基于GSM的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

年4月19日基于GSM的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔僅供參考創(chuàng)新課題設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于GSM的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：專(zhuān)業(yè)：通信工程班級(jí)學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：劉敏南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)院年10月25日摘要本設(shè)計(jì)介紹了一種基于GSM技術(shù)，把接收、控制和報(bào)警功能模塊結(jié)合于一體的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了了GSM的概念、歷史、發(fā)展及系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)具體方案。該系統(tǒng)運(yùn)用GPS模塊負(fù)責(zé)接收定位數(shù)據(jù)，GSM模塊負(fù)責(zé)在車(chē)載終端和監(jiān)控用戶(hù)之間傳遞信息，在單片機(jī)的控制下收發(fā)短信，單片機(jī)控制電路對(duì)GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)用戶(hù)的設(shè)置做出相應(yīng)的處理。電源電路由7805為單片機(jī)、GPS模塊提供直流電壓，LM2941CS再將直流電壓穩(wěn)壓提供給GSM模塊使用。經(jīng)過(guò)在汽車(chē)中安裝該報(bào)警器，當(dāng)GPS模塊接收到異常信號(hào)時(shí)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后以GSM網(wǎng)絡(luò)為信道，把報(bào)警信息經(jīng)過(guò)短消信通知用戶(hù)，車(chē)主接收到報(bào)警信息后,發(fā)送命令來(lái)報(bào)警或，遙控汽車(chē),從而達(dá)到了防盜的目的.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大,安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、使用方便,并有效地解決了傳統(tǒng)報(bào)警器存在的問(wèn)題。關(guān)鍵字：GSM防盜報(bào)警系統(tǒng)GPS模塊單片機(jī)目錄TOC\o"1-3"\h\u11140第一章緒論 1249291.1GSM的簡(jiǎn)介 183821.2GSM的特點(diǎn) 2142181.3GSM的發(fā)展 318257第二章汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5127442.1引言 5177162.2方案論證 5226552.2.1方案一 5147272.3.2方案二 518802.3.3方案三 5321502.3.4方案四 693342.3方案選擇與闡述 611814第三章軟硬件設(shè)計(jì) 8194223.1車(chē)載終端硬件設(shè)計(jì) 8314353.1.1單片機(jī)控制電路 8303943.1.2GSM模塊 9303943.1.3GPS模塊 10142023.2車(chē)載終端軟件設(shè)計(jì) 1130493.2.1TC35i模塊AT指令 12196453.2.2SMS短消息的編碼方式 13142153.2.3報(bào)警器各種功能的AT控制指令 1424582結(jié)束語(yǔ) 1621220參考文獻(xiàn) 17緒論1.1GSM的簡(jiǎn)介隨著汽車(chē)等交通工具的普及，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和全球衛(wèi)星定位(GPS)技術(shù)逐步開(kāi)始應(yīng)用到車(chē)輛監(jiān)控等領(lǐng)域。不論是對(duì)警車(chē)、運(yùn)鈔車(chē)等特種車(chē)輛的監(jiān)控還是對(duì)普通轎車(chē)的防盜監(jiān)控，無(wú)線(xiàn)通信和GPS技術(shù)都發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前，移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信方式主要有：a．集群移動(dòng)通信方式；b．DSRC(專(zhuān)用短程)通信方式；c．GSM(全球移動(dòng)通訊系統(tǒng))方式。其中，GSM方式數(shù)據(jù)范圍大，數(shù)據(jù)保密性好，使用方便，成本低。結(jié)合GPS系統(tǒng)，GSM系統(tǒng)能夠?qū)④?chē)輛的位置、速度、行駛方向以及其它狀態(tài)信息經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)通信鏈路傳送到車(chē)主手持終端或監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的監(jiān)控。

