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1、I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書課題名稱課題名稱 基于 GPS 和 GSM 的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘要隨著汽車數(shù)量的快速增加，汽車防盜產(chǎn)品的需求越來越大。目前市場(chǎng)上普遍使用的電子式汽車防盜產(chǎn)品作用范圍小、可靠性低、誤報(bào)率高且噪聲污染大；而基于 GPS全球定位系統(tǒng)和 GSM 公眾網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜產(chǎn)品雖然其可靠性高，但是需要有監(jiān)控中心的服務(wù)，需要繳納入網(wǎng)費(fèi)，造成車主防盜成本增高，導(dǎo)致在中低檔轎車上的使用率還很低。針對(duì)這些問題，提出一種基于 GPS 和 GSM 的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)以單片機(jī)為主控芯片，采用 SIM908 GSM/GPRS/GPS 一體化模塊，利用 GPS 全球

2、定位系統(tǒng)和GSM 無線通信業(yè)務(wù)及短消息業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了汽車的遠(yuǎn)程遙控、短信報(bào)警和定位追蹤等功能，作用范圍廣，可靠性高且無噪聲污染，并且不需要監(jiān)控中心，降低了防盜成本。關(guān)鍵詞：汽車防盜系統(tǒng)；GSM；GPS；SIM908；單片機(jī)IIIAbstractWith the rapid increase in the number of cars, more and more demand on automotive anti-theft products. On the market at present commonly used electronic automotive anti-theft pr

3、oducts scope is small, low reliability, high rate of false positives and noise pollution; And based on GPS global positioning system (GPS) and GSM car alarm the public network product even though its high reliability, but need has the service of the monitoring center, need to pay it, cause the owner

4、 security costs increased, low-standard cars in use is still very low. To solve these problems, put forward a design scheme based on GPS and GSM car alarm system. System with the single chip processor as the master control chip, adopts SIM908 GSM/GPRS/GPS integration modules, using GPS global positi

5、oning systems and GSM wireless communication service and short message services, design and realize the remote control car, SMS alarm and location tracking, and other functions, wide scope, high reliability and no noise pollution, and does not require the monitoring center, reduce security costs.Key

6、 words: car security system；GSM；GPS；SIM908；MicrocontrollerIII目錄摘要 .IABSTRACT .II1 緒論 .11.1 課題背景 .11.2 汽車防盜器的發(fā)展概況 .11.3 課題研究目的和意義 .22 課題研究相關(guān)技術(shù) .32.1 GPS 全球定位系統(tǒng).32.1.1 GPS 構(gòu)成.32.1.2 GPS 原理.42.2 GSM 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng).42.2.1 GSM 發(fā)展歷史.42.2.2 短信息業(yè)務(wù)（SMS） .52.3 單片機(jī)技術(shù) .52.3.1 單片機(jī)概念 .52.3.2 單片機(jī)的特點(diǎn) .52.3.3 ATMEL 89 系列單

7、片機(jī).53 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .73.1 系統(tǒng)功能需求分析 .73.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .74 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .104.1 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .104.2 SIM908 模塊及其外圍電路.114.2.1 SIM908 模塊簡(jiǎn)介.114.2.2 SIM908 對(duì)外接口電路.124.3 單片機(jī)外圍接口電路 .144.3.1 SD 卡接口電路.145 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .16V5.1 短信的發(fā)送與接收程序 .175.2 GPS 數(shù)據(jù)接收程序與分解.176 系統(tǒng)調(diào)試與分析 .20結(jié)束語 .22致謝 .23參考文獻(xiàn) .24附錄 .25附錄 1 系統(tǒng)總電路圖.25附錄 2 系統(tǒng)程序.261

8、1 緒論1.1 課題背景自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車這種高端消費(fèi)品已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，成為普通老百姓家中的私人交通工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011 年全國私家車擁有量為 7326.79 萬輛。隨著汽車市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，汽車用品市場(chǎng)發(fā)展快速，汽車用品琳瑯滿目，如汽車座套、疝氣燈、真皮座椅、倒車?yán)走_(dá)、電子狗、GPS 導(dǎo)航儀、汽車美容用品等。在注重汽車的外觀、舒適度的同時(shí)，車主們最關(guān)注的還是車輛的安全問題。龐大的汽車擁有量吸引了盜賊的眼球，盜竊目標(biāo)由室內(nèi)貴重物品轉(zhuǎn)向汽車，汽車盜竊案以驚人的速度上升，盜竊手段變得日益高明。因此，汽車防盜成為車主們非常關(guān)心的話題，汽車防盜器成為

9、了汽車的必需品。汽車擁有量尤其是私家車擁有量的快速增加促使汽車防盜產(chǎn)品的需求大大增加，而科技的進(jìn)步使得防盜性能可靠、使用方便、價(jià)格便宜的汽車防盜產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)成為了現(xiàn)實(shí)。最初的防盜裝置是機(jī)械防盜鎖，但其技術(shù)含量低、笨重，以逐漸被淘汰。目前流行的是電子式防盜器，俗稱電子狗，其使用簡(jiǎn)便、安全可靠。汽車防盜器的高性能化得益于科技的快速發(fā)展和普及。傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得汽車防盜器的靈敏度大大提高，汽車像是安裝了眼睛和耳朵，對(duì)車內(nèi)以及車附近進(jìn)行有效的監(jiān)控。無線通信技術(shù)的發(fā)展，使得車主能在較大的范圍內(nèi)對(duì)車進(jìn)行監(jiān)控，而 GSM 無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得車主能在全國乃至全球范圍內(nèi)對(duì)愛車進(jìn)行監(jiān)控。隨著微處理器的快速發(fā)

10、展，汽車防盜器的微型化、智能化成為了現(xiàn)實(shí)。GPS 全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，使得車主能在全球范圍內(nèi)對(duì)愛車進(jìn)行監(jiān)視和定位追蹤。 1.2 汽車防盜器的發(fā)展概況目前汽車防盜器可分為四類：機(jī)械式防盜裝置、電子式防盜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)和生物識(shí)別防盜系統(tǒng)。早期的汽車防盜器主要是機(jī)械式的防盜鎖，主要由根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)特制的鎖和鑰匙組成。機(jī)械式的防盜鎖利用防盜鎖的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來鎖定油門、離合、制動(dòng)、車輪及轉(zhuǎn)向盤等以達(dá)到防盜的目的，其價(jià)格便宜、安裝簡(jiǎn)便，但需經(jīng)常拆裝、可靠性低。電子式汽車防盜器是目前市場(chǎng)上使用比較普遍的防盜裝置。這種類型的產(chǎn)品種類繁多，主要由無線發(fā)射器、各類聲光傳感器以及汽車的 ECU 系統(tǒng)構(gòu)成。車主

