【基于單片機(jī)的汽車報(bào)警裝置設(shè)計(jì)13000字（論文）】

PAGE20PAGE基于單片機(jī)的汽車報(bào)警裝置設(shè)計(jì)摘要本文根據(jù)目前汽車防盜設(shè)備所面臨的問題及市場(chǎng)應(yīng)用前景提出新型汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并基于現(xiàn)有GSM廣泛分布網(wǎng)絡(luò)及高精度GPS定位技術(shù)設(shè)計(jì)汽車防盜警報(bào)系統(tǒng)。本系統(tǒng)以STM32為控制單元，利用GPS定位汽車的方位，并在此基礎(chǔ)上通過GSM模塊向車主發(fā)送方位信息。車主可通過手機(jī)鎖定解鎖，且能方便快捷的進(jìn)入防盜狀態(tài)及關(guān)閉防盜狀態(tài)。當(dāng)報(bào)警被觸發(fā)時(shí)，能以最快速度向主人手機(jī)發(fā)送短消息以便報(bào)警無聲。車主可通過收發(fā)短信，將控制消息發(fā)送到自己的防盜設(shè)備上。通過監(jiān)測(cè)繼電器運(yùn)行情況來切斷電源或者燃料而強(qiáng)制車輛停車。GPS模塊也可采集車輛位置信息以文字形式發(fā)送給車主手機(jī)。通過上述方式，本實(shí)用新型能夠讓車主及時(shí)發(fā)現(xiàn)車位相關(guān)信息，更便于汽車被偷之后對(duì)車主進(jìn)行跟蹤。關(guān)鍵詞：STM32；GPS；GSM目錄10476第1章緒論 16395第1.1節(jié)研究背景 110238第1.2節(jié)研究現(xiàn)狀 12837第1.3節(jié)研究?jī)?nèi)容 226716第2章技術(shù)基礎(chǔ) 322544第2.1節(jié)GSM的通信技術(shù) 3247792.1.1GSM技術(shù)簡(jiǎn)介 3132562.1.2子系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述 3218112.1.3GSM系統(tǒng)信道分類 415360第2.2節(jié)GPS技術(shù) 561122.2.1GPS定位技術(shù) 5161552.2.2GPS衛(wèi)星定位的基本原理 655772.2.3GPS技術(shù)特點(diǎn) 730158第3章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 93587第3.1節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 912103第3.2節(jié)系統(tǒng)的功能需求 95573第3.3節(jié)STM32單片機(jī) 9111583.3.1STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 10219393.3.2STM32單片機(jī)的引腳與接口 1032351第3.4節(jié)控制器電路設(shè)計(jì) 124673第3.5節(jié)電源電路設(shè)計(jì) 1225630第3.6節(jié)加速度傳感器接口電路 1324685第3.7節(jié)震動(dòng)傳感器電路模塊 141666第3.8節(jié)執(zhí)行部分電路設(shè)計(jì) 1512585第3.9節(jié)GSM電路模塊 1520653第3.10節(jié)GPS電路模塊 1528968第3.11節(jié)汽車供油控制模塊 1614933第3.12節(jié)防盜報(bào)警模塊 1710212第3.13節(jié)復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì) 1826912第4章系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 196178第4.1節(jié)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1916816第4.2節(jié)傳感器模塊軟件設(shè)計(jì) 1913623第4.3節(jié)GSM通信模塊軟件設(shè)計(jì) 2036424.3.1GSM任務(wù)處理過程 2071344.3.2發(fā)送短信息處理過程 21201204.3.3接收并處理短信息 2229286第4.4節(jié)GPS模塊軟件設(shè)計(jì) 2497884.4.1GPS任務(wù)處理過程 24295494.4.2GPS接收機(jī)初始化 24159824.4.3GPS數(shù)據(jù)的接收和處理 2516284第5章系統(tǒng)測(cè)試方案 2726549第5.1節(jié)GSM模塊測(cè)試 2713806第5.2節(jié)GPS模塊設(shè)計(jì) 2923397第5.3節(jié)振動(dòng)傳感器測(cè)試 2920364第6章總結(jié) 3018076參考文獻(xiàn) 31第1章緒論第1.1節(jié)研究背景隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，推動(dòng)了汽車成為了人們生活必需品，調(diào)查表明，我國(guó)汽車擁有量正以年均20%的速度遞增。卻促使汽車被竊事件頻發(fā)。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)形勢(shì)來看，汽車盜竊現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率越來越高，盜車也以漸漸常見，雖然防盜產(chǎn)品與技術(shù)在最近幾年得到了飛速發(fā)展，但是仍然無法完全規(guī)避盜竊行為。以傳統(tǒng)警報(bào)系統(tǒng)為例，其問題主要表現(xiàn)在警報(bào)噪聲污染嚴(yán)重、警報(bào)間間隔時(shí)間較短、甚至出現(xiàn)虛假警報(bào)等。所以，為切實(shí)提升防盜水平，行業(yè)內(nèi)研究人員創(chuàng)造出先進(jìn)防盜設(shè)備，并將其運(yùn)用到汽車領(lǐng)域當(dāng)中，在研究和開發(fā)這些先進(jìn)防盜技術(shù)時(shí)，傳感器技術(shù)發(fā)展到今天，無疑是起著舉足輕重的輔助作用。此外防盜技術(shù)的進(jìn)步對(duì)汽車電子技術(shù)的發(fā)展也有一定的推動(dòng)作用。多數(shù)家用轎車已安裝汽車防盜系統(tǒng)，據(jù)已有資料抽樣調(diào)查表明：被盜失竊汽車中約近一半裝有汽車防盜系統(tǒng)；加州被盜機(jī)動(dòng)車安裝防盜裝置超過加州車輛總數(shù)的1/3。這些已有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已可以很好地表明，當(dāng)前市場(chǎng)上汽車防盜系統(tǒng)還不夠健全。而線上模式防盜系統(tǒng)屬現(xiàn)代技術(shù)，其主要原理就是利用線上模式進(jìn)行汽車門鎖切換，發(fā)動(dòng)機(jī)啟停，定位以及遠(yuǎn)程車況上報(bào)等各項(xiàng)功能具體實(shí)施方法。線上模式防盜系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)，主要在于打破對(duì)地理方位間的束縛。