在GSM系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)中，話(huà)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要經(jīng)過(guò)撥號(hào)建立連接，一旦建立連接后即開(kāi)始計(jì)費(fèi)。而GSM短消息業(yè)務(wù)不需要建立撥號(hào)連接，只需要把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息中心，再由短消息中心轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)用戶(hù)終端。短消息業(yè)務(wù)是按發(fā)送的短信條數(shù)收費(fèi)，只要短消息每次限制在140個(gè)字節(jié)即可，這個(gè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度足夠傳送GPS定位信息。能夠看出，利用GSM短消息業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送能夠充分利用覆蓋范圍廣闊的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以廉價(jià)的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可移動(dòng)目標(biāo)的定位，比較適合用于汽車(chē)的防盜監(jiān)控。本文采用PIC18F2450單片機(jī)、GSM模塊TC35i和SIRF第三GPS接收模塊設(shè)計(jì)車(chē)載防盜監(jiān)控終端。

GSM全名為：GlobalSystemforMobileCommunications，中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，俗稱(chēng)"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)目的是讓全球各地能夠共同使用一個(gè)移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶(hù)使用一部手機(jī)就能行遍全球。中國(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)。當(dāng)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系統(tǒng)包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900：1900MHz等幾個(gè)頻段。GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）是一種廣泛應(yīng)用于歐洲及世界其它地方的數(shù)字移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)。GSM使用的是時(shí)分多址的變體，而且它是當(dāng)前三種數(shù)字無(wú)線(xiàn)電話(huà)技術(shù)（TDMA、GSM和CDMA）中使用最為廣泛的一種。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(hù)數(shù)據(jù)流一起從信道發(fā)送出去，另外的兩個(gè)用戶(hù)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(xiàn)電話(huà)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(hù)，而且用戶(hù)遍布120多個(gè)國(guó)家。因?yàn)樵S多GSM網(wǎng)絡(luò)操作員與其它國(guó)外操作員有漫游協(xié)議，因此當(dāng)用戶(hù)到其它國(guó)家之后，依然能夠繼續(xù)使用她們的移動(dòng)電話(huà)。1.2GSM的特點(diǎn)GSM系統(tǒng)有幾項(xiàng)重要特點(diǎn)：防盜拷能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機(jī)號(hào)碼資源豐富、通話(huà)清晰、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、通話(huà)死角少、手機(jī)耗電量低。

〈1〉

頻譜效率。由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語(yǔ)音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。

〈2〉

容量。由于每個(gè)信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式能夠縮小到4/12或3/9甚至更?。M系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話(huà)音編碼的引入和自動(dòng)話(huà)務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使GSM系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高3～5倍。

〈3〉話(huà)音質(zhì)量。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)以及GSM規(guī)范中有關(guān)空中接口和話(huà)音編碼的定義，在門(mén)限值以上時(shí)，話(huà)音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無(wú)線(xiàn)傳輸質(zhì)量無(wú)關(guān)。

〈4〉開(kāi)放的接口。GSM標(biāo)準(zhǔn)所提供的開(kāi)放性接口，不但限于空中接口，而且報(bào)刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中個(gè)設(shè)備實(shí)體之間，例如A接口和Abis接口。

〈5〉安全性。經(jīng)過(guò)鑒權(quán)、加密和TMSI號(hào)碼的使用，達(dá)到安全的目的。鑒權(quán)用來(lái)驗(yàn)證用戶(hù)的入網(wǎng)權(quán)利。加密用于空中接口，由SIM卡和網(wǎng)絡(luò)AUC的密鑰決定。TMSI是一個(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶(hù)指定的臨時(shí)識(shí)別號(hào)，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

〈6〉與ISDN、PSTN等的互連。與其它網(wǎng)絡(luò)的互連一般利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等。

〈7〉在SIM卡基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)漫游。漫游是移動(dòng)通信的重要特征，它標(biāo)志著用戶(hù)能夠從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)能夠提供全球漫游，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者之間的某些協(xié)議，例如計(jì)費(fèi)。1.3GSM的發(fā)展20世紀(jì)80年代中期，當(dāng)模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)剛投放市場(chǎng)時(shí)，世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家就在研制第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其中最有代表性和比較成熟的制式有泛歐GSM

，美國(guó)的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(現(xiàn)在改名為PDC)等數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。在這些數(shù)字系統(tǒng)中，GSM的發(fā)展最引人注目。1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通運(yùn)行。GSM系列主要有GSM900、GSM1800和GSM1900三部分，三者之間的主要區(qū)別是工作頻段的差異。