11、通過無線發(fā)射器與本車的 ECU 系統(tǒng)通信，可以切斷點(diǎn)火線圈或供油回路，防止汽車被非法啟動(dòng)。汽車上安裝的聲光報(bào)警器可以在汽車的車門、后備箱蓋、前機(jī)艙蓋被強(qiáng)行開2啟時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，并通過無線發(fā)射器通知車主。電子式防盜器價(jià)格適中、使用方便、可靠性較高，但誤報(bào)率高，噪聲污染的，防盜范圍有限?，F(xiàn)在比較新型、可靠性更高的是網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)是集 GSM 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)和 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)于一體的高科技防盜產(chǎn)品，它通過 GPS 全球定位系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行定位和跟蹤，并通過 GSM 公共網(wǎng)絡(luò)將車輛信息傳送給監(jiān)控中心和車主，是一種主動(dòng)監(jiān)護(hù)式防盜器。萬一車輛被盜，可以通過 GPS 迅速找回被盜車輛

12、。網(wǎng)絡(luò)式徹底解決了普通防盜器無法解決的距離限制和易于破解的難題，但需要支付服務(wù)費(fèi)、且車主隱私得不到保護(hù)。最后一種是比較高端的生物識(shí)別防盜系統(tǒng)，其主要產(chǎn)品有汽車指紋啟動(dòng)控制器。利用人體指紋的唯一性，將車主指紋信息收集起來，汽車啟動(dòng)前先進(jìn)行指紋比對(duì)，只有核實(shí)身份后才能啟動(dòng)。其安全性很高、車輛不易被盜，但價(jià)格昂貴。1.3 課題研究目的和意義 汽車的安全問題是車主們最關(guān)系的問題，汽車防盜器成為了必需品。但任何商品都講究性價(jià)比。汽車的油耗、養(yǎng)護(hù)、管理等是一筆不少的開支，所以在汽車的防盜開支上，車主們都會(huì)精打細(xì)算。目前機(jī)械式防盜鎖由于其笨重、使用不便且防盜效果差已逐漸被淘汰。電子式防盜器因其方便可靠且價(jià)格

13、便宜已經(jīng)得到普及，而網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)由于成本較高，縱然性能可靠、防盜范圍廣，還是得不到廣泛的使用。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是解決電子式防盜器防盜范圍小、噪聲大和網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)成本高的問題。本系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）防盜范圍廣，能遠(yuǎn)距離控制汽車和獲取汽車信息。電子式防盜器采用的無線遙控器覆蓋范圍小，遙控器離開車較遠(yuǎn)時(shí)就會(huì)失效。而本系統(tǒng)依托 GSM 公眾網(wǎng)，覆蓋范圍廣，能在全球范圍內(nèi)獲取愛車的信息。（2）能對(duì)車輛進(jìn)行定位和追蹤。利用 GPS 全球點(diǎn)位系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)獲取車輛的位置信息。 （3）開發(fā)成本低。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)都采用比較高級(jí)的微處理器作為主控芯片，芯片成本和技術(shù)成本都較高。本系統(tǒng)采用單片機(jī)為主控芯片

14、，芯片便宜，開發(fā)簡(jiǎn)單。 （4）無需監(jiān)控中心。這是本課題要解決的主要問題。目前網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)都需要監(jiān)控中心的支持，使得防盜成本大大提高。而本系統(tǒng)將位置信息數(shù)據(jù)庫存在 SD 卡中，只要從 GPS 模塊中獲取坐標(biāo)，就能在數(shù)據(jù)庫中獲取位置信息，無需監(jiān)控中心就能實(shí)時(shí)獲取車輛的位置信息，大大降低了防盜成本。32 課題研究相關(guān)技術(shù) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，汽車防盜產(chǎn)品也在快速地更新?lián)Q代。目前，汽車防盜產(chǎn)品正向高科技化、功能多樣化和微型化發(fā)展。只有掌握當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才能設(shè)計(jì)出滿足當(dāng)代社會(huì)需求的產(chǎn)品。本課題研究涉及當(dāng)今較為先進(jìn)和熱門的 GPS 全球定位系統(tǒng)，GSM 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)和單片機(jī)技術(shù)。2.1 GP

15、S 全球定位系統(tǒng)GPS 是英文 Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱，是利用 GPS 定位衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。2.1.1 GPS 構(gòu)成GPS 全球定位系統(tǒng)由空間部分，地面控制部分和用戶設(shè)備部分構(gòu)成。(1)空間部分GPS 的空間部分由距地表 20200km 的上空的 24 顆衛(wèi)星組成（21 顆工作衛(wèi)星，3 顆備用衛(wèi)星），運(yùn)行周期為 12h。衛(wèi)星均勻分布在 6 個(gè)軌道面上（每個(gè)軌道面 4 顆），軌道傾角為 55。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到 4 顆以上的衛(wèi)星，并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息，這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?/p>

16、。(2)地面控制部分地面控制部分由一個(gè)主控站 ,5 個(gè)全球監(jiān)測(cè)站和 3 個(gè)地面注入站組成。監(jiān)測(cè)站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測(cè)量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。監(jiān)測(cè)站將取得的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù) ,經(jīng)過初步處理后 ,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測(cè)站收集跟蹤數(shù)據(jù) ,計(jì)算出衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù) ,然后將結(jié)果送到 3 個(gè)地面注入站。注入站將主控站修正過的衛(wèi)星參數(shù)注入到衛(wèi)星中。主控制站位于美國科羅拉多州法爾孔空軍基地 （Falcon .Colorado）。五個(gè)監(jiān)測(cè)站位于科羅拉多州（Colorado）、卡瓦加蘭（Kwajalein）、迭戈加西亞(Diego Garcia)、阿松森群島(Ascensi

17、on)和夏威夷(Hawaii)。三個(gè)地面注入站分別位于卡瓦加蘭（Kwajalein）、迭戈加西亞(Diego Garcia)、阿松森群島(Ascension)。(3)用戶設(shè)備部分4用戶設(shè)備部分也就是 GPS 信號(hào)接收機(jī)。接收機(jī)由硬件和內(nèi)置軟件組成，內(nèi)置軟件包含定位算法。 GPS 接收機(jī)能夠按一定的截角捕獲待測(cè)衛(wèi)星，然后跟蹤這些待測(cè)衛(wèi)星。接收機(jī)內(nèi)置有微處理器和定位算法，只要從待測(cè)衛(wèi)星獲取一定量的信息就能夠算出位置信息。接收機(jī)捕獲待測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)量出接收機(jī)到衛(wèi)星偽距變化率，并解調(diào)出該衛(wèi)星的其他數(shù)據(jù)，如時(shí)間、軌道等信息。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)就可以利用內(nèi)置有微處理器和定位算法解算出用戶的經(jīng)緯度、海拔、