家用汽車一旦被偷或者發(fā)生不可分辨的狀況時(shí)，系統(tǒng)終端設(shè)備便發(fā)出訊號(hào)，當(dāng)現(xiàn)代指揮中心從GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取到這些訊號(hào)之后，便會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行經(jīng)緯度，車速等參數(shù)的推算，操縱汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，使其停止工作，并通過多方力量緊密配合，將失竊汽車追繳回來。所以說，中國(guó)汽車防盜產(chǎn)品升級(jí)換代是勢(shì)在必行。第1.2節(jié)研究現(xiàn)狀汽車防盜裝置顧名思義就是適用于汽車的安全裝置，以避免汽車丟失和防止汽車被盜。當(dāng)前，汽車防盜裝置類別繁多，可根據(jù)防盜機(jī)制和防盜手段的不同加以分類。汽車防盜設(shè)備可分為單向裝置和雙向裝置兩種，它們之間最大的差別是能反饋汽車實(shí)時(shí)信息；根據(jù)防盜機(jī)制的不同，防盜裝置可分為車輪鎖，換擋鎖，門鎖，制動(dòng)鎖，油門鎖和方向盤鎖幾種形式。在此基礎(chǔ)上，可按設(shè)備結(jié)構(gòu)和動(dòng)力分為網(wǎng)絡(luò)，電子，機(jī)械和芯片四類防盜設(shè)備。就目前防盜裝置市場(chǎng)判斷，未來汽車防盜裝置發(fā)展趨勢(shì)正不斷趨近智能化和數(shù)字化，智能化和數(shù)字化技術(shù)正被深入運(yùn)用于汽車防盜中。按傳統(tǒng)地排序，第一代汽車防盜裝置防盜原理是單向電子防盜，這種產(chǎn)品目前仍占主要市場(chǎng)份額。借助于特定遙控器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)某一空間內(nèi)車輛進(jìn)行上鎖，開鎖和警報(bào)。該型防盜裝置具有安裝方便，可實(shí)現(xiàn)自主斷電，成本低等優(yōu)點(diǎn)；與其他防盜裝置相比，其主要缺點(diǎn)是：容易受外界信號(hào)干擾，損壞率高。第2代防盜裝置是一個(gè)雙向控制器，可在互聯(lián)網(wǎng)幫助下將車輛當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送到車主手中，遠(yuǎn)程控制距離遠(yuǎn)。若行駛中發(fā)生情況，車輛可自動(dòng)向車主發(fā)送車輛情況（覆蓋地點(diǎn)，車窗開啟信息，車輛行駛狀態(tài)等信息）。它的優(yōu)勢(shì)總結(jié)為以下幾個(gè)方面：可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控并根據(jù)車輛的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化的啟動(dòng)和停止；這種防盜裝置缺點(diǎn)是：安裝太復(fù)雜，造價(jià)高，耗費(fèi)高功率。第三代防盜裝置就是引入芯片技術(shù)的防盜裝置，芯片技術(shù)也是今后開發(fā)的重點(diǎn)。芯片防盜，就是給汽車的引擎上鎖。芯片防盜裝置最大優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：防盜系數(shù)大，密碼獨(dú)特；另一方面這種防盜裝置質(zhì)量低劣主要表現(xiàn)在：因防盜裝置系原來汽車廠制造，破損或密碼鑰匙遺失不便維修，只有退廠。第四代汽車防盜裝置產(chǎn)生于互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的背景下，其核心防盜機(jī)制就是將汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)鎖死，而又可以憑借GPS定位幫助防盜，失車后，失竊車輛實(shí)時(shí)信息被直接發(fā)送到有關(guān)報(bào)警中心。第四代汽車防盜裝置最大優(yōu)點(diǎn)是：時(shí)效性更強(qiáng)、功能更全；缺點(diǎn)是：運(yùn)營(yíng)成本及月服務(wù)成本居高不下；另外，這種防盜裝置網(wǎng)絡(luò)連接是多方面性的，且聯(lián)網(wǎng)裝置質(zhì)量差，而安裝費(fèi)用比較昂貴。以此為基礎(chǔ)，藍(lán)牙應(yīng)用開始進(jìn)入第四代防盜裝置，這將會(huì)帶來新的優(yōu)點(diǎn)。第1.3節(jié)研究?jī)?nèi)容本論文的重點(diǎn)工作就是通過GSM通信技術(shù)以及GPS定位技術(shù)對(duì)一看汽車防盜系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過軟、硬件設(shè)計(jì)最終完成一個(gè)滿足設(shè)計(jì)需求的系統(tǒng)。

第2章技術(shù)基礎(chǔ)第2.1節(jié)GSM的通信技術(shù)2.1.1GSM技術(shù)簡(jiǎn)介通常雙頻網(wǎng)絡(luò)特指DSC1800與GSM900這兩個(gè)GSM標(biāo)準(zhǔn)。兩種系統(tǒng)中DSCl800工作頻率是1800MHz和GSM900工作頻率是900MHz。雖然工作頻率不一樣，但是其作用卻近乎一致。起初，GSM900在我國(guó)得到了應(yīng)用，但伴隨著經(jīng)濟(jì)與制造業(yè)的不斷發(fā)展，連接需求也漸漸變成了全球性。GSM900的網(wǎng)絡(luò)頻率不能滿足日益增長(zhǎng)的用戶及通信需求。為了提高頻段來解決上述問題，在我國(guó)首次提出DCS1800來解決高流量地區(qū)通道不暢問題，并在GSM900基礎(chǔ)上利用DCS1800作為輔助模型構(gòu)建了一個(gè)通用網(wǎng)絡(luò)雙頻。從GSM900到DCS1800波段范圍內(nèi)，用戶手機(jī)只需支持多頻段運(yùn)行，就可以實(shí)現(xiàn)用戶無障礙切換。頻段選擇取決于手機(jī)對(duì)信道資源的占用。頻段切換的時(shí)候不會(huì)另行通知，通話質(zhì)量得到很大的提高。為緊跟這一發(fā)展潮流，把握這一機(jī)遇，擴(kuò)大市場(chǎng)份額，眾多移動(dòng)通信設(shè)備紛紛著手研發(fā)生產(chǎn)支持多個(gè)頻段的各類手機(jī)。2.1.2子系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）包括以下功能系統(tǒng)TMSC:TMSC或TransitMSC為移動(dòng)交換中心，用于流量傳輸。GMSC:GMSC就是MSC網(wǎng)關(guān)的一種，又稱網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心。主要用于與其它電信運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備連接和接口（包括移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商間為多種業(yè)務(wù)進(jìn)行互聯(lián)）。它能從HLR中得到被叫MS當(dāng)前所處的狀態(tài)。