微處理器對(duì)收集到的信息進(jìn)行處理，確認(rèn)后可鎖死發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)向車(chē)主手機(jī)或監(jiān)控中心發(fā)出信息，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)監(jiān)控，防止被盜。關(guān)鍵詞:GSM；GPS；汽車(chē)防盜系統(tǒng)AbstractWith the rapid development of Chinas economy, the improvement

3、of peoples living standard, the principle of more and more families, private cars is growing and security situation is worse, car theft has to happen, car positioning and security has become a big market demand.At present guard against theft system is simple and reliability have functional low, fals

4、e-negatives, alarm short distance from shortcomings. GPS (global positioning system) provides a reliable and efficient vehicles positioning method, and use GSM (global system for mobile communications) wireless communication technology can will locate data information quickly passed to the receiver,

5、 both union form GPS/GSM vehicle monitoring system, to solve the above problem found a good solution. If the owner have a mobile phone short messages and send and receive the GSM, guard against theft system can realize real-time alarm, and GPS can determine the orientation of the specific vehicle in

6、formation, it is easy to find the lost car.In this paper at present various conventional lack of guard against theft system based on the analysis of the research based on GPS/GSM intelligent vehicle security system hardware and software design of the scheme and realization. The system consists of ST

7、C12C5A60S2 microcontroller, SIM300 wireless module, GPS receiver and guard against theft sensor etc. Microprocessor to collect the information processing, the engine can be confirmed at the cell phone owners locked or the monitoring center sends out information, so as to realize the car monitoring,

8、prevent the theft.Keywords: GSM; GPS; Guard against theft system目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc325026132 1 前言 PAGEREF _Toc325026132 h 1 HYPERLINK l _Toc325026133 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc325026133 h 1 HYPERLINK l _Toc325026134 1.2 課題研究的目的和意義 PAGEREF _Toc325026134 h 1 HYPERLINK l _Toc325026135 2 系統(tǒng)組成及工作

9、原理 PAGEREF _Toc325026135 h 2 HYPERLINK l _Toc325026136 2.1系統(tǒng)組成 PAGEREF _Toc325026136 h 2 HYPERLINK l _Toc325026137 2.2單片機(jī)控制核心 PAGEREF _Toc325026137 h 3 HYPERLINK l _Toc325026138 2.2.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325026138 h 3 HYPERLINK l _Toc325026139 2.2.2 STC12C5A60S2單片機(jī)管腳說(shuō)明 PAGEREF _Toc325

10、026139 h 4 HYPERLINK l _Toc325026140 2.3 GPS模塊 PAGEREF _Toc325026140 h 8 HYPERLINK l _Toc325026141 2.3.1 GPS 概述 PAGEREF _Toc325026141 h 8 HYPERLINK l _Toc325026142 2.3.2 GPS系統(tǒng)原理及應(yīng)用 PAGEREF _Toc325026142 h 8 HYPERLINK l _Toc325026143 2.4 GSM通訊模塊 PAGEREF _Toc325026143 h 10 HYPERLINK l _Toc325026144 2.

11、4.1 GSM通訊簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325026144 h 10 HYPERLINK l _Toc325026145 2.4.2 GSM通訊模塊的選擇 PAGEREF _Toc325026145 h 10 HYPERLINK l _Toc325026146 2.4.3 SMS 短消息簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc325026146 h 11 HYPERLINK l _Toc325026147 2.4.4 SMS 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325026147 h 11 HYPERLINK l _Toc325026148 2.4.5 SMS 的數(shù)據(jù)接口和控制模式 PAGE

12、REF _Toc325026148 h 12 HYPERLINK l _Toc325026149 2.4.6 SMS 的特點(diǎn) PAGEREF _Toc325026149 h 13 HYPERLINK l _Toc325026150 3 硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325026150 h 15 HYPERLINK l _Toc325026151 3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325026151 h 15 HYPERLINK l _Toc325026152 3.2 GPS芯片的輸出電路介紹 PAGEREF _Toc325026152 h 15 HYPERLINK l _To

13、c325026153 3.3 SIM300模塊輸出電路設(shè)計(jì)介紹 PAGEREF _Toc325026153 h 16 HYPERLINK l _Toc325026154 3.4 顯示模塊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325026154 h 17 HYPERLINK l _Toc325026155 3.4.1 12864概述 PAGEREF _Toc325026155 h 17 HYPERLINK l _Toc325026156 3.4.2 12864 管腳功能 PAGEREF _Toc325026156 h 17 HYPERLINK l _Toc325026157 3.4.3 顯示模塊的電

14、路連接如圖所示： PAGEREF _Toc325026157 h 18 HYPERLINK l _Toc325026158 3.5 傳感器模塊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325026158 h 19 HYPERLINK l _Toc325026159 4 軟件程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325026159 h 21 HYPERLINK l _Toc325026160 4.1 軟件總體模塊介紹 PAGEREF _Toc325026160 h 21 HYPERLINK l _Toc325026161 4.2 串口通信處理 PAGEREF _Toc325026161 h 22 HYPER

15、LINK l _Toc325026162 4.3 GPS定位數(shù)據(jù)處理 PAGEREF _Toc325026162 h 23 HYPERLINK l _Toc325026163 4.4 短信處理及AT指令 PAGEREF _Toc325026163 h 24 HYPERLINK l _Toc325026164 5 總結(jié) PAGEREF _Toc325026164 h 26 HYPERLINK l _Toc325026165 致謝 PAGEREF _Toc325026165 h 27 HYPERLINK l _Toc325026166 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc325026166 h 28