18、速度、航行等信息。2.1.2 GPS 原理GPS 全球定位系統(tǒng) 的基本原理是根據(jù)記錄導(dǎo)航衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間傳遞信號(hào)所經(jīng)歷的時(shí)間，計(jì)算出導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶接收機(jī)的距離，再綜合多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的位置信息就可以計(jì)算出用戶接收機(jī)的實(shí)時(shí)位置、航向和速度等信息。衛(wèi)星的數(shù)據(jù)記錄在星載時(shí)鐘上。 GPS 導(dǎo)航衛(wèi)星在正常工作時(shí)會(huì)連續(xù)地發(fā)射導(dǎo)航電文，導(dǎo)航電文使用偽隨機(jī)碼（偽碼）發(fā)送。 GPS 衛(wèi)星使用兩組偽碼，一組稱為 C/A 碼( Coarse/ Acquisition Code)，頻率為 1.023MHz ，另一組稱為 P 碼(Precise Code) ，頻率為 10.23MHz。由于導(dǎo)航衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間有大氣

19、層的干擾，所以測(cè)量出的距離不是真實(shí)距離，而是偽距（ PR），這樣的測(cè)量稱為偽距測(cè)量。偽距測(cè)量可以通過參數(shù)修正提高定位精度。根據(jù)電文使用的偽碼不同，可將偽距分為C/A 碼偽距和P 碼偽距。C/A 碼偽距精度約為 20 米左右，P 碼偽距精度約為 2 米左右。由于 P碼頻率較高且定位精度高，主要給美國軍方使用。 C/A 碼頻率低，容易受到干擾，而且人為地降低了點(diǎn)位精度，主要開放給民間使用。GPS 衛(wèi)星的位置是已知的，而我們可以準(zhǔn)確測(cè)量接收機(jī)到衛(wèi)星之間的距離，那么接收機(jī)肯定在以衛(wèi)星為中心，測(cè)量距離為半徑的圓球上。如果我們測(cè)量接收機(jī)到三顆衛(wèi)星的距離，就可以確定用戶在三個(gè)圓球相交的點(diǎn)上，得出接收機(jī)的位置

20、。此外，由于接收機(jī)的時(shí)鐘與衛(wèi)星的時(shí)鐘系統(tǒng)不是同步的，所以在計(jì)算過程中，要利用測(cè)定第四顆衛(wèi)星，校正接收機(jī)的時(shí)鐘。所以要實(shí)現(xiàn)定位功能，接收機(jī)至少需要獲取四顆衛(wèi)星的信息。2.2 GSM 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM 是英文 Global System of Mobile communication（全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱，是當(dāng)今應(yīng)用最普及的數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)，它已經(jīng)被大多數(shù)國家接受和使用。GSM 用在不同的頻段（900、1800、1900MHz），所有這些都代表了 GSM 技術(shù)的普及性。GSM 系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的使用標(biāo)準(zhǔn)接口，這就允許運(yùn)營(yíng)商可以自行選擇配件，5制造商也可以自行生產(chǎn)專用部件而不必

21、生產(chǎn)整個(gè)系統(tǒng)。GSM 系統(tǒng)的這些優(yōu)勢(shì)使得其繼續(xù)保持良好的發(fā)展勢(shì)頭。2.2.1 GSM 發(fā)展歷史1982 年，“移動(dòng)通信特別小組”在歐洲郵政與電信大會(huì)（CEPT）上成立。1985 年，法國、意大利、英國和德國簽署聯(lián)合開發(fā) GSM 合同。1986 年，歐盟（EU）各國首腦同意為 GSM 安排 900MHz 頻段。1987 年，來自 13 個(gè)國家的 15 個(gè)成員形成諒解備忘錄，確定 GSM 標(biāo)準(zhǔn)的基本產(chǎn)數(shù)。泛歐數(shù)字會(huì)議（PEDC）在英國倫敦召開。1989 年，決定將GSM 作為全球數(shù)字蜂窩系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。1990 年，第一階段 GSM 規(guī)范（1987-1990 年制定）被凍結(jié)，開始 DCS1800 規(guī)范。

22、1992 年，發(fā)送第一條短信（SMS）。2000 年，第一個(gè) GPRS商用業(yè)務(wù)開通。2005 年，第一個(gè) HSDPA 網(wǎng)絡(luò)開通。2007 年，引入 HSUPA 技術(shù)。2.2.2 短信息業(yè)務(wù)（SMS）短信息即 SMS（Short message service），是 GSM 的一項(xiàng)重要的電信業(yè)務(wù)，因?yàn)槠涫褂煤?jiǎn)便且價(jià)格便宜備受廣大手機(jī)用戶的青睞。短消息服務(wù)是通過手機(jī)發(fā)送和接收有限長(zhǎng)度的文本信息的功能。一條短消息可以包含 160 個(gè)英文字母（7-bit 編碼）或70 個(gè)非拉丁字母（16-bit 編碼），如中文漢字或阿拉伯字母等的 Unicode 編碼。隨著無線通信技術(shù)的成熟和用戶的增多，短信業(yè)務(wù)將會(huì)

23、變得越來越便宜，使用短信息的應(yīng)用變得越來越普遍。目前，短信息服務(wù)業(yè)務(wù)提供多樣的短信包月套餐，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的業(yè)務(wù)。2.3 單片機(jī)技術(shù)2.3.1 單片機(jī)概念單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、并行 I/O 口、串行 I/O 口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算機(jī)。這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。單片機(jī)的問世是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)樗恼Q生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。單片機(jī)芯片體積小、6成本低，可廣泛地嵌入

24、到如工業(yè)控制單元、機(jī)器人。智能儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、玩具、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中。2.3.2 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的出現(xiàn)是集成電路技術(shù)與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物。單片機(jī)體積小、價(jià)格低、應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠，因此，單片機(jī)的發(fā)展和普及給工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域帶來了一場(chǎng)重大革命和技術(shù)進(jìn)步。由于單片機(jī)體積小，很容易嵌入到系統(tǒng)之中，以實(shí)現(xiàn)各種方式的檢測(cè)、計(jì)算或控制，而一般的微型計(jì)算機(jī)無法做到。由于單片機(jī)本身就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，因此只要在單片機(jī)的外部適當(dāng)增加一些必要的外圍擴(kuò)展電路，就可以靈活地構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能儀

25、器儀表等。2.3.3 ATMEL 89 系列單片機(jī)89 系列單片機(jī)是 ATMEL 公司的 8 位 Flash 單片機(jī)系列。這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有 Flash 存儲(chǔ)器。因此，在應(yīng)用中有著十分廣泛的前景和用途，特別是在便攜式和省電，特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。89 系列單片機(jī)對(duì)于一般用戶來說，存在下列很明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）內(nèi)部含 Flash 存儲(chǔ)器這就使得系統(tǒng)在開發(fā)的過程當(dāng)中能夠非常簡(jiǎn)便地進(jìn)行程序的修改和調(diào)試，這不僅大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期，而且在系統(tǒng)工作過程中，能夠有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影響數(shù)據(jù)的保存。（2）和 8051 插座兼容89 系列單片機(jī)和