MSC移動(dòng)交換中心：MSC作為整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的核心網(wǎng)元，在NSS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)或者參與全部功能。對(duì)呼叫進(jìn)行管理與連接、提供計(jì)費(fèi)信息、對(duì)整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)各功能實(shí)體進(jìn)行協(xié)調(diào)與管理。MSC可以直接或通過GMSC移動(dòng)網(wǎng)關(guān)提供公共交換電話網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）等固定網(wǎng)絡(luò)接口功能，將移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶連接起來。移動(dòng)及固定網(wǎng)絡(luò)用戶；VLR訪客位置寄存器：VLR為數(shù)據(jù)庫(kù)，儲(chǔ)存其管轄下MS呼入呼出電話。所需獲得的資料、用戶所簽約服務(wù)相關(guān)資料及其他服務(wù)如顧客編號(hào)、位置區(qū)域之識(shí)別、向顧客提供服務(wù)之參數(shù)等。所述VLR為其控制范圍內(nèi)移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)庫(kù)。所述系統(tǒng)將關(guān)于所登記移動(dòng)用戶信息存儲(chǔ)到管理區(qū)域內(nèi)，并且向所登記移動(dòng)用戶提供呼叫連接建立所需條件。用戶在進(jìn)入VLR控制區(qū)域后會(huì)收到VLR，并且會(huì)儲(chǔ)存從HLR中獲取到的需要的數(shù)據(jù)，其中記錄有移動(dòng)用戶家鄉(xiāng)的位置信息。當(dāng)用戶走了以后，VLR上的用戶數(shù)據(jù)會(huì)被移除。VLR和MSC一般都在相同的地方；歸屬位置寄存器HLR:HLR是存放手機(jī)用戶數(shù)據(jù)的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。包含用戶標(biāo)識(shí)號(hào)、可訪問性、用戶類別等服務(wù)數(shù)據(jù)。同時(shí)還將與VLR相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)保存到移動(dòng)用戶所在位置。開羅美國(guó)大學(xué)身份驗(yàn)證中心：開羅美國(guó)大學(xué)儲(chǔ)存身份驗(yàn)證信息及加密密鑰，以防未經(jīng)授權(quán)訪問系統(tǒng)及無線接口數(shù)據(jù)被竊取；EIR設(shè)備標(biāo)識(shí)登記：EIR國(guó)際移動(dòng)設(shè)備標(biāo)識(shí)代碼。IMEI將通過白名單、灰名單、黑名單等3種形式進(jìn)行檢查，以防未經(jīng)許可的用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。對(duì)存在缺陷設(shè)備的操作進(jìn)行監(jiān)控，保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全等作用；短消息中心（SMSC）：短消息中心就是向用戶提供短消息服務(wù)。HLR,AUC,EIR一般與設(shè)置在相同的物理實(shí)體上?；咀酉到y(tǒng)（BSS）包括以下兩個(gè)功能系統(tǒng)：BSC基站控制器：BSC是BSS基站子系統(tǒng)的控制部分。主要完成了接口管理、BTS與BSC之間的地面信道管理、無線參數(shù)、無線資源管理測(cè)量與統(tǒng)計(jì)切換等功能，為呼叫控制操作與維護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)提供支持；BTS：通過BSC基站控制器對(duì)BTS基站的發(fā)送器與接收器進(jìn)行控制。它隸屬于基站BSS子系統(tǒng)中的無線部分——服務(wù)于某一小區(qū)的無線電發(fā)送器與接收器設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)BTS-MS移動(dòng)臺(tái)空中接口功能，BTS分為基帶單元、載波頻率單元、控制單元3個(gè)部分。基帶單元用于音頻數(shù)據(jù)的速率調(diào)節(jié)、信道編碼與解碼。載波頻率單元，主要用來進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)和發(fā)送器-接收器耦合。這個(gè)控制臺(tái)是為BTS的運(yùn)行與維護(hù)服務(wù)的。運(yùn)行與支持子系統(tǒng)：運(yùn)行與支持子系統(tǒng)由運(yùn)行與維護(hù)中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心組成。它以專用線路與MSC、BSC、HLR等網(wǎng)絡(luò)單元相連，記錄、采集全網(wǎng)運(yùn)行過程中的各類數(shù)據(jù)，對(duì)全網(wǎng)各單元運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)控、性能管理、狀態(tài)報(bào)告、故障檢測(cè)。移動(dòng)臺(tái)（MS）：移動(dòng)終端為用戶和系統(tǒng)的接口設(shè)備，包括移動(dòng)終端、SIM卡兩個(gè)部分。移動(dòng)臺(tái)為用戶進(jìn)行移動(dòng)通信的直接通信設(shè)備，有車載與便攜式（移動(dòng)電話）之分，移動(dòng)臺(tái)為無線電發(fā)射機(jī)與接收機(jī)終端設(shè)備。SIM卡作為用戶識(shí)別單元存儲(chǔ)了用戶所需要的全部信息。SIM卡只有使用者才有。當(dāng)SIM卡插在任意一部手機(jī)中時(shí)，就會(huì)形成用戶移動(dòng)終端。2.1.3GSM系統(tǒng)信道分類GSM包含有12個(gè)系統(tǒng)：（1）GSM系統(tǒng)的組成部分網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，基站子系統(tǒng)和移動(dòng)臺(tái)3個(gè)核心構(gòu)成GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要包括如下6個(gè)部件：第1個(gè)部分為身份驗(yàn)證中心；第二部分為身份驗(yàn)證中心。第二部分為訪問者網(wǎng)站記錄；第三部分為運(yùn)維中心。第四部分為設(shè)備的識(shí)別記錄；第五部分為移動(dòng)中轉(zhuǎn)中心。第六部分為網(wǎng)站中網(wǎng)站記錄?；究刂茊卧˙SC）和基站發(fā)送與接收站（BTS）組成通信基站系統(tǒng)；（2）GSM模塊的號(hào)碼與區(qū)域編碼、地址編碼、識(shí)別編碼。①區(qū)域劃分按地理位置可分為基站區(qū)域、移動(dòng)交換控制區(qū)域（MSC區(qū)域）、小區(qū)、位置區(qū)域（LA）、通用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）服務(wù)區(qū)域和GSM服務(wù)區(qū)域。