16、 HYPERLINK l _Toc325026167 附錄 PAGEREF _Toc325026167 h 301 前言1.1 課題背景隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)率大幅度提高，人民生活水平極大地改善汽車(chē)以其方便靈活的特點(diǎn)迅速普及，汽車(chē)逐漸進(jìn)入百姓家庭，隨著家用轎車(chē)的不斷普及和高速客運(yùn)、物流配置等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，車(chē)輛防盜報(bào)警也逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，隨之而來(lái)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。在解決汽車(chē)防盜問(wèn)題上，傳統(tǒng)汽車(chē)的報(bào)警方式主要采用燈光閃爍和喇叭鳴響，盡管市場(chǎng)上的汽車(chē)防盜系統(tǒng)正在改善，但是大多還停留在聲光報(bào)警階段，達(dá)不到好的防盜效果。這些傳統(tǒng)的防盜方式存在有三種缺陷，一是報(bào)警器容易

17、被破壞，而失去防盜功能；二是喇叭鳴響聲會(huì)造成周邊居民生活被嚴(yán)重干擾；三是汽車(chē)被盜后，外觀稍加改動(dòng)，就很難追蹤。1.2 課題研究的目的和意義隨著 GSM 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及 GPS 技術(shù)在全球范圍內(nèi)的普及和更大規(guī)模、更深層次的應(yīng)用，使人們找到了汽車(chē)防盜手段：將 GPS、GSM技術(shù)與車(chē)輛聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)高效實(shí)用、業(yè)務(wù)適應(yīng)性強(qiáng)、易于維護(hù)、系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控、跟蹤、反劫、防盜、報(bào)警、調(diào)度的多功能 GPS/GSM 車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)。它可以實(shí)時(shí)對(duì)車(chē)輛的位置、運(yùn)行狀態(tài)等動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)排除車(chē)輛遇到的問(wèn)題，可以提高車(chē)輛的有效利用率，保障司乘人員的人身安全，提高車(chē)輛搶險(xiǎn)救援

18、效率，合理有效的利用現(xiàn)有道路資源，提高道路通行能力，減少交通事故。2 系統(tǒng)組成及工作原理GPS/GSM汽車(chē)防盜系統(tǒng)可以利用GSM短信息業(yè)務(wù)(SMS)方式傳輸數(shù)據(jù)，。文中選取ublox GPS模塊、sim300模塊和單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建了車(chē)載設(shè)備，并采用SMS與車(chē)主實(shí)現(xiàn)信息的雙向傳輸。近十年來(lái)，GPS技術(shù)逐漸成熟，GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)導(dǎo)航中。GPS具有方便、快捷、廉價(jià)等特點(diǎn)，在車(chē)載系統(tǒng)中得到普遍的重視。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)開(kāi)發(fā)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，它不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密導(dǎo)航與定位能力，而且具有良好的抗干擾和保密性，從根本上解決了地球上的導(dǎo)航與定位問(wèn)題，可以滿(mǎn)足不同

19、的需要。GSM系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣的一種通信系統(tǒng)，我國(guó)目前已經(jīng)建成了覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)。GSM的短消息業(yè)務(wù)不用撥號(hào)建立連結(jié)，直接把要發(fā)送的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心，由短消息服務(wù)中心再發(fā)送給最終的信宿。2.1系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成如圖1所示，當(dāng)車(chē)主離開(kāi)車(chē)輛時(shí)，即可啟動(dòng)防盜系統(tǒng)，首先車(chē)主需設(shè)置手機(jī)號(hào)，以備接收車(chē)輛的定位信息，此時(shí)，單片機(jī)控制GPS模塊，不斷獲取GPS定位數(shù)據(jù)，并對(duì)獲取的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而獲取包括車(chē)輛的經(jīng)、緯度以及速度等信息。系統(tǒng)通過(guò)車(chē)輛上安裝的傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)判斷車(chē)輛是否被移動(dòng)，如果車(chē)輛被非法移動(dòng)，單片機(jī)將控制GSM模塊將車(chē)輛的定位信息通過(guò)短消息，發(fā)送到車(chē)主

20、指定的手機(jī)中，以做將來(lái)的證據(jù)使用。車(chē)主第一時(shí)間知道車(chē)輛位置后，即可通過(guò)GSM遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制防盜系統(tǒng)，切斷車(chē)輛的點(diǎn)火電路，使車(chē)輛熄火。同時(shí)，車(chē)主將車(chē)輛定位信息提供給警方，盡快找回自己的車(chē)輛。圖 1 防盜系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2.2單片機(jī)控制核心采用宏晶科技公司的單時(shí)鐘機(jī)器周期的單片機(jī)STC12C5A60S2，它是高速、低功耗、超抗干擾的新一代51系列單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051，但速度快812倍，具有60kB在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，其具有兩個(gè)獨(dú)立的采用UART工作方式的全雙工串行通信接口，可方便地實(shí)現(xiàn)單片機(jī)同時(shí)與GPS和GSM進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。2.2.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)

21、部結(jié)構(gòu)STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。STC12C5A60S2單片機(jī)中包含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門(mén)狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體蕩電路等模塊。圖2 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖2.2.2 STC12C5A60S2單片機(jī)管腳說(shuō)明單片機(jī)管腳圖如圖3所示，管腳說(shuō)明如表1所示。表1 單片機(jī)管腳說(shuō)明表管腳管腳編號(hào)管腳說(shuō)明 P0.0 P0.7 39-32 P0 : P0口既可作為輸入/輸出口，也可作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用。