蜂窩移動(dòng)通信的出現(xiàn)能夠說(shuō)是移動(dòng)通信的一次革命。其頻率復(fù)用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量，網(wǎng)絡(luò)的智能化實(shí)現(xiàn)了越區(qū)轉(zhuǎn)接和漫游功能，擴(kuò)大了客戶(hù)的服務(wù)范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點(diǎn)：各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口；很難開(kāi)展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)；頻譜利用率低無(wú)法適應(yīng)大容量的需求；安全保密性差，易被竊聽(tīng)，易做“假機(jī)”。特別是在歐洲系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口，相互之間不能漫游，對(duì)客戶(hù)造成很大的不便。GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)源于歐洲。早在1982年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)，例如北歐多國(guó)的NMT(北歐移動(dòng)電話(huà))和英國(guó)的TACS(全接入通信系統(tǒng))，西歐其它各國(guó)也提供移動(dòng)業(yè)務(wù)。當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)系統(tǒng)，不可能在國(guó)外使用。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話(huà)，需要一種公共的系統(tǒng)，1982年，北歐國(guó)家向CEPT(歐洲郵電行政大會(huì))提交了一份建議書(shū)，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會(huì)上就成立了一個(gè)在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ETSI)技術(shù)委員會(huì)下的“移動(dòng)特別小組(Group

Special

Mobile)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“GSM”，來(lái)制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書(shū)。

中國(guó)自從1992年在嘉興建立和開(kāi)通第一個(gè)GSM演示系統(tǒng)，并于1993年9月正式開(kāi)放業(yè)務(wù)以來(lái)，全國(guó)各地的移動(dòng)通信系統(tǒng)中大多采用GSM系統(tǒng)，使得GSM系統(tǒng)成為當(dāng)前中國(guó)最成熟和市場(chǎng)占有量最大得一種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。

GSM國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀當(dāng)前中國(guó)主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM

900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)當(dāng)前大多數(shù)手機(jī)基本是雙頻手機(jī)，能夠自由在這兩個(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)。在中國(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GSM900\GSM1800\GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機(jī)，真正做到了一部手機(jī)能夠暢游全世界。

第二章汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1引言當(dāng)前流行的汽車(chē)防盜器能夠簡(jiǎn)單歸納為三大類(lèi)，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(lèi)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。2.2方案論證2.2.1方案一機(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(pán)、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。2.2.2方案二電子防盜裝置就是給車(chē)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(chē)、中央門(mén)鎖遙控。其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，防盜不徹底，車(chē)主離車(chē)的距離很遠(yuǎn)時(shí)可能聽(tīng)不到報(bào)警聲，密碼防護(hù)不嚴(yán)，較易破解。2.2.3方案三網(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(chē)與車(chē)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(chē)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(chē)當(dāng)前所處的位置。當(dāng)前的GPS

系統(tǒng)具有車(chē)輛定位、反劫報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)防盜、遙控熄火、車(chē)內(nèi)監(jiān)聽(tīng)、拋錨救援、路況信息、人工導(dǎo)航、車(chē)輛查詢(xún)等多種功能。

可是，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(chē)主望而卻步。2.2.4方案四

此基于GSM的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)是集傳統(tǒng)車(chē)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(xiàn)通訊業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，采用人車(chē)互動(dòng)的防盜模式，對(duì)車(chē)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(chē)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(chē)輛防盜報(bào)警器監(jiān)控范圍小等問(wèn)題，能讓您的汽車(chē)隨時(shí)隨地盡在掌握之中。2.3方案選擇與闡述利用GSM無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)及短消息服務(wù)業(yè)務(wù)，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位，主控裝置采用單片機(jī)的控制，功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)，GSM手機(jī)控制方式是采用GSM手機(jī)串行數(shù)據(jù)接口，利用GSM網(wǎng)絡(luò)消息服務(wù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送接收，采用GSM手機(jī)串行數(shù)據(jù)接口方式，控制方便簡(jiǎn)單，這些技術(shù)當(dāng)前都已經(jīng)非常成熟，而且廣泛的各種監(jiān)控領(lǐng)域使用成功。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括檢測(cè)模塊，中央處理模塊，執(zhí)行模塊，通信模塊，其中：