②識(shí)別號(hào)碼GSM網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成不是很簡(jiǎn)單，前面已經(jīng)說過了，其核心是由2個(gè)系統(tǒng)和1個(gè)移動(dòng)臺(tái)共同構(gòu)成。這個(gè)通信平臺(tái)同時(shí)也支持本地電話網(wǎng)絡(luò)用戶、遠(yuǎn)程本地網(wǎng)絡(luò)用戶、國(guó)際遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)用戶以及ISDN用戶之間進(jìn)行通信，所以號(hào)碼識(shí)別方法也必須不同。由綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）或公用交換電信網(wǎng)（PSTI）發(fā)起到GSM網(wǎng)絡(luò)的呼叫用一個(gè)總長(zhǎng)度在15個(gè)比特以下的MS工SDN來代表，具體辦法如下：MSISDN=CC+NDC+SN，式中末位SN代表二用戶號(hào)碼，中位NDC指代國(guó)內(nèi)地區(qū)碼，CC指代國(guó)家碼，中國(guó)大陸地區(qū)是86。第2.2節(jié)GPS技術(shù)2.2.1GPS定位技術(shù)GPS是世界公認(rèn)的全球定位系統(tǒng)之一。它利用24顆衛(wèi)星形塑全球定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集世界各地的比例尺及測(cè)量信息。GPS包括3個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：（1）空間部分，也稱為GPS衛(wèi)星星座。24個(gè)GPS衛(wèi)星構(gòu)成空間部分。有24顆衛(wèi)星均勻分布于6條軌道平面內(nèi)。同軌道兩顆衛(wèi)星相差一定是90。衛(wèi)星在相鄰的軌道上必須彼此間隔40度。全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星星座這一分配辦法也能保證全球覆蓋任務(wù)。在同一塊地面上，因時(shí)間不同，可觀測(cè)衛(wèi)星就不一樣，這樣就造成了在一個(gè)地區(qū)內(nèi)多個(gè)地點(diǎn)都能夠看到同一個(gè)衛(wèi)星，最多涵蓋12顆，最少的時(shí)候，還有四顆。希望在GPS衛(wèi)星定位基礎(chǔ)上，計(jì)算出時(shí)間和空間三維坐標(biāo)，須用4顆或更多衛(wèi)星，并以其為基礎(chǔ)建立起一個(gè)坐標(biāo)系，為了操作當(dāng)前地點(diǎn)，從而得到準(zhǔn)確的結(jié)果，這樣的定位模式叫做定位星座。（2）地面監(jiān)視系統(tǒng)，即在地面上接收衛(wèi)星信號(hào)的設(shè)備。監(jiān)視系統(tǒng)包括主要控制站，一個(gè)監(jiān)視站和一個(gè)注射站組成。它們的分工是不同的，其中監(jiān)視站負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，而注射站則負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的部件進(jìn)行檢測(cè)，注入站主要負(fù)責(zé)運(yùn)行主站收到的衛(wèi)星信號(hào)，定時(shí)存入內(nèi)存，同時(shí)也負(fù)責(zé)向各監(jiān)視站發(fā)送指令，監(jiān)控站P碼接收器具有精確時(shí)鐘，以及對(duì)編碼或數(shù)據(jù)進(jìn)行度量。主控制工作就是對(duì)各監(jiān)視站所收到的信號(hào)進(jìn)行總結(jié)，根據(jù)需要選擇合適的數(shù)據(jù)和指令發(fā)送給注入站，同時(shí)還能與其它站交換數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)參數(shù)，發(fā)送至注入站。（3）GPS接收器，它是用戶的定位單位。從定位衛(wèi)星上采集信號(hào)，是GPS信號(hào)接收裝置的一項(xiàng)職能。以判斷接收信號(hào)是否特異，必須在接收機(jī)內(nèi)安裝一個(gè)或多個(gè)天線陣列，一定要先確定一個(gè)具體接收仰角的截止角度。同時(shí)也要求移動(dòng)衛(wèi)星的跟蹤，以確保其與發(fā)射天線保持在相同高度上，有對(duì)接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大，變換等作用，有采集衛(wèi)星上設(shè)定碼，能將所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)與識(shí)別等一系列應(yīng)用，坐標(biāo)丟失時(shí)間可推算，在不增加設(shè)備成本情況下提高了定位精度，直接得到衛(wèi)星信號(hào)在東部、西部、南部、北部和上部的3D空間坐標(biāo)，在下方加速度協(xié)調(diào)信息和時(shí)間同步坐標(biāo)，通過這些數(shù)據(jù)就能夠得到該接收機(jī)的位置，使用者可選購(gòu)GPS接收器，以取得該資料，以及利用該信息進(jìn)行定位參數(shù)的計(jì)算。2.2.2GPS衛(wèi)星定位的基本原理GPS衛(wèi)星定位方法很多，且每種方法各有利弊，國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的是相位定位法，多普萊定位法和偽距定位法等。其中利用相位定位法與多普勒定位法解算得到的GPS坐標(biāo)信息精度高，但代價(jià)較大，一般應(yīng)用在精度要求比較高的情況下，利用GPS與手機(jī)定位單元進(jìn)行偽距定位的方式基本天天有。雜散距離定位方法多應(yīng)用于時(shí)間測(cè)量中，自衛(wèi)星發(fā)出信號(hào)至地球開始統(tǒng)計(jì)時(shí)，地面GPS接收器收到信號(hào)后隨即回傳響應(yīng)信號(hào)，衛(wèi)星收到響應(yīng)信號(hào)時(shí)不再統(tǒng)計(jì)?？諝鈧鞑ニ俣炔蛔?，衛(wèi)星與GPS接收器之間的距離可按距離二（時(shí)間*速度）/2公式計(jì)算，因?yàn)楦鹘M件時(shí)鐘不同，傳輸信號(hào)時(shí)存在一定延時(shí)，而且這些誤差都比較固定，因此系統(tǒng)能夠通過計(jì)算將誤差只可能降低。要觀測(cè)某一地區(qū)的位置信息需要采集若干接收器的監(jiān)視數(shù)據(jù)來核實(shí)，即差分定位（DQA）.DQA主要分為相位觀測(cè)量與偽距測(cè)量2種方法，在工程上測(cè)量與大地測(cè)量均適合于首先作相位觀測(cè)量后定位。2.2.3GPS技術(shù)特點(diǎn)GPS無線電定位是建立在地球外太空24顆衛(wèi)星上的，所以它具有應(yīng)用廣泛、操作方便、功能多、實(shí)時(shí)定位、精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。（1）全球全天候行動(dòng)由于衛(wèi)星的位置在地球表面上方約22,000km的位置，因此實(shí)現(xiàn)測(cè)量的衛(wèi)星面積非常寬，并且由于衛(wèi)星的位置更加全面，因此可以在世界任何角落同時(shí)觀察到它。