22、當(dāng)P0口作為輸入/輸出口時(shí)，P0是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無(wú)需外接上拉電阻。當(dāng)P0作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用時(shí)，是低8位地址線A0A7，數(shù)據(jù)線的D0D7。P1.0/ADC0/CLKOUT21P1.0標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT10ADC0ADC輸入通道-0CLKOUT2獨(dú)立波特率發(fā)生器的時(shí)鐘輸出可通過(guò)設(shè)置WAKE_CLKO2位/BRT-CLKO將該管腳配置為CLKOUT2 P1.1/ADC12P1.1標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT11ADC1ADC輸入通道-1P1.2/ADC2/ECI/RxD23P1.2標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT12ADC2ADC輸入通道-2EC1PCA計(jì)數(shù)器的外部脈沖輸入腳RXD2第二

23、串口數(shù)據(jù)接收端P1.3/ADC3/CCP0/TxD24P1.3標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT3ADC3ADC輸入通道-3CCP0外部信號(hào)捕獲(頻率測(cè)或當(dāng)外部中斷使用)、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出TXD2第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端P1.4/ADC4/CCP1/SS5P1.4標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT14ADC4ADC輸入通道-4CCP1外部信號(hào)捕獲(頻率測(cè)或當(dāng)外部中斷使用）、高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出SSSPI同步串行接口的從機(jī)選擇信號(hào)P1.5/ADC5/MOSI6P1.5標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT15ADC5ADC輸入通道-5MOSISPI同步串行接口的主出從入(主器件的輸出和從器件的輸入）P1.6/ADC6/MISO7P

24、1.6標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT16ADC5ADC輸入通道-6MISOSPI同步串行接口的主入從出(主器件的輸入和從器件的輸出)P1.7/ADC7/SCLK8P1.7標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT17ADC7ADC輸入通道-7SCLKSPI同步串行接口的時(shí)鐘信號(hào)P2.0 P2.721-28Port2: P2口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用(A8 A5)。當(dāng)P2口作為輸入/輸出口時(shí)，P2是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向口P3.0/RxD10P3.0標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT30RxD串口1數(shù)據(jù)接收端P3.1/TxD11P3.1標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT31TXD串口1數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2/INT012P3.

25、2標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT32INT0外部中斷0，下降沿中斷或低電平中斷P3.3/INT113P3.3標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT33INT1外部中斷1，下降沿中斷或低電平中斷P3.4/T0/INT/CLKOUT014P3.4標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT34T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入INT定時(shí)器0下降沿中斷CLKOUT0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的時(shí)鐘輸出可通過(guò)設(shè)置WAKE_CLKO0位/T0CLKO將該管腳配置為CLKOUT0P3.5/T1/INT/CLKOUT115P3.5標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT35T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入INT定時(shí)器1下降沿中斷CLKOUT1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的時(shí)鐘輸出可通過(guò)設(shè)置WAKE_CLK

26、O1位/T1CLKO將該管腳配置為CLKOUT1P3.6/WR16P3.6標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT36WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖P3.7/RD17P3.7標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT37RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖P4.4/NA29標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT44P4.5/ALE30P4.5標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT45ALE地址鎖存允許P4.6/EX_LVD/RST231P4.6標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT46EX_LVD外部低壓檢測(cè)中斷/比較器RST2第二復(fù)位功能腳P4.7/RST9P4.7標(biāo)準(zhǔn)I/O口PORT47RST復(fù)位腳XTAL119內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個(gè)引腳。當(dāng)直接使用外部時(shí)鐘源時(shí)，此引腳是外部時(shí)

27、鐘源的輸入端XTAL218內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器的輸出端，接外部晶振的另一端。當(dāng)直接使用外部時(shí)鐘源時(shí)，此引腳可浮空，此時(shí)XTAL2實(shí)際將XTAL1輸入的時(shí)鐘行輸出VCC40電源正極Gnd20電源負(fù)極，接地圖3 STC12C5A60S2系列單片機(jī)管腳圖圖2.3 GPS模塊2.3.1 GPS 概述全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System-GPS)是由美國(guó)國(guó)防部及陸?？杖娐?lián)合研制的新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)自上世紀(jì) 70 年代開(kāi)始研制，歷20年，耗資 200 億美元，于 1994年全面建成，具有在海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)以衛(wèi)星為

28、基礎(chǔ)，使用無(wú)線電導(dǎo)航定位，具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航定位和定時(shí)的功能，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間信息。2.3.2 GPS系統(tǒng)原理及應(yīng)用GPS 定位的基本原理如圖4所示，是衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶(hù)接收到這些信息后，利用幾何與物理的一些基本原理，計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間等信息。假定衛(wèi)星的位置為已知，通過(guò)一定的方法，并且又準(zhǔn)確測(cè)定出地面點(diǎn) A 至衛(wèi)星間的距離，那么A 點(diǎn)一定位于以衛(wèi)星為中心、以所測(cè)的距離為半徑的圓球上。若能同時(shí)測(cè)得點(diǎn) A至另兩顆衛(wèi)星的距離，則該點(diǎn)一定處在三圓球相交的兩個(gè)點(diǎn)