(1)

監(jiān)測(cè)模塊由多組傳感器及信號(hào)處理電路構(gòu)成,用于車(chē)況信息的采集,并將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)加以處理后傳輸至中央處理模塊。

(2)

中央處理模塊接收來(lái)各個(gè)傳感器的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,將處理的結(jié)果分級(jí)。中央處理模塊根據(jù)不同等級(jí)的警報(bào)觸發(fā)不同的報(bào)警信號(hào)和執(zhí)行操作,并經(jīng)過(guò)通信模塊將事態(tài)判定結(jié)果發(fā)送到車(chē)主手機(jī)。

(3)

執(zhí)行模塊經(jīng)過(guò)通訊模塊接收車(chē)主手機(jī)發(fā)送的指令,車(chē)主能夠方便地進(jìn)行“汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火”、“監(jiān)聽(tīng)”等操作。

(4)

通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。系統(tǒng)正常工作時(shí),首先將檢測(cè)模塊采集數(shù)據(jù)送到中央處理模塊,而且判斷是否發(fā)生異常情況,如果發(fā)生異常情況并進(jìn)行數(shù)據(jù)信息綜合分析處理后經(jīng)過(guò)GSM

通信模塊向用戶(hù)發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警短消息,用來(lái)監(jiān)測(cè)、控制汽車(chē)的工作狀態(tài)。車(chē)主接收到報(bào)警短消息后,根據(jù)具體異常情況發(fā)送控制汽車(chē)的短消息指令,用戶(hù)還能夠經(jīng)過(guò)手機(jī)發(fā)送短消息進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn),當(dāng)用戶(hù)接收到報(bào)警信息時(shí),能夠根據(jù)報(bào)警的種類(lèi)向主機(jī)發(fā)送短消息,對(duì)各被控量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,中央處理模塊提取短消息并譯碼后進(jìn)行相應(yīng)的操作啟動(dòng)報(bào)警模塊或執(zhí)行模塊。

第三章軟硬件設(shè)計(jì)3.1

車(chē)載終端硬件設(shè)計(jì)

車(chē)載終端主要由四部分組成，即GSM模塊、GPS接收機(jī)模塊、單片機(jī)控制電路和電源電路。GPS模塊負(fù)責(zé)接收定位數(shù)據(jù)；GSM模塊在單片機(jī)的控制下收發(fā)短信；單片機(jī)控制電路對(duì)GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)用戶(hù)的設(shè)置做出相應(yīng)的處理。電源電路由7805為單片機(jī)、GPS模塊提供+5V直流電壓，LM2941CS再將+5V直流電壓穩(wěn)壓為+4．2V提供給GSM模塊使用。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-l所示。圖3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.1.1單片機(jī)控制電路

系統(tǒng)選用Microchip公司的PICl8F2450作為MCU。該芯片為采用納瓦技術(shù)的28腳高性能單片機(jī)，具有高可靠性、低成本、低功耗、體積小等優(yōu)點(diǎn)。其內(nèi)部有16k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器和768字節(jié)的RAM，支持在線(xiàn)編程和調(diào)試。該單片機(jī)內(nèi)部?jī)H有一個(gè)通用異步串口。為了能夠同時(shí)與GPS以及GSM模塊通信，單片機(jī)需要兩個(gè)串口。但如果選擇具有雙串口的單片機(jī)，將會(huì)增加成本，因此本系統(tǒng)利用PICl8F2450普通I／O口和該系列單片機(jī)的

C語(yǔ)言編譯器提供的庫(kù)函數(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)軟件串口。單片機(jī)內(nèi)部的硬件串口經(jīng)過(guò)17腳和18腳與GSM模塊通信，軟件串口經(jīng)過(guò)25腳接收GPS信號(hào)。單片機(jī)的2