其中包括四顆衛(wèi)星，所以它們?cè)谑澜绶秶鷥?nèi)的地位近乎盲目。早期的常規(guī)無線電通信在通過對(duì)流層和電離層時(shí)，經(jīng)常遇到干擾，因此GPS衛(wèi)星選擇L波段作為信號(hào)傳輸波段，成功地避開了大氣干擾。目前GPS定位系統(tǒng)在惡劣天氣條件下不會(huì)受到干擾，能夠時(shí)刻記錄位置及信息，從而能夠在全球范圍內(nèi)全天候作業(yè)。（2）定位精度好如何對(duì)導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)越和精度夠高的評(píng)估是個(gè)很重要的因素。信號(hào)傳播時(shí)可能出現(xiàn)誤差，直接施加衛(wèi)星可以較好的消除誤差。GPS系統(tǒng)在定位精度上因?yàn)樵黾恿司軙r(shí)鐘，空間技術(shù)等一系列前沿前沿技術(shù)才有保障，并且隨著計(jì)算機(jī)處理能力的不斷增強(qiáng)以及測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，操作精度也會(huì)得到進(jìn)一步提升。（3）可以提供3D坐標(biāo)對(duì)海拔、平面坐標(biāo)等資料，以往測(cè)量方法都是分別采用，利用GPS可準(zhǔn)確測(cè)量出被測(cè)點(diǎn)3D坐標(biāo)。當(dāng)前GPS測(cè)量水平能夠達(dá)到四度。（4）功能多樣，適用范圍廣導(dǎo)航及測(cè)量領(lǐng)域都離不開GPS系統(tǒng)，其中速度及時(shí)間的測(cè)量就是它的主要作用。時(shí)間測(cè)量誤差不得大于0.1us,速度測(cè)量誤差不得大于0.lm/s。系統(tǒng)升級(jí)后可適用GPS的地區(qū)會(huì)越來越大。（5）使用簡(jiǎn)單方便GPS接收器設(shè)備的發(fā)展速度非常快，自動(dòng)化程度很高，操作的程序也比較容易；由于采用新材料，該機(jī)在體積大幅縮小的同時(shí)質(zhì)量也有所減輕，因此可以解放出更多的接收器用途。工作量大。（6）觀察時(shí)間短通過全球定位系統(tǒng)定位技術(shù)等應(yīng)用軟件得到了快速的發(fā)展與提高。而如今在固定定位距離低于20千米的情況下，僅需要20分鐘以內(nèi)。若參考站距各流動(dòng)站距離在15千米以內(nèi)，只要定位時(shí)間小于2分鐘，流動(dòng)站將動(dòng)態(tài)工作，再對(duì)各站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)只需要1個(gè)循環(huán)。（7）有利于防止干擾和保密GPS應(yīng)用了偽隨機(jī)噪聲代碼，這在通信領(lǐng)域中是一種先進(jìn)的技術(shù)，所以在將信號(hào)發(fā)送到接收器時(shí)有很好的加密性，但也具有相當(dāng)強(qiáng)的抗干擾能力。

第3章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)第3.1節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖從系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及總體設(shè)計(jì)方案來看，主要框圖見圖3-1。系統(tǒng)包括主控制芯片、超聲波傳感器、繼電器組件、蜂鳴器、GSM通信模塊。圖3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第3.2節(jié)系統(tǒng)的功能需求以STM32為核心的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)包括如下幾大部分：探測(cè)部分、接觸部分、位置部分、控制部分、電源部分等。檢測(cè)部對(duì)車輛的違規(guī)行為進(jìn)行檢測(cè)并且顯示車輛的狀態(tài)信息。定位部分主要是獲取車輛的位置信息，例如經(jīng)緯度信息等，這是通過GPS模塊實(shí)現(xiàn)的。GSMTelematicsModule實(shí)現(xiàn)了無線數(shù)據(jù)傳輸?？刂撇糠种饕獙?duì)定位部分、接觸部分以及檢測(cè)部分進(jìn)行運(yùn)行與控制。電源部分實(shí)質(zhì)上是對(duì)系統(tǒng)各部分供電。GPS控制部分處理器與GSM系統(tǒng)模塊處理器之間采用串行端口相連，電路檢測(cè)部分及輔助電路可直接采用STM32處理器中I/O端口。GSM模塊在接收到命令后可通過串口向STM32處理器發(fā)送短消息對(duì)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采集GPS接收器模塊的消息，再通過SMS方式發(fā)送給主人手機(jī)。第3.3節(jié)STM32單片機(jī)STM32F103C8T6作為32位微控制器擁有以ARM核心閃存512K字節(jié)、72MHz工作頻率、內(nèi)置高速內(nèi)存、豐富擴(kuò)展I/O端口和與2條APB總線相連的外圍設(shè)備。ARM的CortexTM-M3采用32位RISC處理器可以提升代碼效率，在8位、16位典型系統(tǒng)存儲(chǔ)空間內(nèi)充分展示ARM核心高性能。3.3.1STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)STM32系列單片機(jī)采用Cortex-M3內(nèi)核，而在結(jié)構(gòu)上又有許多改進(jìn)，從而使性能有所提高，但也使代碼密度Thumb-2指令集與中斷響應(yīng)緊禍合嵌套向量中斷控制器。本系列單片機(jī)片集成512KFlash存儲(chǔ)器，使工作時(shí)節(jié)點(diǎn)及程序采集的數(shù)據(jù)能夠保存下來：72MHZ為其工作頻率；包括三個(gè)通用16位定時(shí)器，一個(gè)PWM定時(shí)器，一個(gè)USB接口，一個(gè)CAN，兩個(gè)SP工，三個(gè)USART和兩個(gè)工°C；采用五個(gè)通用串行接口可與PC上位機(jī)進(jìn)行指令與數(shù)據(jù)通信，采用兩個(gè)12位ADC可使聲傳感器采集到的信號(hào)從模擬變?yōu)閿?shù)字，再傳輸給單片機(jī)IO執(zhí)行運(yùn)算處理，單片機(jī)在運(yùn)行過程中支持低功耗工作方式，睡眠方式及停機(jī)方式3種，還內(nèi)置快速中斷控制器，減少中斷之間延遲時(shí)間。這種低功耗工作方式很適合于該系統(tǒng)。芯片上有四種不同封裝，從48腳至100腳不等，根據(jù)封裝器件內(nèi)部外設(shè)配置不應(yīng)一樣。芯片供電電壓為2V-3.6V，工作時(shí)溫度為一40度~150度。這種單片機(jī)在改善性能，簡(jiǎn)化復(fù)雜編程的同時(shí)也改善了性能，降低功耗與成本。3.3.2STM32單片機(jī)的引腳與接口電子技術(shù)的正處于高速發(fā)展中，低電壓，高性能，通用性及價(jià)格低廉是STM32單片機(jī)在保持高集成度及開發(fā)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)下，使STM32非常適合各種中小項(xiàng)目及完整平臺(tái)的解決方案。