29、上。根據(jù)地理知識(shí)，很容易確定其中一個(gè)點(diǎn)是所需要的點(diǎn)。在以上假設(shè)下，即已知衛(wèi)星位置又可同時(shí)測(cè)定到三顆衛(wèi)星的距離，即可進(jìn)行定位但由于 GPS 衛(wèi)星是分布在 2 萬(wàn)多公里高空的運(yùn)動(dòng)載體，只能是在同一時(shí)間測(cè)定三個(gè)距離才可定位，要實(shí)現(xiàn)同步必須具有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，從解析幾何角度出發(fā)，GPS 定位包括確定一個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)與實(shí)現(xiàn)同步四個(gè)未知參數(shù)，因此必須通過(guò)測(cè)定到至少 4 顆衛(wèi)星的距離才能定位。圖4 GPS定位原理GPS定位主要采用偽距定位法。GPS偽距定位的基本定位原理:衛(wèi)星不間斷的發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息。GPS接收機(jī)通過(guò)接收觀測(cè)范圍內(nèi)的幾個(gè)衛(wèi)星，可以得到幾個(gè)關(guān)于偽距的方程，將這幾個(gè)方程結(jié)合所接收的衛(wèi)

30、星星歷數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理可以得到接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。接收機(jī)時(shí)鐘偏差是接收機(jī)的時(shí)間偏差，對(duì)于每顆衛(wèi)星都是相同的，其接收機(jī)的位置和時(shí)鐘偏差計(jì)算式為：d1= (x- x1)2+(y-y1)2+(z- z1)2+ c(dt-dT1)d2= (x- x2)2+(y-y2)2+(z- z2)2+ c(dt-dT2)d3= (x- x3)2+(y-y3)2+(z- z3)2+ c(dt-dT3)d4= (x- x4)2+(y-y4)2+(z- z4)2+ c(dt-dT4)其中，d1，d2，d3，d4是測(cè)量的偽距，c是電磁波的速度，dT1，dT2，dT3，dT4是GPS接收時(shí)鐘偏差

31、項(xiàng)，衛(wèi)星時(shí)鐘偏差項(xiàng)dt可以從廣播導(dǎo)航信息由接收機(jī)計(jì)算出。2.4 GSM通訊模塊2.4.1 GSM通訊簡(jiǎn)介GSM(Global System for Mobiles communication) 全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，是歐洲國(guó)家為了創(chuàng)造一個(gè)統(tǒng)一的、完整的泛歐蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，聯(lián)合了歐洲二十多個(gè)國(guó)家的電信運(yùn)營(yíng)部門(mén)、研究所和生產(chǎn)廠家組成的標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)設(shè)計(jì)的。GSM 基于時(shí)分多址技術(shù)（TDMA)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，它在世界上第一個(gè)對(duì)數(shù)字調(diào)制、網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)作了規(guī)范，是在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM 通信系統(tǒng)以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，也支持無(wú)線的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高并具有嚴(yán)密、完整和公開(kāi)

32、等特點(diǎn)，這不但有利于設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)和制造，也有利于各項(xiàng)移動(dòng)電信業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)、推廣和應(yīng)用，因而被大多數(shù)國(guó)家廠商和運(yùn)營(yíng)商所采用。經(jīng)過(guò)多年的快速發(fā)展，GSM 通信技術(shù)日臻成熟，目前可為我國(guó)廣大客戶(hù)提供短信息、呼叫轉(zhuǎn)移、移動(dòng)秘書(shū)、手機(jī)炒股、IP 電話等幾十種甚至上百種業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足了當(dāng)今社會(huì)對(duì)信息多樣化個(gè)性化的需求，是世界上使用最廣、用戶(hù)數(shù)最多、覆蓋面積最大、技術(shù)上最成熟的移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM 系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： GSM 有越區(qū)切換和漫游功能，可以實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游； GSM 可以提供多種業(yè)務(wù)，包括話音業(yè)務(wù)和一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； GSM 有較好的保密功能，提供對(duì)移動(dòng)識(shí)別碼的加密、用戶(hù)數(shù)據(jù)的加密以及用戶(hù)鑒權(quán)等； GSM

33、還有一些其他的特點(diǎn)，如容量大、通話質(zhì)量較好、有電子信箱與短消息功能等。2.4.2 GSM通訊模塊的選擇無(wú)線通信模塊芯片的選擇余地較大Siemens公司的MC55模塊、SIMCOM公司 的SIM300模塊等，經(jīng)綜合考慮尤其是性?xún)r(jià)比分析，本文選擇了后者。SIMCOM公司的SIM300 模塊體積較小，可靠性高，而且內(nèi)置了TCP/IP協(xié)議，用戶(hù)只需投入少量的研發(fā)費(fèi)用， 在較短的研發(fā)周期里就可集成開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)。模塊支持外部SIM卡，可直接與1.8 V和3.0V的SIM卡連接， 并自動(dòng)監(jiān)測(cè)和適應(yīng)SIM卡類(lèi)型，但需注意模塊的SIM卡與I/O口連接時(shí)需串接電阻以作匹配。2.4.3 SMS 短消息簡(jiǎn)介SM

34、S 是短信息業(yè)務(wù)(Short Message Service)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是通過(guò)手機(jī)發(fā)送和接收有限長(zhǎng)度的文本信息的一種通信機(jī)制。文本信息是詞語(yǔ)、數(shù)字和字母的組合，一條短信息可以包含 160 個(gè)英文字母(7-bit 編碼)或 70 個(gè)非拉丁字母(16-bit 編碼)。GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)作為公共電話網(wǎng)的一部分，它的服務(wù)一般是建立在呼叫連接的基礎(chǔ)上的，而短消息是 GSM 中唯一不要求建立端到端業(yè)務(wù)路徑的業(yè)務(wù)，即使移動(dòng)臺(tái)己處于通話(或數(shù)據(jù)傳輸)過(guò)程中時(shí)亦可進(jìn)行短消息傳輸。這一點(diǎn)十分重要，這樣就不需要使用其它的通信方式或占用另外的信道就可以同時(shí)進(jìn)行短消息的傳輸。本系統(tǒng)采用短信方式通知車(chē)主。發(fā)送和接收