26、 8051 具有相同的引腳定義和排序，因此在使用 89 系列單片機(jī)代替 8051 時(shí)，可以直接進(jìn)行取代。（3）靜態(tài)時(shí)鐘方式與其他單片機(jī)相比，89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，所以可以節(jié)省電能，有利于降低移動(dòng)設(shè)備的功耗，使電源更加耐用。（4）可反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)89 系列單片機(jī)具有可反復(fù)編程的特點(diǎn)，這就允許系統(tǒng)開發(fā)者反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，保證系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。73 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 目前，隨著 GPS 全球定位技術(shù)的開放和普及，基于 GPS 的應(yīng)用越來越普遍。基于GPS 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)的防盜報(bào)警器，依靠監(jiān)控中心對(duì)汽車進(jìn)行定位和追蹤，安全可靠，在發(fā)達(dá)城市已逐漸被接受和使用。然而在縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于監(jiān)控中

27、心的入網(wǎng)費(fèi)用開銷大，還不能被車主接受。所有，不管是大城市還是小城鎮(zhèn)，價(jià)格低廉、可靠的防盜產(chǎn)品的開發(fā)成為了必要。本系統(tǒng)在分析了市場(chǎng)上各類汽車防盜器優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，取其精華，去其糟粕，設(shè)計(jì)出了基于 GPS 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)的新型防盜系統(tǒng)。 3.1 系統(tǒng)功能需求分析本系統(tǒng)具備以下功能：（1）可按需求開關(guān)的聲光報(bào)警功能。電子式防盜器的聲光報(bào)警具有阻嚇盜賊的效果，但同時(shí)造成了很大的噪聲污染。本系統(tǒng)的聲光報(bào)警器可按需求開啟和關(guān)閉，如在居民小區(qū)內(nèi)將其關(guān)閉，在鬧市街頭將其開啟。（2）油門監(jiān)控功能。進(jìn)入防盜狀態(tài)后，將油門電路關(guān)閉，如發(fā)現(xiàn)油門被非法開啟，將啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，短信通知車主，并及時(shí)關(guān)閉油門，防止汽車被

28、盜走。（3）車門監(jiān)控功能。車門被非法開啟時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警。（4）GSM 短信監(jiān)控。利用 GSM 的短信業(yè)務(wù)對(duì)車輛監(jiān)控，價(jià)格便宜，防盜范圍廣。8（4）GPS 定位追蹤。GPS 能實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的定位和追蹤，萬一車輛被盜，可方便將車輛追回。（5）內(nèi)置位置信息數(shù)據(jù)庫，無需入網(wǎng)就可以獲得車輛的具體位置。本系統(tǒng)將位置信息數(shù)據(jù)庫存放在大容量的 SD 卡中，只要從 GPS 模塊獲得當(dāng)前位置的坐標(biāo)，即可以在數(shù)據(jù)庫中提取出相應(yīng)的位置，是車主直觀地了解愛車的位置。SD 卡中的數(shù)據(jù)可根據(jù)需求進(jìn)行更新。3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)基于 GPS 和 GSM 網(wǎng)絡(luò)的新型網(wǎng)絡(luò)式汽車防盜系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 3-1 所示。系統(tǒng)由車載模塊和

29、用戶手機(jī)組成，依靠 GPS 全球定位系統(tǒng)獲取車輛位置信息，依托 GSM全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)車載模塊的遠(yuǎn)程控制和獲取信息。本課題主要是對(duì)車載模塊的研究和設(shè)計(jì)，根據(jù)圖 3-1 可知，系統(tǒng)的車載模塊由單片機(jī)控制系統(tǒng)、SIM908 模塊、穩(wěn)壓電路、SD 卡存儲(chǔ)設(shè)備和其他外圍監(jiān)控報(bào)警電路組成。（1）單片機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)采用 ATMEL 公司的 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片。主控系統(tǒng)分為主機(jī)和從機(jī)，分別完成如下功能： 主機(jī)完成對(duì)各類傳感器采集到的信號(hào)的處理和判斷，以做出準(zhǔn)確的響應(yīng)。9穩(wěn)壓電路 SIM908從 AT89C55AT89C52主主GPS模塊GSM模塊SD卡位置信息數(shù)庫車門監(jiān)控電路油門監(jiān)

30、控電路聲光報(bào)警電路GSM網(wǎng)絡(luò)GPS全球定位系統(tǒng)用戶手機(jī)車載模塊圖 3-1 汽車防盜系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖主機(jī)通過串口控制 SIM908 模塊，完成 GSM 和 GPS 功能的初始化，接收和發(fā)送短信息。主機(jī)完成單片機(jī)和 GSM 模塊之間的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換，包括將要發(fā)送的短信內(nèi)容轉(zhuǎn)換成 GSM 模塊能夠識(shí)別的格式以及將接收到的短信包解析成系統(tǒng)能夠識(shí)別的信息或命令。 主機(jī)完成對(duì)車門，油門的檢測(cè)和控制。 主機(jī)完成對(duì)聲光報(bào)警電路的控制。 主機(jī)通過從機(jī)獲取位置信息。從機(jī)通過串口從 SIM908 的 GPS 模塊獲取 GPS 信息并解析成有用的經(jīng)緯度、高度等信息，并從 SD 卡中提取位置信息，然后傳給主機(jī)。（2）S

31、IM908 模塊系統(tǒng)采用 SIM908 模塊作為 GPS 和 GSM 模塊。SIM908 具有集成度高、體積小、功能完善等特點(diǎn)。SIM908 通過串口與單片機(jī)通信。該模塊實(shí)現(xiàn)如下功能：利用 GSM 模塊實(shí)現(xiàn)短信息的接收和發(fā)送。利用 GPS 模塊實(shí)現(xiàn)定位功能。10通過 GSM 串口接收 AT 指令、數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息給主控芯片；通過 GPS串口將 GPS 信息傳遞給單片機(jī)。（3）穩(wěn)壓電路系統(tǒng)采用汽車蓄電池為供電電源，利用降壓穩(wěn)壓器件構(gòu)成穩(wěn)壓電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的+5V 和+3.3V 輸出。（4）SD 卡存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)使用 SD 卡存儲(chǔ)大容量的地圖位置信息數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)得以將不直觀的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換成直

32、觀的地標(biāo)。（5）其他外圍監(jiān)控報(bào)警電路。其他外圍監(jiān)控報(bào)警電路包括油門監(jiān)控、車門監(jiān)控和聲光報(bào)警電路，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)油門、車門的監(jiān)視和控制，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路。114 系統(tǒng)硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.1 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)以汽車蓄電池為主電源，并有備用電池以確?？煽俊Ｏ到y(tǒng)需要+5V 和+3.3V穩(wěn)壓直流電，+5V 供應(yīng)單片機(jī)和 SIM908 模塊使用，+3.3V 供應(yīng) SIM908 模塊和 SD 卡存儲(chǔ)設(shè)備使用。汽車蓄電池電壓為+12V，需要使用降壓和穩(wěn)壓電路進(jìn)行降壓和穩(wěn)壓。系統(tǒng)采用 LM2576S-5.0 降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源控制器以實(shí)現(xiàn)降壓和穩(wěn)壓，得到+5V 電壓。LM2576 相對(duì)普通的三端穩(wěn)壓器是高