STM32的引腳圖如圖3.2。此外，LQFP這一可靠性強(qiáng)的包裝被用作STM32微控制器包裝，使單片機(jī)穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)，該封裝的外形尺寸小、寄生參數(shù)低、多數(shù)管腳能有復(fù)用功能。圖3.2STM32引腳圖STM32引腳可以分為這么幾大類：（1）電源引腳：引腳圖中的VDD、VSS、VREF+、VREF-、VSSA、VDDA等都屬于電源引腳。（2）晶振引腳：引腳圖中的PC14、PC15和OSC_IN、OSC_OUT都屬于晶振引腳，不過它們還可以作為普通引腳使用。（3）復(fù)位引腳：引腳圖中的NRST屬于復(fù)位引腳，不做其他功能使用。（4）下載引腳：引腳圖中的PB3和PB4以及PA13、PA14、PA15屬于JTAG或SW下載引腳。但它們也可用作普通引腳或特殊功能，特定功能可在芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)中查閱，并在手冊(cè)中提供額外的功能描述。當(dāng)然STM32串口功能引腳可以當(dāng)下載引腳。（5）BOOT引腳：引腳圖BOOT0與PB2（BOOT1）同屬BOOT引腳，PB2也可用作普通管腳。BOOT0與BOOT1電平確定起動(dòng)，不同電平STM32會(huì)選用不同起動(dòng)方式。（6）GPIO引腳：STM32多數(shù)引腳為GPIO引腳如引腳圖PA,PB,PC,PD均為GPIO。并且每一個(gè)端口都有16個(gè)引腳，比如PA端口，它有PA0-PA15。其他端口如PB、PC等也是如此。第3.4節(jié)控制器電路設(shè)計(jì)MCU為控制器主要部件，可對(duì)GSM模塊、GPS模塊、傳感器進(jìn)行控制,GPS接收器與MCU之間通過RS232、CC2430協(xié)調(diào)器與GSM模塊相連。MCU同時(shí)與防盜報(bào)警電路及車輛供油控制電路相連，利用輸入/輸出端口會(huì)斷開供油而開啟車輛報(bào)警電路。單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體操作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行基本的控制。即信息向GPS單元收發(fā)，GSM單元向SMS收發(fā)。GSM模塊，GPS模塊與STM32串口通訊。圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)圖第3.5節(jié)電源電路設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)來說，它的正常工作依賴于一個(gè)恒定電源。所以電源單元設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)功能至關(guān)重要。汽車電池的電壓是12v,本系統(tǒng)需12v、5v、3.3v及可調(diào)電源備用。繼電器工作電壓12V;單片機(jī)工作電壓3.3V,采用TPS70633作為穩(wěn)定電壓,GPS模塊與GSM模塊工作電壓5V,且GSM工作時(shí)需負(fù)載較多的電流才能保證連接穩(wěn)定，原本需采用LM2576-5.0供電5伏。LM2576系列芯片為半導(dǎo)體公司制造，輸出電流為3A,降壓穩(wěn)壓集成電路。LM2576由放大器、比較器、熱關(guān)斷、電流限制電路、內(nèi)部穩(wěn)壓器電路、參考穩(wěn)壓器等組成。其能耗很低，需要散熱器小甚至可忽略。圖3.4所示是控制部分的電源電路。圖3.4控制部分電源電路第3.6節(jié)加速度傳感器接口電路加速度計(jì)與系統(tǒng)相連，主要用于探測(cè)汽車的不正常運(yùn)動(dòng)，所以在汽車不正常運(yùn)行過程中，不論在東西向、南北向或垂直方向上運(yùn)動(dòng)，傳感器均要對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)。經(jīng)過對(duì)電路參數(shù)的對(duì)比分析，本系統(tǒng)選用MMA7660FC為運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器。所述傳感器為3軸加速度傳感器。MMA7660FC有3種工作模式可供選擇：待機(jī)、活動(dòng)、關(guān)機(jī)。這三種模式的工作電流相對(duì)較小，從而降低了功耗。關(guān)機(jī)模式下的電流消耗為0.4μA，待機(jī)模式下的電流消耗為2μA，活動(dòng)模式下的采樣速度為1/s，唯一的電流消耗為47μA。當(dāng)MMA7660FC加速器傳感器完成加速信號(hào)的轉(zhuǎn)換后，INT（中斷引腳）將產(chǎn)生低電平。這時(shí)微控制器可從I2C總線上獲取加速度有關(guān)參數(shù)。操作簡(jiǎn)單便捷，易于實(shí)施。圖3.5是MMA7660FC加速度傳感器的電路。圖3.5加速度傳感器電路第3.7節(jié)震動(dòng)傳感器電路模塊當(dāng)汽車搖晃的時(shí)候，該系統(tǒng)自動(dòng)給目標(biāo)手機(jī)發(fā)送信息，其傳感器電路如圖3.6中所描述的那樣，其工作流程如下所示：1.未檢測(cè)到外部振動(dòng)時(shí)；傳感器產(chǎn)生低電平信號(hào)，綠色指示燈點(diǎn)亮；2.當(dāng)檢測(cè)到振動(dòng)時(shí)，傳感器輸出高電平信號(hào)并關(guān)閉綠色指示燈。3.傳感器直接連接到SMT32，用于直接檢測(cè)高電平和低電平信號(hào)。圖3.6震動(dòng)傳感器電路第3.8節(jié)執(zhí)行部分電路設(shè)計(jì)本電路具有以下作用：當(dāng)汽車出現(xiàn)異常情況，使用者手機(jī)可發(fā)送信息，從而導(dǎo)致汽車不能正常行駛和失竊，配合GPS和其他定位設(shè)備顯著增強(qiáng)汽車防盜性能。為了控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在行駛過程中停止工作，僅需對(duì)汽車電子噴射系統(tǒng)電源進(jìn)行控制，繼電器即可實(shí)現(xiàn)這一功能。在電子車輛噴射裝置電源上增加常閉繼電器，并可采用繼電器控制方式對(duì)電源進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。然而STM32引腳驅(qū)動(dòng)能力比較弱，所以不能直接驅(qū)動(dòng)繼電器，所以需要中間繼電器來傳遞。中間繼電器接合面見下圖3.7。圖3.7中間繼電器電路第3.9節(jié)GSM電路模塊電源芯片與手機(jī)卡插槽位于后側(cè)，電源接口可接入5V-26V直流電壓，但最大電流要超過2A才能使sim300正常使用。sim300模塊波特率具有自適應(yīng)功能，通常無需設(shè)定，可以根據(jù)所發(fā)波特率對(duì)內(nèi)部波特率進(jìn)行調(diào)整。模塊通電后需要按下復(fù)位按鍵三秒，待藍(lán)燈亮?xí)r松開，這時(shí)sim300就會(huì)正常啟動(dòng)。第3.10節(jié)GPS電路模塊系統(tǒng)采用高性能CPS模塊，靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用方便、接線方便。