35、SMS的模式有3種：BLOCK模式、TEXT模式和PDU模式。 很多手機(jī)都不支持BLOCK模式， 故目前很少采用；TEXT模式是純文本方式， 可使用不同的字符集，比較簡(jiǎn)單；PDU模式被所有手機(jī)支持，可使用任何字符集，編碼比較復(fù)雜。 SIM300通過(guò)AT命令將信息發(fā)送到車(chē)主手機(jī)。AT指令集一般指專(zhuān)門(mén)用來(lái)控制調(diào)制解調(diào)器的指令集，用于數(shù)據(jù)傳輸通信領(lǐng)域，目前已成為全球通用的標(biāo)準(zhǔn)。 2.4.4 SMS 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SMS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖5所示： 圖5：短信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)圖5相關(guān)含義如下：SME：短消息實(shí)體。一個(gè)能夠接受和發(fā)送短消息的功能實(shí)體它可以位于固話系統(tǒng)移動(dòng)基站或其他服務(wù)中心內(nèi)。SMSC：短消

36、息服務(wù)中心。在 SME 和移動(dòng)臺(tái)之間傳輸短消息的過(guò)程中負(fù)責(zé)中繼、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)短消息的功能實(shí)體。SMSC 不屬于 GSM 系統(tǒng)任何組成部分，但是在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中SMSC和MSC往往是合而為一的。SMS-GMSC：短消息入口網(wǎng)關(guān)移動(dòng)服務(wù)交換中心。一種能夠從 SMSC 接收短消息的 MSC，接收由 SMSC 發(fā)送的短消息向 HLR 查詢(xún)路由信息和短消息信息然后轉(zhuǎn)發(fā)短消息到接收者所在的 MSC。SMS-IWMSC：短消息互通移動(dòng)服務(wù)交換中心。通俗的說(shuō)就是短消息出口交換中心，一種能夠從 PLMN 內(nèi)部接收短消息并把它遞交到接收者所屬的 SMSC 的MSC。SS7：7 號(hào)信令系統(tǒng)。GSM 系統(tǒng)中采用的是 CCI

37、TT NO.7 交換和控制子系統(tǒng)，包括 MSC、HLR 和 VLR，采用的 CCITT NO.7 信令系統(tǒng)是由公共信令網(wǎng)提供的，完成必要的的控制功能。2.4.5 SMS 的數(shù)據(jù)接口和控制模式在 GSM 系統(tǒng)，短消息的收發(fā)是通過(guò)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（DCE）之間的終端接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該接口是一個(gè)符合 CCITT V.24（與EIARS-232-C 兼容）異步串行接口，GSM 規(guī)范對(duì)通過(guò)該接口進(jìn)行短消息傳輸定義了三種控制協(xié)議，即二進(jìn)制協(xié)議（塊模式）、基于字符的使用 AT 命令接口協(xié)議（文本模式）和基于字符的使用十六進(jìn)制編碼的二進(jìn)制傳輸消息塊接口協(xié)議（PDU 模式）。塊模式（Bloc

38、k mode）塊模式是一種使用二進(jìn)制編碼來(lái)傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)的接口協(xié)議。為了提高可靠性，它還帶有差錯(cuò)保護(hù)，因而適合于鏈接不完全可靠地區(qū)，尤其是那些要求控制遠(yuǎn)程設(shè)備情況。它屬于GSM第一階段的短消息傳輸接口協(xié)議，當(dāng)時(shí) GSM 系統(tǒng)還不太成熟，可靠性不高，因而使用塊模式符合當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況?，F(xiàn)在 GSM 系統(tǒng)已進(jìn)入第二階段，技術(shù)非常成熟，可靠性很高，可是為了保持與第一階段兼容，GSM 規(guī)范仍然保留了塊模式。但是建議使用 PDU 模式。在兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)之間的每一次短消息發(fā)送都是由數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)和構(gòu)成(如圖 3-4 所示)DLE和 STX是開(kāi)始序列，DLE和 ETX 是結(jié)束序列，BCS 是校驗(yàn)和。文本模式(Text

39、 mode)文本模式可使用不同的字符集，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)也可用于發(fā)送中文短消息，但國(guó)內(nèi)手機(jī)基本上不支持，主要用于歐美地區(qū)。它是一種利用文本信息控制移動(dòng)臺(tái)短消息功能的接口協(xié)議，主要是用 AT 指令集完成對(duì)移動(dòng)臺(tái)的操作。文本模式具有操作方便的特點(diǎn)，但要完成一次短消息操作需要多個(gè) AT 指令共同執(zhí)行，且不支持非 ASCII 字符的傳送。AT 指令集是 GSM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一系列命令，用它可以完成大多數(shù)移動(dòng)臺(tái)的操作。PDU模式(Protocol Data Unit mode)PDU 模式是一種使用 AT 指令傳送十六進(jìn)制編碼的二進(jìn)制用戶(hù)數(shù)據(jù)的接口協(xié)議，這種傳送方式類(lèi)似于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的分組交換，每一條短消息的