33、效的，能夠減少散熱片的面積或者甚至不用散熱器，所以在很多應(yīng)用特別是對(duì)節(jié)能要求很高的移動(dòng)設(shè)備上取代了三端穩(wěn)壓器。LM2576 使用時(shí)僅需要極少的外圍器件，內(nèi)置固定頻率振蕩器和頻率補(bǔ)償電路，使用簡(jiǎn)便。系統(tǒng)+5V 穩(wěn)壓電源電路如圖 4-1 所示，輸入端接汽車蓄電池+12V。輸入端與輸出端分別接 1000uF 和 0.1uF 一大一小電容，以濾除高頻和低頻波紋。輸出端接電感可以很好地控制電壓波紋，避免干擾產(chǎn)生。肖特基二極管 IN5817 起到穩(wěn)壓作用。圖 4-1 系統(tǒng)+5V 穩(wěn)壓電路系統(tǒng)的+3.3V 穩(wěn)壓電路如圖 4-2 所示。采用 AMS1117-3.3 穩(wěn)壓器，輸入+5V，輸出+3.3V。輸入端和

34、輸出端接 0.01uF 電容以濾除高頻波紋，避免干擾產(chǎn)生。二極管12IN4007 反接在輸入和輸出端之間，起到續(xù)流保護(hù)作用，防止電路通斷時(shí)瞬間反向高壓脈沖電流，避免穩(wěn)壓器被擊穿。圖 4-2 系統(tǒng)+3.3V 穩(wěn)壓電路4.2 SIM908 模塊及其外圍電路4.2.1 SIM908 模塊簡(jiǎn)介SIM908 是希姆通信息技術(shù)有限公司的一款為全球市場(chǎng)設(shè)計(jì)，高性能的GSM/GPRS/GPS 三合一模塊。GPS 解決方案提供了最佳的采集和跟蹤靈敏度、時(shí)間修復(fù)(TIFF)和準(zhǔn)確度。因?yàn)槌叽缰挥?30mm x 30mm x 3.2 mm，重量只有 5.2g，所以 SIM908幾乎可以滿足所有用戶的應(yīng)用中對(duì)空間的要

35、求，例如 M2M，智能手機(jī)，掌上電腦，導(dǎo)航儀和其他移動(dòng)設(shè)備。SIM908 模塊供電電壓為 3.2V5.2V，采用節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，所以在睡眠模式下（GPS 模塊關(guān)閉）電流消耗在 1.2mA 以下，支持鋰電池充電。其中 GSM/GPRS 模塊為 4頻模塊，工作頻段為：GSM 850MHz、EGSM 900MH、DCS 1800MHz 和 PCS 1900MHz，SIM908 可以自動(dòng)搜尋四個(gè)頻段，也可以通過 AT 指令預(yù)設(shè)頻段。在 GPS 模塊關(guān)閉狀態(tài)下，每個(gè)頻段的發(fā)射功率分別為 2W（GSM 850 和 EGSM 900）和 1W（DCS 1800和 PCS 1900）。SIM908 采用 AT

36、指令控制，可以通過串口發(fā)送 AT 指令和數(shù)據(jù)。通過 AT 指令可以方便地使用 SIM908 進(jìn)行語音通話、短信息接收和發(fā)送、GPS 定位以及連接 GPRS 網(wǎng)絡(luò)。短信息支持 MT、MO、CB、TEXT 和 PDU 模式。支持電話簿功能，通訊錄管理支持SM、FD、LD、RC、ON、MC 類型。SIM908 模塊引腳圖（俯視圖）如圖 4-3 所示。SIM908 有 80 個(gè)貼片焊盤，提供了模塊和客戶電路板的所有硬件接口。13 串口和調(diào)試口可以幫助用戶輕松地開發(fā)應(yīng)用。 2GPS 串口 兩路音頻接口?？梢酝ㄟ^ AT 指令輕松地進(jìn)行配置。 電源接口 可編程的通用輸入輸出接口（GPIO）。 鍵盤和 SPI

37、 顯示接口可以讓用戶靈活地開發(fā)定制應(yīng)用。 無線接口 SIM908 模塊主要由 GSM 基帶模塊、GPS 模塊、閃存、GSM 射頻模塊、天線接口和其它接口六部分組成。SIM908 模塊功能框圖如圖 4-3 所示。供電模擬基帶數(shù)字基帶電源管理單元SPIRTCGPS接收音頻ADCF Fl la as sh h射射頻頻模擬接口數(shù)字接口SIMUARTKeypad/GPOsPWMsLCDGPSUART圖 4-3 SIM908 模塊功能框圖4.2.2 SIM908 對(duì)外接口電路SIM908 模塊對(duì)外接口電路包括電源接口電路、工作狀態(tài)指示電路、開機(jī)電路、SIM卡接口電路。（1）電源接口電路SIM908 模塊供

38、電電壓范圍為 3.2V5.2V，采用單電源供電，通過 VBAT 引腳（62,62 腳）對(duì)模塊進(jìn)行供電。系統(tǒng)穩(wěn)壓電路輸出為+5V，所以 SIM908 的 VBAT 引腳可14以直接接穩(wěn)壓電路輸出端。在 VBAT 輸入端接一個(gè) 100uF 旁路電容，用以濾除干擾波紋，電容盡可能靠近 VBAT 引腳。 （2）工作狀態(tài)指示電路工作狀態(tài)指示電路包括開機(jī)指示電路和網(wǎng)絡(luò)指示電路。STATUS 引腳（52 腳）的信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)開機(jī)指示燈。當(dāng) SIM908 處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)，開機(jī)指示燈亮。關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，開機(jī)指示燈滅。NETLIGHT 引腳（51 腳）的信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指示燈網(wǎng)絡(luò)指示燈不同的熄滅狀態(tài)表示不同的網(wǎng)絡(luò)狀

39、態(tài)，具體如下：網(wǎng)絡(luò)指示燈 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)熄滅 SIM908 沒有工作64ms 亮/800ms 滅 SIM908 沒有找到網(wǎng)絡(luò)64ms 亮/3000ms 滅 SIM908 連接到網(wǎng)絡(luò)64ms 亮/300ms 滅 SIM908 進(jìn)行 GPRS 通信SIM908 的工作狀態(tài)指示電路如圖 4-4 所示。圖 4-4 工作狀態(tài)指示電路圖 4-5 開關(guān)機(jī)電路（3）開關(guān)機(jī)電路SIM908 模塊的啟動(dòng)和關(guān)閉都可以通過拉低 PWRKEY 引腳（3 腳）電平持續(xù) 1 秒鐘以上，然后恢復(fù)并保持高電平。開關(guān)機(jī)電路如圖 4-5 所示。STATUSNETLIGHTSystemSYNC330R330R15當(dāng)短路帽接 1,2 腳時(shí)，