表3.1GPS模塊接線說明表序號(hào)名稱說明1RXD塊串口接收腳，可接單片機(jī)的TXD2TXD模塊串口發(fā)送腳，可接單片機(jī)的RXD3GND地4VCC電源2.7V-5.0V此外模塊還自帶狀態(tài)指示燈PPS。指示燈與UBLOXNEO-6M中TIMEPULSE接口相連，此接口輸出特性可由軟件進(jìn)行設(shè)定。PPS指示燈，默認(rèn)情況下（未由軟件設(shè)置），有兩種情況：1.持續(xù)點(diǎn)亮，表示設(shè)備已啟動(dòng)，但尚未到達(dá)定位位置。2.閃爍（關(guān)閉100毫秒，持續(xù)900毫秒），表明已成功安裝設(shè)備。PPS指示器可用于輕松評(píng)估設(shè)備的當(dāng)前狀況，以便于使用。ATK-NEO-6M預(yù)設(shè)采用NMEA-0183協(xié)議來輸出GPS定位數(shù)據(jù)并可采用UBX協(xié)議對(duì)其進(jìn)行分配。通過ATK-NEO-6MGPS模塊，任何單片微型計(jì)算機(jī)（3.3V/5V電源）都可以很方便地實(shí)現(xiàn)GPS定位，也可以連接到計(jì)算機(jī)上，利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行定位。ATK-NEO-6M-V12GPS模塊的示意圖如圖3.8表示。圖3.8GPS電路圖第3.11節(jié)汽車供油控制模塊當(dāng)高電平進(jìn)入U(xiǎn)LN2003A“IN1”引腳后，輸出引腳“OUT1”會(huì)產(chǎn)生低電壓。作用在繼電器線圈兩端電壓為++12V,0。這時(shí)繼電器的輸出就會(huì)被開啟，從而點(diǎn)火電路動(dòng)作。當(dāng)?shù)碗娖捷斎險(xiǎn)LN2003A的“IN1”引腳時(shí)，“OUT1”輸出端子電壓為I2V，繼電器線圈兩端之間沒有電壓差，即沒有電流流過線圈，可以斷開電源繼電器線圈。具體見圖3.9。圖3.9電路原理圖第3.12節(jié)防盜報(bào)警模塊本系統(tǒng)采用小型單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了GPS模塊，GSM通信模塊之間的通訊。在車輛出現(xiàn)異常的情況下，該系統(tǒng)通過GSM模塊迅速給車輛發(fā)送信息，車主能夠及時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行排查。很遺憾，失車后車主可利用GPS查看汽車位置或發(fā)現(xiàn)失竊汽車。車上裝有電子防盜警報(bào)器，可制止小偷的行為。在汽車無振動(dòng)和異常運(yùn)動(dòng)的情況下，事故燈不發(fā)出信號(hào)，在無電流流過的情況下汽車?yán)炔粓?bào)警。在汽車受震動(dòng)或者異常移動(dòng)的情況下，事故燈發(fā)出信號(hào)并通過汽車?yán)葓?bào)警。當(dāng)車輛被盜狀態(tài)得到確認(rèn)后，光禍維持十秒鐘的警報(bào)信號(hào)，這時(shí)TC35會(huì)由單片機(jī)STM32進(jìn)行控制并向車主發(fā)送信息。隨后，車主就是否鎖車進(jìn)行了判斷。具體見圖3.10。圖3.10光耦驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路原理圖第3.13節(jié)復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì)復(fù)位電路介紹：鑒于實(shí)際應(yīng)用情況較為復(fù)雜，為了避免微控制器工作時(shí)不能正常復(fù)位而造成不能正確地記錄目前水表數(shù)值，故在本設(shè)計(jì)中采用了專門的3.0V/3.3V低功耗微處理器監(jiān)控電路SP708S。電路設(shè)計(jì)如圖3.11。圖3.11系統(tǒng)上電復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì)

第4章系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第4.1節(jié)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主控制單元在整個(gè)系統(tǒng)中處于核心地位，對(duì)有關(guān)單元進(jìn)行分配、控制、管理。在每個(gè)單元設(shè)備上執(zhí)行初始化操作，首先是防御臂，如部署不成功，警報(bào)不起作用，部署成功，警報(bào)被激活，傳感器啟動(dòng)探測(cè)，對(duì)傳感器進(jìn)行取樣，取樣異常，取樣持續(xù)，取樣正常，GSM單元調(diào)用，與GPS單元相連，調(diào)用中繼單元。其中GPS模塊與中繼單元之間還由用戶的指令控制來執(zhí)行。主程序流程圖見圖4.1。圖4.1主程序流程第4.2節(jié)傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)傳感器單元在系統(tǒng)防盜系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。設(shè)備初始化開始后，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)下啟動(dòng)，處理器將持續(xù)對(duì)傳感器狀態(tài)進(jìn)行查詢。所述系統(tǒng)與所述振動(dòng)傳感器相連。在有振動(dòng)的情況下傳感器輸出高電平。當(dāng)處理器探測(cè)到高電平信號(hào)時(shí)，則進(jìn)行對(duì)應(yīng)運(yùn)算。它的軟件設(shè)計(jì)流程圖見圖4.2。圖4.2傳感器模塊程序流程圖第4.3節(jié)GSM通信模塊軟件設(shè)計(jì)與GSM任務(wù)相關(guān)的過程包括啟動(dòng)GSM設(shè)備，處理SMS和發(fā)送SMS。在此詳細(xì)介紹部分功能模塊的設(shè)計(jì)。4.3.1GSM任務(wù)處理過程整個(gè)軟件設(shè)計(jì)中，GSM的有關(guān)處理都是通過主程序指派給計(jì)劃任務(wù)來完成。GSM任務(wù)程序流程圖見圖4.3：微控制器須與GSM串行端口相連，通過串行端口運(yùn)行來控制裝置。首先判斷是否配置了GSM模塊（如果沒有被配置，該裝置不能接受移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。組態(tài)成功之后，可對(duì)SMS進(jìn)行接收處理，再關(guān)閉GSM串行端口，退出工作。若沒有配置，格式化之后需讓它收到短消息。圖4.3GSM任務(wù)流程圖4.3.2發(fā)送短信息處理過程在SMS發(fā)送程序中，其過程見圖4.4。發(fā)送SMS應(yīng)用程序意味著向GSM單元發(fā)送AT命令“AT+CMGS=\”數(shù)字“\r”，其中數(shù)字是接收SMS的手機(jī)號(hào)，如果GSM單元在發(fā)送短消息時(shí)允許接收此短信，則該字母將返回“>短消息內(nèi)容會(huì)被發(fā)送給GSM單元。如不返回“>”，則需要重新發(fā)送SMS應(yīng)用程序。在程序設(shè)計(jì)中，這不是無限循環(huán)。發(fā)送5次后，如果設(shè)備仍然無響應(yīng)，請(qǐng)?jiān)O(shè)置全局變量以指示需要初始化設(shè)備。