40、全部用戶(hù)數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)塊，加上目的地址和控制信息一次性發(fā)送出去。它是將短信息正文經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制編碼后傳送。有些 AT 命令結(jié)構(gòu)無(wú)需理解消息塊的內(nèi)容，僅在移動(dòng)終端和終端設(shè)備的上層駐留程序之間傳輸數(shù)據(jù)塊，基于這種 AT 命令的應(yīng)用程序非常適合這種模式。PDU 模式是 SMS 的三個(gè)控制模式中最具有廣泛實(shí)用性的模式。PDU 相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)包，它又構(gòu)成短信息(SMS)的信息組成。作為一個(gè)數(shù)據(jù)單元，它必須報(bào)告源、目的地址、保護(hù)(有效)時(shí)間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類(lèi)型和正文，正文長(zhǎng)度可達(dá) 140 字節(jié)，它們都以十六進(jìn)制表示，PDU 結(jié)構(gòu)根據(jù)短信息由移動(dòng)終端發(fā)起或以移動(dòng)終端為目的而不同。在本設(shè)計(jì)中采用的短消息控制模

41、式即為PDU模式。2.4.6 SMS 的特點(diǎn)SMS 具有如下特點(diǎn)：覆蓋面廣短消息和話音是同網(wǎng)傳送的，所以 GSM 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍就是短消息的覆蓋范圍，凡是能打移動(dòng)電話的地方均可收發(fā)短消息。費(fèi)用低廉短消息的收費(fèi)目前是按條計(jì)費(fèi)的，而且一條的費(fèi)用低于一分鐘的電話費(fèi)，這使得在信息量較少時(shí)短消息相對(duì)于電話有一定的成本優(yōu)勢(shì)。很多情況下，正是因?yàn)槎滔⒕哂型ㄓ嵆杀镜?、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、不受通訊線路限制、使用方便、靈活、通訊快捷、覆蓋廣、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、費(fèi)用低廉、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，它比較適合于小流量的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。如樓宇設(shè)備安全監(jiān)控、車(chē)輛監(jiān)控調(diào)度、野外數(shù)據(jù)采集、水利水情監(jiān)控、環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、GPS 定位數(shù)據(jù)

42、回傳等。3 硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)總體框圖如圖所示， 它由STC12C5A60S2單片機(jī)模塊、GSM 模塊、GPS模塊、汽車(chē)傳感器模塊、12864顯示模塊組成。本系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)的串口與GPS模塊和GSM模塊通信，通過(guò)串口讀取GPS信息。單片機(jī)還連接的車(chē)窗車(chē)門(mén)的震動(dòng)傳感器，發(fā)生異常時(shí)便將從串口一接受的GPS數(shù)據(jù)信息利用串口二控制SIM300模塊以SMS的方式發(fā)送至車(chē)主的手機(jī)上。車(chē)主可以通過(guò)短信發(fā)送指令，控制系統(tǒng)切斷車(chē)輛的點(diǎn)火電路，使車(chē)輛熄火，進(jìn)一步控制器通過(guò)繼電器控制油路，還可以控制鎖死車(chē)門(mén)、車(chē)窗。3.2 GPS芯片的輸出電路介紹GPS 模塊主要完成汽車(chē) GPS 數(shù)據(jù)的接收，系統(tǒng)采

43、用瑞士u-blox公司的NEO-5M主芯片，該芯片擁有50個(gè)通道的u-blox引擎，1百多萬(wàn)個(gè)有效相關(guān)器，熱啟動(dòng)和輔助啟動(dòng)首次定位時(shí)間小于1秒；支持AssistNow Online及AssistNowOffline并采用了u-blox KickStart微弱信號(hào)攫取技術(shù)，能確保采用此模組的設(shè)備在任何可接收到信號(hào)的位置及任何天線尺寸都能夠有最佳的初始定位性能并進(jìn)行快速定位。且具有成本低廉，體積小，功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。圖6 GPS硬件連接電路3.3 SIM300模塊輸出電路設(shè)計(jì)介紹SIM300模塊SIM300模塊是Simcom公司研制的GSM通信模塊 。該模塊尺寸小、功耗低，內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議，

44、提供通用的AT控制命令。SIM300內(nèi)部集成了完整的射頻電路和GSM 基帶處理器，提供2個(gè)串口、1個(gè)SIM卡接口、通用I/O接口等。 產(chǎn)品，內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸。只需單片機(jī)通過(guò)發(fā)送AT命令即可對(duì)SIM300模塊進(jìn)行控制。SIM300模塊為用戶(hù)提供了：通用串口和調(diào)試串口。因?yàn)槟K提供的2個(gè)串口都是 TTL 電平，需通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片，將 TTL 電平轉(zhuǎn)換成 RS232 電平。 設(shè)計(jì)中采用MAXIM公司的MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，使用TXD、RXD、GND3根線構(gòu)成3線串口 。SIM卡與模塊之間通過(guò)SIM卡座進(jìn)行連接，設(shè)計(jì)中采用6針SIM卡座，

45、其信號(hào)線主要有：電源(VCC)、地(GND)、復(fù)位(RST)、狀態(tài)(VPP)、時(shí)鐘(CLK)、數(shù)據(jù)(I/O)，其中狀態(tài)線VPP不接。SIM卡電源可以是1.8V或3V，RST、CLK、I/O3個(gè)引腳分別連接22 電阻后，再與SIM300的SIMRST、SIMCLK、SIMDATA相連，SIMDATA與VSIM間還需要接一個(gè)上拉電阻。圖7：SIM300模塊電路3.4 顯示模塊電路設(shè)計(jì)3.4.1 12864概述系統(tǒng)采用12864液晶作為顯示模塊，12864 液晶顯示模塊是 12864 點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置國(guó)標(biāo) GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符