腳作為GSM模塊的啟動(dòng)腳。接口電路如圖3-2所示。圖3-2單片機(jī)接口電路3.1.2

GSM模塊

GSM模塊負(fù)責(zé)在車(chē)載終端和監(jiān)控用戶(hù)之間傳遞信息。本系統(tǒng)采用德國(guó)西門(mén)子工業(yè)GSM模塊TC35i。TC35i模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊，工作在GSM900和GSMl800雙頻段，可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)。TC35i的數(shù)據(jù)接口(CMOS電平)經(jīng)過(guò)AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，它支持Text和PDU格式的SMS(短消息)。TC35i模塊有40個(gè)引腳，分為電源、數(shù)據(jù)輸入、輸出、SIM卡、音頻接口和控制等5類(lèi)。其工作電壓為4．2V，模塊的供電電壓如果低于3．3V會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。由于模塊在發(fā)射信號(hào)時(shí)，電流峰值可高達(dá)2A。因此該模塊對(duì)電源的要求較高，本系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)型可調(diào)高性能微波電路專(zhuān)用穩(wěn)壓芯片LM2941CS，它能夠提供大電流穩(wěn)定的電壓輸出。使用TC35i模塊時(shí)，其啟動(dòng)腳IGT必須加一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)于100ms的低電平才能夠使TC35i掛入工作狀態(tài)。TC35i模塊的數(shù)據(jù)輸入、輸出接口符合ITU-TRS232接口標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。GSM模塊與MCU的接口電路如圖3-3所示。圖3-3GSM模塊接口電路3.1.3

GPS模塊

本系統(tǒng)采用的GPS模塊為SIRF第三代高靈敏度引線(xiàn)式GPS接收模塊SIRF

star

III。該芯片定位精度小于10米，冷開(kāi)機(jī)／暖開(kāi)機(jī)／熱開(kāi)機(jī)的時(shí)間分別達(dá)到42s／38s／8s，最多能夠同時(shí)追蹤20個(gè)衛(wèi)星信道。其內(nèi)部有可充電電池，能夠保存星歷數(shù)據(jù)，便于快速定位。串口數(shù)據(jù)格式為T(mén)TL電平數(shù)據(jù)輸出，通訊速率為4800通訊波特率，每秒輸出一次GPS全數(shù)據(jù)。該模塊GPS天線(xiàn)采用

MMCX接口，數(shù)據(jù)線(xiàn)接口為6線(xiàn)接插件，排線(xiàn)輸出，使用時(shí)非常簡(jiǎn)單，只需用到三根輸出線(xiàn)，第一腳接3．5～5．5V的直流正電源，第五腳是電源地，第二腳是GPS的輸出線(xiàn)，它是TTL電平的串口信號(hào)，高電平大于2．4V，低電平小于0．4V，輸出驅(qū)動(dòng)能力為2mA，能夠直接和單片機(jī)接口；第六腳是秒信號(hào)輸出，每秒都會(huì)輸出一個(gè)10ms寬度的0．2V左右的脈沖信號(hào)用于授時(shí)。由于該模塊只向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)而不接收來(lái)自數(shù)據(jù)，因此本系統(tǒng)中單片機(jī)采用軟件串口與其通信，MMCX接口的第二腳接單片機(jī)的25腳即可。3.2