40、為手動(dòng)開機(jī)狀態(tài)，SIM908 模塊通過 S2 控制開關(guān)機(jī)。當(dāng)短路帽接 2,3 腳時(shí)，為自動(dòng)開機(jī)狀態(tài)，SIM908 模塊只要上電就可以自動(dòng)啟動(dòng)，此時(shí)模塊的關(guān)機(jī)可以通過 AT 指令或關(guān)閉模塊電源實(shí)現(xiàn)。（4）SIM 卡接口電路SIM 卡是英文 Subscriber Identity Module（用戶識(shí)別模塊）的縮寫，通常稱為手機(jī)卡或智能卡。SIM 卡用來存儲(chǔ)手機(jī)用戶的身份識(shí)別信息、用戶電話簿等個(gè)人信息，是手機(jī)用戶的身份證。SIM908 通過 SIM-DATA（17 腳）、SIM-RST（18 腳）、SIM-CLK（19 腳）和 SIM-VDD（20 腳）和 SIM 卡實(shí)現(xiàn)連接。SIM 卡接口定義：

41、SIM-DATA（17 腳）：SIM 卡數(shù)據(jù)輸入輸出口。SIM-RST（18 腳）：SIM 卡復(fù)位。SIM-CLK（19 腳）：SIM 卡時(shí)鐘。SIM-VDD（20 腳）：SIM 供電。可以根據(jù) SIM 卡的類型自動(dòng)選擇輸出電壓，支持1.8V 或 3V SIM 卡。SIM 卡接口電路如圖 4-6 所示。電路中的旁路電容起到濾波、減少干擾的作用。22歐姆電阻串聯(lián)在 I/O 口線中用來匹配 SIM908 模塊和 SIM 卡之間的阻抗。圖 4-6 SIM 卡接口電路164.3 單片機(jī)外圍接口電路本系統(tǒng)采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 為主控芯片。AT89S52 單片機(jī)是一種低功耗高性能的

42、 CMOS 八位微控制器，使用的指令和引腳定義與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 完全兼容。內(nèi)置有 8Kbyte 的 Flash 程序存儲(chǔ)器，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了高密度非易失性存儲(chǔ)，允許程序存儲(chǔ)器反復(fù)在線編程，也適用于常規(guī)編程器。AT89S52 單片為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了高靈活、超高效的解決方案。其應(yīng)用范圍廣，可解決復(fù)雜的控制問題，同時(shí)成本較低。單片機(jī)外圍接口電路包括最小系統(tǒng)電路、油門監(jiān)控電路、車門監(jiān)控電路、聲光報(bào)警電路和 SD 卡接口電路。4.3.1 SD 卡接口電路SD 卡是英文 Secure Digital Memory Card 的簡(jiǎn)稱，在中國普遍稱為內(nèi)存卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新型存

43、儲(chǔ)設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于移動(dòng)便攜式設(shè)備，比如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和多媒體播放器等。SD 卡的引腳定義如下：表 4-1 SD 卡的引腳定義引腳名稱功能1CS片選2DI數(shù)據(jù)輸入3VSS1電源地4VDD電源5SCLK時(shí)鐘6VSS2電源地7DO數(shù)據(jù)輸出8NC9NCSD 卡支持 SD 和 SPI 兩種總線方式，由于 AT89S52 單片機(jī)自帶 SPI 控制器，支持SPI 總線方式，且 SPI 方式開發(fā)成本較低，所以本系統(tǒng)采用 SPI 總線方式實(shí)現(xiàn)對(duì) SD 卡的數(shù)據(jù)讀取。SD 卡的 SPI 總線方式接口電路如圖 4-7。17NCCSDIVSS1VDDSCLKVSS2DONC123456789CSMOSISCLKMI

44、SO+3.3V單片機(jī)50K圖 4-7 SD 卡接口電路 5 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為主控芯片，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)就是對(duì) AT89S52 進(jìn)行編程，控制其外圍電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括短信的接收與發(fā)生程序設(shè)計(jì)、GPS 接收程序設(shè)計(jì)以及監(jiān)控報(bào)警程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)程序流程圖如圖 5-1 所示。18GSM模塊初始化啟動(dòng)GPS模塊并初始化斷開油門鎖住車門Y YN NN NY Y單片機(jī)初始化是否收到防盜指令車門是否被打開油門是否被打開汽車位置是否改變是否接到撤防指令N NN N油門解鎖車門解鎖關(guān)閉GPS模塊是否接到查詢指令是否接到解除報(bào)警指令聲光報(bào)警是否開啟斷開

45、油門，發(fā)送短信報(bào)警信息啟動(dòng)聲光報(bào)警Y YY YN N解除報(bào)警停止發(fā)送報(bào)警信息發(fā)送汽車狀態(tài)信息N NY YY YN NY YY YN N開機(jī)圖 5-1 系統(tǒng)程序流程圖5.1 短信的發(fā)送與接收程序單片機(jī)通過 AT 指令控制 SIM908 實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)，其中與短信收發(fā)的 AT 指令和解析如下：AT+CSMS 選擇消息服務(wù)。支持的服務(wù)有 GSM-MO、SMS-MT 、SMS-CB 。AT+CNMA 新信息確認(rèn)應(yīng)答。19AT+CPMS 優(yōu)先信息存儲(chǔ)。這個(gè)命令定義用來讀寫信息的存儲(chǔ)區(qū)域。AT+CMGF 優(yōu)先信息格式。執(zhí)行格式有 TEXT 方式和 PDU 方式。AT+CSAS 保存設(shè)置。保存+CSAS 和

46、+CSMP 的參數(shù)。 AT+CNMI 新信息指示。這個(gè)命令選擇如何從網(wǎng)絡(luò)上接收短信息。AT+CMGR 讀短信。信息從+CPMS 命令設(shè)定的存儲(chǔ)器讀取。AT+CMGS 發(fā)送信息。 AT+CMGW 寫短信息并存儲(chǔ)。 AT+CMSS 從存儲(chǔ)器中發(fā)送信息。 AT+CSMP 設(shè)置文本模式的參數(shù)。 AT+CMGD 刪除短信息。刪除一個(gè)或多個(gè)短信息。 AT+CSCA 短信服務(wù)中心地址。 AT+WCBM 單元廣播信息標(biāo)識(shí)。 短信的發(fā)送首先要設(shè)置短信的發(fā)送格式，可以通過指令 AT+CMGF=設(shè)置，當(dāng) n=1時(shí)為 TEXT 格式，當(dāng) n=2 時(shí)為 PDU 格式。然后要設(shè)置短信中心號(hào)碼，可以通過 AT+CSCA設(shè)置

47、。接下來設(shè)置發(fā)送的號(hào)碼，可以通過 AT+CMGS 設(shè)置。最后寫入發(fā)送內(nèi)容，然后發(fā)送 0 x1a 啟動(dòng)發(fā)送。短信的接收也要設(shè)置接收的格式，不同的格式接收同一條信息會(huì)有不同的格式，也是通過 AT+CMGF 設(shè)置。然后通過 AT+CNMI 判斷是否收到信息以及信息的存儲(chǔ)位置。最后通過 AT+CMGR 指令在指定位置讀取短信。短信的收發(fā)流程圖如圖 5-2 所示。5.2 GPS 數(shù)據(jù)接收程序與分解單片機(jī)通過串口與 SIM908 的 GPS 串口連接讀取 GPS 的數(shù)據(jù)。默認(rèn)情況下 GPS 模塊是關(guān)閉的，所以從機(jī)要接收 GPS 前，必須通過主機(jī)控制 SIM908 模塊啟動(dòng) GPS 模塊。與GPS 有關(guān)的