能夠確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。圖4.4發(fā)送短信息流程圖4.3.3接收并處理短信息本模塊為GSM任務(wù)核心中的一個(gè)。它的程序流程圖見圖4-5。短信處理時(shí)，對(duì)短信關(guān)鍵詞進(jìn)行判斷以達(dá)到短信處理是否合理。所設(shè)計(jì)命令代碼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。圖4.5短消息處理流程圖第4.4節(jié)GPS模塊軟件設(shè)計(jì)4.4.1GPS任務(wù)處理過程與GPS打交道的工作是該系統(tǒng)工作中的一項(xiàng)。其功能是從串行端口讀取GPS信號(hào)信息，確定是否檢測(cè)到并定位了GPS信號(hào)，如果是，則獲取GPS位置，速度，時(shí)間數(shù)據(jù)和其他信息。若否，則持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)查詢。GPS任務(wù)流程圖見圖4.6。圖4.6GPS任務(wù)流程圖4.4.2GPS接收機(jī)初始化GPS接收器一定要配置到整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)過程中，也就是GPS接收器被設(shè)定到規(guī)定的運(yùn)行狀態(tài)下。本設(shè)計(jì)GPS接收器只輸出指定位置格式且速率設(shè)定19200b/s。程序流程圖見圖4.7。由于GPS模塊的默認(rèn)速率為4800b/s，因此要設(shè)置GPS接收器，應(yīng)將串行端口速率設(shè)置為4800b/s，以便可以正確設(shè)置GPS模塊。圖4.7GPS初始化流程圖4.4.3GPS數(shù)據(jù)的接收和處理當(dāng)GPS接收器被啟動(dòng)并且被正確地設(shè)定好之后，只需在此期間電源不間斷，GPS接收器便開始不斷地將GPS數(shù)據(jù)從串行端口送出。所以當(dāng)你需要收到GPS數(shù)據(jù)的時(shí)候，只要將GPS接收器與處理器串行端口相連就可以得到GPS數(shù)據(jù)。經(jīng)由串行端口接收數(shù)據(jù)保存于ReceiveBuffer數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。為了得到完整GPS數(shù)據(jù)需要對(duì)ReceiveBuffer長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)定。僅查看GPS模塊，ReceiveDatasize的值應(yīng)設(shè)置為GPS數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度的雙倍。程序流程圖見圖4.8。圖4.8GPS數(shù)據(jù)接收和處理

第5章系統(tǒng)測(cè)試方案通過對(duì)GSM模塊、GPS模塊、振動(dòng)傳感器和繼電器模塊的測(cè)試，說明各模塊能夠?qū)崿F(xiàn)各自的功能，但是系統(tǒng)能否完成所設(shè)計(jì)要求的防盜報(bào)警功能，還需要對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行測(cè)試。第5.1節(jié)GSM模塊測(cè)試（1）測(cè)試條件:GSM模塊、串口調(diào)試助手軟件、SIM卡一張(插入系統(tǒng)的SIM卡座中)將電話卡裝入底面的電話卡插槽。把電源接入電源接口，按下電源開關(guān)，此時(shí)電源指示燈亮，證明電源正常了。（2）測(cè)試儀器:5V-2A電源、帶串口的電腦一臺(tái)；（3）測(cè)試方法:GSM模塊要通過串口跟電腦連接，打開串口調(diào)試助手。①短信模式設(shè)置:手動(dòng)發(fā)送AT+CMGF=1回車，數(shù)據(jù)接收為AT+CMGF=1。測(cè)試如圖5.1所示。圖5.1短信模式設(shè)置②選擇TE特性設(shè)置:手動(dòng)發(fā)送AT+CSCS="GSM’回車‘?dāng)?shù)據(jù)接收為OK.測(cè)試如圖5.2所示。圖5.2TE特性設(shè)置③寫手機(jī)號(hào):手動(dòng)發(fā)送AT+CMGS="+8615290081523’回車.數(shù)據(jù)接收為:AT+CMGS="+8615037123156"圖5.3寫手機(jī)號(hào)④發(fā)送短信息內(nèi)容:手動(dòng)發(fā)送HELLO~回車。接收數(shù)據(jù):+CMGS:33測(cè)試如圖5.4所示。圖5.4發(fā)送短信信息內(nèi)容（5）數(shù)據(jù)測(cè)試及結(jié)果分析:通過以上的測(cè)試，短信的發(fā)送和接收過程可以通過串口調(diào)試軟件，在調(diào)試串口顯示處理，表明GSM模塊工作正常。第5.2節(jié)GPS模塊設(shè)計(jì)(1)測(cè)試條件:GPs模塊(2)測(cè)試儀器:5V-2A電源或電池，STM32實(shí)驗(yàn)開發(fā)板;(3)測(cè)試方法:把測(cè)試程序下載到實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的芯片里，GPS模塊的四個(gè)接口分別接到開發(fā)板上。測(cè)試前將模塊放置到靠近窗戶的位置或者戶外，上電后藍(lán)色指示燈亮，觀察藍(lán)色指示燈均勻閃爍，說明模塊定位成功。(4)數(shù)據(jù)測(cè)試及結(jié)果分析:在液晶屏上顯示經(jīng)度為:東經(jīng)109.12102，緯度為北緯21.48297;高度為45.7m所接受到的定位信息最終在開發(fā)板的顯示屏上。通過測(cè)試，只要GPS模塊定位成功，經(jīng)緯度信息就是可以實(shí)時(shí)、快速地在屏幕上顯示處理。這些成果都是由STM32控制器的強(qiáng)大處理數(shù)據(jù)能力帶來的。第5.3節(jié)振動(dòng)傳感器測(cè)試(1)測(cè)試條件:給振動(dòng)傳感器周圍一個(gè)振動(dòng)。(2)測(cè)試儀器:5V-2A電源;(3)測(cè)試方法:模塊上電后輕輕敲打振動(dòng)傳感器。(4)數(shù)據(jù)測(cè)試及結(jié)果分析:此時(shí)振動(dòng)傳感器接收到信號(hào)后產(chǎn)生一個(gè)高電平，指示燈亮。表明系統(tǒng)振動(dòng)傳感器模塊工作正常。如圖5.5所示圖5.5指示燈信號(hào)

第6章總結(jié)為解決市面上傳統(tǒng)自動(dòng)防盜設(shè)備易受干擾、防盜效果弱等不足，設(shè)計(jì)出基于網(wǎng)絡(luò)車輛防盜系統(tǒng)。完成的主要工作有：（1）本文對(duì)汽車防盜系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，闡述了它的優(yōu)點(diǎn)和防盜系統(tǒng)存在的不足，在未來發(fā)展過程中利用好現(xiàn)在的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避現(xiàn)在的不足。（2）按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及圖表可以將該系統(tǒng)劃