46、（8X16 點(diǎn)陣）及64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（GDRAM） ?？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來(lái)連接微處理機(jī)：8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、睡眠模式等。 3.4.2 12864 管腳功能12864液晶管腳說(shuō)明如表2所示：表2 12864液晶管腳說(shuō)明管腳號(hào)管腳名稱(chēng)管腳功能描述1VSS電源地2VDD電源電壓 3V0液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 4D/I(RS)D/I=“H”，表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5R/WR/W=“H”，E=“H”數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0 R/W=“L”，E=“HL”數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR 或DR 6ER/W

47、=“L”，E 信號(hào)下降沿鎖存DB7DB0 R/W=“H”，E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7DB0 7DB0數(shù)據(jù)線08DB1數(shù)據(jù)線19DB2數(shù)據(jù)線210DB3數(shù)據(jù)線311DB4數(shù)據(jù)線412DB5數(shù)據(jù)線513DB6數(shù)據(jù)線614DB7數(shù)據(jù)線715CS1H:選擇芯片(右半屏)信號(hào)16CS2H:選擇芯片(左半屏)信號(hào)17RET復(fù)位信號(hào)，低電平復(fù)位18VOUTLCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓19LED+ LED背光板電源 20LED- LED背光板電源3.4.3 顯示模塊的電路連接如圖所示：12864 液晶與單片機(jī)的連接如圖8所示：圖8 12864 與單片機(jī)連接示意圖3.5 傳感器模塊電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳感器部分如圖9所示，

48、在系統(tǒng)工作狀態(tài)下，若汽車(chē)有異常情況，如車(chē)門(mén)被打開(kāi)、車(chē)窗被砸破，產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)或聲音等只要觸發(fā)其中的一個(gè)傳感器，使與傳感器相連的單片機(jī)管腳的電平發(fā)生變化(由低電平變成高電平)，此變化作為信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)判斷后確認(rèn)是警情信號(hào)，單片機(jī)將控制SIM300將GPS位置信息通過(guò)短信方式發(fā)送給給預(yù)設(shè)的個(gè)人監(jiān)控號(hào)碼。車(chē)門(mén)控制器油門(mén)踏板傳感器油路控制器車(chē)窗控制器震動(dòng)傳感器圖9 系統(tǒng)傳感器示意圖4 軟件程序設(shè)計(jì)4.1 軟件總體模塊介紹本防盜系統(tǒng)軟件由界面程序、信號(hào)處理和信號(hào)輸出等三部分組成。信號(hào)處理程序?qū)崿F(xiàn)了單片機(jī)對(duì)GPS和傳感器信號(hào)的采集、解析等以及通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)發(fā)送車(chē)輛定位信息等；界面程序主要完成鍵盤(pán)處理

49、、液晶顯示等，實(shí)現(xiàn)了與用戶(hù)良好的溝通；控制信號(hào)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)GSM信號(hào)的接收與分析并執(zhí)行指令完成對(duì)車(chē)輛開(kāi)關(guān)的控制；其軟件總框圖如圖所示。圖10 汽車(chē)被盜處理流程圖11 用戶(hù)控制程序流程圖12 總體程序框圖4.2 串口通信處理單片機(jī)與GPS模塊和單片機(jī)與SIM300模塊之間的通訊依靠串口通信。STC12C5A60S2擁有兩個(gè)獨(dú)立的串口，可以同時(shí)與GPS模塊和SIM300模塊通信。本設(shè)計(jì)中，利用串口1讀取GPS數(shù)據(jù)，串口二與SIM300模塊通信。串口使用獨(dú)立波特率發(fā)生器，獨(dú)立波特率發(fā)生器1T，波特率發(fā)生器9600bps，數(shù)據(jù)格式為8位，無(wú)校驗(yàn)位，一位停止位。圖14 GSM信號(hào)串口發(fā)送流程圖 圖13 G

50、PS串口信號(hào)接收流程圖 4.3 GPS定位數(shù)據(jù)處理UBLOX NEO-5系列GPS芯片采用了NMEA-0813標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。NMEA-0183是美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)(National Marine Electronics Association )為海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式。輸出采用ASCII 碼，其串行通信的參數(shù)為：波特率9600bps，數(shù)據(jù)位8bit，開(kāi)始位=1bit，停止位1bit，無(wú)奇偶校驗(yàn)。數(shù)據(jù)包中包含以下數(shù)據(jù)：GPRMC（Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT DataRMC推薦定位信息）對(duì)于一般的GPS動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用，GPRMC語(yǔ)句完全滿(mǎn)

51、足要求。該語(yǔ)句中包括經(jīng)緯度、速度、時(shí)間和磁偏角等字段，這些數(shù)據(jù)為導(dǎo)航定位應(yīng)用提供了充分的信息。GPGGA（Global Positioning System Fix DataGGA，GPS定位信息）GPS定位主要數(shù)據(jù)，該語(yǔ)句中包括經(jīng)緯度、質(zhì)量因子、HDOP、高程、基準(zhǔn)站號(hào)等字段。GPGSV語(yǔ)句（GPS Satellites in ViewGSV，可見(jiàn)衛(wèi)星信息）GPS可見(jiàn)星的方位角、俯仰角、信噪比等 每條語(yǔ)句最多包括四顆衛(wèi)星的信息，每顆衛(wèi)星的信息有四個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。$GPVTG語(yǔ)句(Track Made Good and Ground SpeedVTG，地面速度信息）；$GPGSA語(yǔ)句（GPS DOP