車(chē)載終端軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通信，車(chē)主主要利用TC35i通行模塊來(lái)控制汽車(chē)，當(dāng)報(bào)警器正常啟動(dòng)之后，將處在不斷檢測(cè)汽車(chē)狀況和接受車(chē)主短信或來(lái)電的狀態(tài)中。如果汽車(chē)處在不設(shè)防狀態(tài)，那么車(chē)上的傳感器檢測(cè)并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的信號(hào)將不給予處理，這時(shí)通信模塊也不會(huì)接受車(chē)主的來(lái)電，只有當(dāng)車(chē)主發(fā)送短信解除時(shí)，才能使TC35i處在工作狀態(tài)，當(dāng)車(chē)體有震動(dòng)，車(chē)門(mén)被非法打開(kāi)或有人進(jìn)入到車(chē)內(nèi)，這時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并向用戶(hù)發(fā)出報(bào)警信息，這時(shí)自動(dòng)關(guān)閉車(chē)上有感應(yīng)的傳感器，避免向用戶(hù)重復(fù)發(fā)送短信，經(jīng)過(guò)一分鐘之后，聲光報(bào)警信號(hào)自動(dòng)解除，兩分之后如果車(chē)主沒(méi)有答復(fù)，即沒(méi)有向TC35i模塊發(fā)送任何形式的短信和沒(méi)有打電話(huà)監(jiān)聽(tīng)車(chē)上的情況，該模塊就會(huì)自動(dòng)撥打車(chē)主的手機(jī)，再過(guò)三分鐘之后，就自動(dòng)啟動(dòng)剛才關(guān)閉的傳感器，如果車(chē)主有發(fā)送短信到TC35i模塊上，與其相連的單片機(jī)就會(huì)讀取用戶(hù)短信內(nèi)容，經(jīng)過(guò)分析判斷后，執(zhí)行用戶(hù)的指令。

本系統(tǒng)設(shè)置SIM卡接收短信方式是當(dāng)報(bào)警器初始化時(shí)就刪除卡內(nèi)的第一條短信，當(dāng)車(chē)主發(fā)來(lái)短信時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)將短信放在第一條短信的位置，等單片機(jī)讀取，并執(zhí)行相應(yīng)的命令之后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)刪除短信。這樣能夠防止短信內(nèi)容被其它人讀取到，并利用技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行破解，本系統(tǒng)通信對(duì)象只針對(duì)車(chē)主，未經(jīng)允許的用戶(hù)手機(jī)不能對(duì)其控制，當(dāng)車(chē)主手機(jī)丟失或在外出差手機(jī)又沒(méi)帶，本系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)人性化的功能，更改手機(jī)用戶(hù)，車(chē)主只要輸入正確的密碼并發(fā)送到車(chē)上的短信模塊，就能改變與其的通信對(duì)象。

對(duì)整個(gè)GSM報(bào)警器的控制形式分為兩種，手機(jī)和遙控器，其中手機(jī)控制比遙控器控制等級(jí)高，當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，兩種控制方式都能控制系統(tǒng)撤防，當(dāng)系統(tǒng)不處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，那就需要看是報(bào)警器上一次是經(jīng)過(guò)哪種方式撤防，如果是遙控器對(duì)報(bào)警器進(jìn)行撤防的，那么系統(tǒng)能夠經(jīng)過(guò)遙控器和手機(jī)對(duì)報(bào)警器進(jìn)行設(shè)防，如果是手機(jī)進(jìn)行的撤防，那么遙控器就不能進(jìn)行設(shè)防，而只有經(jīng)過(guò)手機(jī)進(jìn)行設(shè)防。同時(shí)手機(jī)也能夠控制遙控器，當(dāng)用戶(hù)遙控器丟失時(shí)，車(chē)主就能夠經(jīng)過(guò)短信的方式，能夠讓遙控器對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)失效。智能報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖如圖3-4所示。圖3-4主程序流程圖3.2.1GSM規(guī)定的TC35i模塊AT指令A(yù)T命令短消息收發(fā)有關(guān)的規(guī)范主要包括GSM03．38、GSM03．40和GSM07．07。前二者著重描述SMS的技術(shù)實(shí)現(xiàn)(含編碼方式)，后者則規(guī)定了SMS的DTE—DCE接口標(biāo)準(zhǔn)(AT命令集)。AT命令即Attention，AT命令集是由諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統(tǒng)研制的DTE-DCE接口標(biāo)準(zhǔn)，是從終端設(shè)備TE(TerminalEquipment)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE(DataTerminalEquipment)向終端適配器TA(TerminalAdapter)或數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備DCE(DataCircuitTerminatingEquipment)發(fā)送的。經(jīng)過(guò)TA，TE發(fā)送AT命令來(lái)控制移動(dòng)臺(tái)MS(MobileStation)的功能，與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。AT命令包括一般命令，呼叫控制令，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)命令，安全性命令，電話(huà)本命令，短消息(SMS)命令，補(bǔ)充業(yè)務(wù)命令，數(shù)據(jù)命令，傳真命令和串口命令。本設(shè)計(jì)主要用的是短消息命令，對(duì)GSM中的短消息業(yè)務(wù)進(jìn)行操作,短消息收發(fā)規(guī)范GSM07．07規(guī)定了短消息命令。表3-1AT指令功能3.2.2