48、AT 指令如下：AT+CGPSPWR GPS 電源控制 AT+CGPSRST GPS 復(fù)位模式 AT+CGPSINF 獲得當(dāng)前 GPS 本地信息 AT+CGPSOUT GPS 的 NMEA 數(shù)據(jù)輸出控制 AT+CGPSSTATUS GPS 狀態(tài) AT+CGPSIPR 設(shè)置 TE-TA 固定的本地波特率當(dāng) GPS 模塊啟動(dòng)后，會(huì)不斷向串口發(fā)送 GPS 數(shù)據(jù)，對(duì)于本系統(tǒng)來說，以$GPRMC 開頭的數(shù)據(jù)已足夠使用。計(jì)算機(jī)接收到 GPRS 發(fā)送的數(shù)據(jù)格式為：20$GPRMC，110521.686，A，45450000，N，12638.0000，E, 0.00, 0.00, 210305, *1F。收到

49、這一組數(shù)據(jù)后，將其分解為有用的信息。GPS 數(shù)據(jù)接收與分解程序如圖 5-3 所示。進(jìn)入是否收到發(fā)送短信命令寫發(fā)送內(nèi)容是否發(fā)送成功返回通過串口寫發(fā)送命令到SIM908啟動(dòng)發(fā)送NYNY進(jìn)入是否收到接收短信命令返回通過串口寫接收命令到SIM908判斷短信位置NY是否接收到短信N將短信內(nèi)容讀入緩存發(fā)發(fā)送送接接收收?qǐng)D 5-2 短信的收發(fā)流程圖21進(jìn)入串口是否為GPS數(shù)據(jù)（起始符是否為$GPGGA）？將一個(gè)字節(jié)寫入緩沖器結(jié)束符是否為？檢驗(yàn)和正確否返回設(shè)置存儲(chǔ)接收數(shù)據(jù)的起始地址字節(jié)計(jì)數(shù)器加1NYNYNY圖 5-3 GPS 數(shù)據(jù)接收與分解程序流程圖226 系統(tǒng)調(diào)試與分析 基于 GPS 和 GSM 的汽車防盜系

50、統(tǒng)實(shí)物圖如圖 6-1 所示。采用 LCD1602 顯示器以方便對(duì)現(xiàn)象的觀察。圖 6-1 系統(tǒng)實(shí)物圖調(diào)試步驟:（1）將各個(gè)模塊連接好，連接上電源，打開電源開關(guān)。（2）初始化完成后，主機(jī)的液晶上顯示 alarming is turn off。說明系統(tǒng)沒有處于防盜狀態(tài)。從機(jī)的液晶上顯示 GPS is turn off，說明 GPS 模塊沒有打開。（3）用手機(jī)發(fā)送防盜指令，液晶上顯示 alarming is turn on。說明此時(shí)進(jìn)入防盜狀態(tài)。從機(jī)的液晶上顯示 GPS is turn on，說明 GPS 模塊已經(jīng)打開。（4）進(jìn)入防盜狀態(tài)后，從機(jī)不斷接收并解析 GPS 數(shù)據(jù)，此時(shí)液晶上顯示經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，

51、如圖 6-2 所示.（5）用鍵盤模擬車油門狀態(tài)，按下 S1 說明車油門被非法開啟，此時(shí)主機(jī)模塊發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警，液晶顯示 alarming。同時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào) alarming 和經(jīng)緯度信息 N 24.19 E 109.26 到手機(jī)上。23（6）報(bào)警狀態(tài)下，發(fā)送解報(bào)信號(hào)，主機(jī)停止報(bào)警，液晶顯示 alarming is turn on。發(fā)送撤防信號(hào)，模塊停止防盜，液晶顯示 alarming is turn off。（7）在防盜狀態(tài)下，手機(jī)發(fā)送查詢指令，模塊回復(fù)當(dāng)前位置信息。圖 6-2 當(dāng)前經(jīng)緯度信息本次調(diào)試過程還算比較順利，但也遇到系統(tǒng)上電不穩(wěn)定的問題，與穩(wěn)壓電路模塊的不穩(wěn)定有關(guān)；短

52、信的收發(fā)延遲比較大，與天線的信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)；定位信息有偏差，與天線信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)。本系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的所用功能，尚未實(shí)現(xiàn) SD 卡信息的讀取。24結(jié)束語本次設(shè)計(jì)詳細(xì)分析和總結(jié)了市面上各種類型汽車防盜報(bào)警器優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合市場(chǎng)的消費(fèi)需求，利用目前比較先進(jìn)和熱門的 GPS 全球定位技術(shù)和 GSM 無限通信技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于 GPS 和 GSM 的新型汽車防盜系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機(jī)為主控芯片，通過監(jiān)測(cè)和控制 SIM908 GPRS/GSM/GPS 三合一模塊以及其他外圍監(jiān)控電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車的遠(yuǎn)程遙控和定位追蹤，可以有效地對(duì)汽車進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和防盜。本課題主要研究了 SIM908 的外圍電路設(shè)計(jì)和單片機(jī)通

53、過串口利用 AT 指令控制SIM908 模塊實(shí)現(xiàn)短信息的發(fā)送和接收，GPS 定位信息的接收和解析。 包括穩(wěn)壓電路，SIM908 狀態(tài)指示電路，SIM 卡電路和 RS232 電路；AT 指令，PDU 格式短信的收發(fā)算法，GPS 定位信息的讀取和解析。在本次課題的研究過程中，我的電路基礎(chǔ)知識(shí)和單片機(jī)應(yīng)用能力得到了鞏固和提升，對(duì)尚未接觸過的 GPS 定位技術(shù)和比較陌生的 GSM 無線通信技術(shù)有了較深的了解，熟悉了 SIM908 的外圍電路設(shè)計(jì)和控制，掌握了 PDU 格式信息的收發(fā)程序設(shè)計(jì)。由于本次設(shè)計(jì)的主要研究方向偏向于汽車 GPS 定位和 GSM 遠(yuǎn)程遙控的研究和實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)車門、油門控制電路和聲