52、 and Active SatellitesGSA，當(dāng)前衛(wèi)星信息）。#GPGSA : GNSS 的當(dāng)前衛(wèi)星和精度因子，包括可見(jiàn)衛(wèi)星PRN號(hào)，以及PDOP、HDOP、VDOP。$GPGLL語(yǔ)句（輸出大地坐標(biāo)信息）。$GPGST 語(yǔ)句（GPS 偽距噪聲統(tǒng)計(jì)，包括了三維坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差信息）。$GPCN0語(yǔ)句各顆用于解算的衛(wèi)星信噪比。在本系統(tǒng)中只需要讀取GPRMC數(shù)據(jù)段已然足夠，下面詳細(xì)GPRMC語(yǔ)句中的各個(gè)字段：$GPRMC，字段$GPRMC語(yǔ)句意義取值范圍UTC時(shí)間：hhmmss.ss000000.00235959.99 狀態(tài)，有效性A表示有效；V表示無(wú)效緯度格式：ddmm.mmmm0000000

53、008959.9999 南北半球N北緯；S南緯經(jīng)度格式：dddmm.mmmm00000.000017959.9999東西半球E表示東經(jīng)；W表示西經(jīng) 地面速度000.00999.999速度方向000.00359.99 日期格式，月日年010100123199 磁偏角，單位：度00.0099.99 磁偏角方向E表示東；W表示西 模式指示及校驗(yàn)和A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無(wú)效 4.4 短信處理及AT指令當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到汽車(chē)被盜時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)串口控制SIM300將GPS信息通過(guò)短信發(fā)送給機(jī)主，發(fā)送短信一般使用Text模式和PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式

54、。使用Text模式收發(fā)短信方法簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文內(nèi)容;PDU模式可以支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。系統(tǒng)中視情況使用text模式或PDU模式。傳送GPS信息利用text格式，應(yīng)為GPS數(shù)據(jù)無(wú)需中文內(nèi)容，text代碼簡(jiǎn)單足夠使用；發(fā)送汽車(chē)的狀態(tài)和控制信息則利用PDU模式，由于PDU模式的純英文短消息解碼不方便，因此收發(fā)純英文字符和數(shù)字字符時(shí)，采用Text模式。GSM的控制指令都是通過(guò)AT指令達(dá)到的，下面列出系統(tǒng)用到的部分AT指令。表3 常用AT指令表 命令功能命令功能AT檢測(cè)模塊是否正常工作AT+CMGS發(fā)送短消息AT+CLIP顯示呼叫方標(biāo)志AT+CMGW向內(nèi)存寫(xiě)短消息AT+CMGD刪除短

55、消息AT+CMSS發(fā)送內(nèi)存忠存儲(chǔ)的消息AT+CMGF選擇短消息格式AT+CNMI新短消息到來(lái)提示AT+CMGL從內(nèi)存中列出短消息AT+CSCA設(shè)置短消息中心地址AT+CMGR讀短消息AT+CSCB選擇蜂窩廣播消息5 總結(jié)經(jīng)過(guò)實(shí)際硬件的搭建和軟硬件的調(diào)試，本防盜系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都能很好地實(shí)現(xiàn)了報(bào)警功能。該防盜系統(tǒng)基于單片機(jī)控制將廣泛使用的SIM300功能模塊與流行GPS技術(shù)相結(jié)合，不但充分利用了技術(shù)成熟的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，克服了普通監(jiān)控系統(tǒng)中的諸多局限性，而且利用GPS技術(shù)可為車(chē)輛防盜以及追查被盜車(chē)輛提供極為有效的幫助。GSM與GPS相結(jié)合的思想還可以用于家用電器控制、車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)等。該設(shè)計(jì)的主

56、要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在將SMS技術(shù)、GPS全球定位技術(shù)傳感器技術(shù)配合單片機(jī)控制技術(shù)統(tǒng)一起來(lái)完成了汽車(chē)防盜定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室階段的測(cè)試中獲得了較理想的效果。系統(tǒng)的兩大優(yōu)點(diǎn)，一是利用了最普遍使用的GSM網(wǎng)絡(luò)通訊，能夠快速建網(wǎng)，通信可靠，投資少，應(yīng)用前景良好;其次，利用免費(fèi)的GPS技術(shù)進(jìn)行定位定位準(zhǔn)確。采用GSM技術(shù)和GPS技術(shù)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)聲光報(bào)警器報(bào)警距離較短，報(bào)警形式較單一等不足。通過(guò)利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，成功地解決汽車(chē)報(bào)警系統(tǒng)的通信問(wèn)題。在系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，短信的傳輸實(shí)時(shí)性不強(qiáng)等問(wèn)題可以考慮利用3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和未來(lái)的4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。具體實(shí)現(xiàn)手段要根據(jù)對(duì)系統(tǒng)性能、軟件及硬件條件的實(shí)際要求來(lái)

57、決定。參考文獻(xiàn)1 李建平，閏科，熊修波.GPS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)J.長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，Vol.15(1).2 蕭陽(yáng).車(chē)載GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)控與智能交通平臺(tái)研究D.成都:成都理工大學(xué)，20083 楊為.GPS-GSM車(chē)載控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.武漢:武漢理工大學(xué)，20054 劉磊.GPS車(chē)輛監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)研究D.山東:山東科技大學(xué)，2004，5 楊希銳.車(chē)載定位導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r及市場(chǎng)前景J.上海:汽車(chē)與配件，2004.6 張慶全.基于GPS/GIS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué)，2007.7 吳玉田.GPS/GSM車(chē)輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中車(chē)載臺(tái)的設(shè)計(jì)D.中國(guó)科學(xué)院研究生院，2

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