SMS短消息的編碼方式

SMS短消息的編碼方式主要有BlockMode、TextMode和PDU

Mode三種模式。本設(shè)計(jì)采用基于AT命令的PDU

Mode模式。

PDU模式是發(fā)送或接收手機(jī)SMS信息的一種方法，PDU串表面上是一串ASCII碼，由‘O’～‘9’、‘A’～‘F’這些數(shù)字和字母組成。它們是8位字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)，或者BCD碼十進(jìn)制數(shù)。PDU串不但包含可顯示的消息本身，還包含很多其它信息，如SMS服務(wù)中心號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼、回復(fù)號(hào)碼、編碼方式和服務(wù)時(shí)間等。短信息正文經(jīng)過(guò)十六進(jìn)制編碼后被傳送出去。PDU

Mode被所有手機(jī)支持，能夠使用任何字符集，它也是手機(jī)短消息默認(rèn)的編碼方式?；旧先珖?guó)所有的電信局都提供支持PDU

Mode的短消息業(yè)務(wù)。如果需要發(fā)送中文或者中英文混合信息，就必須使用PDU模式。PDU相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)包，它由構(gòu)成消息(SMS)的信息組成。作為一種數(shù)據(jù)單一元，它必須包含源／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。3.2.3報(bào)警器各種功能的AT控制指令

1.

通訊握手

發(fā)送：AT（回車(chē)）

返回：ATOK

收到OK，說(shuō)明握手成功。

為了能在手機(jī)上顯示中文，設(shè)置以PDU數(shù)據(jù)格式傳輸發(fā)送：AT+CMGF=0

返回：AT+CMGF=0

OK

設(shè)置不回顯的方式

發(fā)送：ATE0

返回：OK

設(shè)置有短信帶提示功能

發(fā)送：AT+CNMI=2,1

返回：OK

當(dāng)有短信時(shí)會(huì)收到：+CMTI:”SM”,1

5.有短信時(shí)，就要讀取短信

發(fā)送：AT+CMGR=1

返回：+CMGR

OK

6.當(dāng)讀取完短信之后就要對(duì)其刪除

發(fā)送：AT+CMGD=1

返回：OK

刪除SIM卡上的第一條短信。

7.當(dāng)接收到來(lái)電時(shí)，

返回：RING

這時(shí)如果要顯示對(duì)方用戶(hù)的號(hào)碼

發(fā)送：AT+CLCC

返回：+CLCC:

1,1,4,0,0,"",129,"

/M"

OK

這樣就能夠判斷來(lái)電號(hào)碼是否為車(chē)主的號(hào)碼，以此來(lái)決定是否接聽(tīng)。如果要接通只要發(fā)送：ATA

如果要掛掉只要發(fā)送：ATH

向用戶(hù)撥打電話(huà)

發(fā)送：ATD；

其中分號(hào)必須要加在號(hào)碼后面，否側(cè)撥打電話(huà)會(huì)失敗。

發(fā)送短信

發(fā)送：AT+CMGS=46

返回：>

發(fā)送：08905F011000B8F60008A72060A876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01

返回：+CMGS:

176

OK

向用戶(hù)發(fā)送“您的汽車(chē)正被人竊取，請(qǐng)采取措施！”為內(nèi)容的短信，AT+CMGS=46的含義是發(fā)送的總長(zhǎng)度為46字節(jié)，返回的“+CMGS:176”表示SIM卡發(fā)送：08905F011000B8F60008A72060A876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01

代碼的含義為：

1.08：短信中心地址長(zhǎng)度（能夠固定不變）

2.91：短信中心號(hào)碼類(lèi)型（能夠固定不變）

3.68：中國(guó)地區(qū)代碼（在中國(guó)范圍內(nèi)固定不變）

4.F0：