54、光報(bào)警電路的硬、軟件設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行研究。25致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)最終完成了，看著桌面上作品，雖然有些功能未能夠?qū)崿F(xiàn)，但我的心情還是愉悅的，是滿足的，同時(shí)也是感激的，因?yàn)檫@個(gè)作品包含著許許多多勞有蘭老師的辛勤付出和耐心教誨。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我都得到了勞老師的指導(dǎo)和幫助。在我迷茫不知道選擇什么課題的時(shí)候，勞老師及時(shí)幫我分析了當(dāng)前熱門的課題以及課題的難度和可行性。在課題的研究過程中，我遇到了很多困難，特別是在遇到瓶頸的時(shí)候，我甚至有放棄的念頭。又是在勞老師耐心教誨和幫助下，我重新獲得了動(dòng)力，解決了許多難題，最終完成對(duì)本系統(tǒng)的研究?，F(xiàn)在，勞老師又在對(duì)的我論文進(jìn)行細(xì)致的查閱和修改。感謝勞老師對(duì)我孜孜不倦的教

55、導(dǎo)，在此，我向您表示最誠摯的敬意和感謝。還要感謝我的同學(xué)和舍友，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們一起學(xué)習(xí)，遇到問題的時(shí)候，我們一起解決。每一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，每一次突破性進(jìn)展，都有你們的幫助。 本次設(shè)計(jì)還得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和幫助，我衷心感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)室、各種實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)試設(shè)備。26參考文獻(xiàn)1章堅(jiān)武. .移動(dòng)通信. .西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2007. .P118-P1662張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社,2010.3余永全.Flash 單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社,1997.4徐愛鈞，彭秀華.單片機(jī)高級(jí)語言 C51 Windows 環(huán)境

56、編程與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社,2001.5閻實(shí). . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). .北京：高等教育出版社,1983. . 6童師白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,1980.7蔡啟先、林川、吳啟明.C 語言程序設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2009.8魏偉、胡瑋、王永清.51 單片機(jī) C 語言開發(fā)與應(yīng)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2010.9何為民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選篇.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2000.10James R. Wright.GPS Composite Clock Analysis.Hindawi Publishing Corporation, 2008.11Lee C Y.

57、Mobile Cellular Telecommunications Systems.New York : McGraw，199027附錄附錄 1 系統(tǒng)總電路圖28附錄 2 系統(tǒng)程序主機(jī)主程序#include unsigned char buf,cout=0,zhuangtai=0,com=0,GSM_info62;/聯(lián)機(jī)unsigned char code AT =ATrn;/GPS 命令unsigned char code CGPSPWR =AT+CGPSPWR=1rn;unsigned char code CGPSRST =AT+CGPSRST=1rn;unsigned char cod

58、e CGPSINF =AT+CGPSINF=128rn;unsigned char code CGPSOUT =AT+CGPSOUT=255rn;unsigned char code CGPSIPR =AT+CGPSIPR=9600rn;unsigned char code CPOWD =AT+CPOWD=1rn;/發(fā)短信unsigned char code CMGF =AT+CMGF=1rn;unsigned char code CSCA =AT+CSCA=+8613800772500rn;unsigned char code CMGS =AT+CMGS=18697907004rn;unsi

59、gned char code alarming =alarming;/收短信unsigned char code CNMI =AT+CNMI=2,1,0rn;unsigned char code CMGR =AT+CNMI=1rn;/打電話unsigned char code ATD =ATD18697907004;rn;unsigned char code ATH =ATHrn;sbit S0=P10;sbit S1=P11;29sbit S2=P12;/*函數(shù)功能：發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)*/void Send(unsigned char dat) EA=0; ES=0; SBUF=dat; wh

60、ile(TI=0) ; TI=0;EA=1; ES=1; /*函數(shù)功能：發(fā)送一個(gè)字符串*/void Sendchar(unsigned char *p) while(*p) Send(*p);delaynms(10);p+; /*函數(shù)功能：?jiǎn)?dòng) GPS*/void StartGPS() Sendchar(CGPSPWR); delaynms(500);30 Sendchar(CGPSRST); delaynms(500); Sendchar(CGPSOUT); delaynms(500); Sendchar(CGPSIPR); delaynms(500);/*函數(shù)功能：發(fā)送短信*/void S

61、endMesseage(unsigned char *str) Sendchar(CMGF); delaynms(500); Sendchar(CMGS); delaynms(500); Sendchar(str); delaynms(500); Send(0 x1a); delaynms(500);/*函數(shù)功能：主函數(shù)*/void main(void) unsigned char i; unsigned char UTC16; TMOD=0 x20; /定時(shí)器 T1 工作于方式 2 SCON=0 x40; /SCON=0101 0000B，串口工作方式 1,允許接收（REN=1） PCON=

62、0 x00; /PCON=0000 0000B，波特率 9600 TH1=0 xfd; /根據(jù)規(guī)定給定時(shí)器 T1 賦初值 TL1=0 xfd; /根據(jù)規(guī)定給定時(shí)器 T1 賦初值 TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器 T1 EA=1;31 ES=1; REN=1; /允許接收 LcdInitiate(); delaynms(5); while(1) if(S0=0)StartGPS();if(S1=1)SendMesseage(alarming);if(S2=0)EA=0; ES=0; Sendchar(CNMI);delaynms(500);Sendchar(CMGR);EA=1; ES=1;delay

63、nms(500); void uart(void) interrupt 4 using 0 if(RI) buf=SBUF; if(buf!=r&buf!=n) GSM_infocout=buf; cout+;32 RI=0;主機(jī)主程序#include /包含單片機(jī)寄存器的頭文件unsigned char code Time=Time:;unsigned char code Weidu=Weidu:;unsigned char code Jingdu=Jingdu:;unsigned char buf,cout=0,zhuangtai=0,com=0,GPS_info62;/*函數(shù)功能：主函數(shù)

64、*/void main(void) unsigned char i; unsigned char UTC7; unsigned char WEIDU7; unsigned char JINGDU7; TMOD=0 x20; /定時(shí)器 T1 工作于方式 2 SCON=0 x50; /SCON=0101 0000B，串口工作方式 1,允許接收（REN=1） PCON=0 x00; /PCON=0000 0000B，波特率 9600 TH1=0 xfd; /根據(jù)規(guī)定給定時(shí)器 T1 賦初值 TL1=0 xfd; /根據(jù)規(guī)定給定時(shí)器 T1 賦初值 TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器 T1 EA=1; ES=1;

65、 REN=1; /允許接收 LcdInitiate(); delaynms(5); while(1) LcdInitiate(); delaynms(10);33 /取 UTC 時(shí)間 for(i=0;i6;i+) UTCi=GPS_infoi+7; if(i=6) UTCi+1=0; /取緯度 for(i=0;i6;i+) WEIDUi=GPS_infoi+19; if(i=6) WEIDUi+1=0; /取精度 for(i=0;i6;i+) JINGDUi=GPS_infoi+30; if(i=6) JINGDUi+1=0; LcdInitiate(); DisplayStr(UTC,0 x

66、00); delaynms(5000); DisplayStr(WEIDU,0 x41); delaynms(5000); /DisplayStr(JINGDU,0 x41); /delaynms(5000); void uart(void) interrupt 4 using 0 if(RI) buf=SBUF; if(buf=$)34 cout=0;zhuangtai=1; if(zhuangtai=1) if(cout=3) if(buf=R) GPS_infocout=buf; else cout=0; zhuangtai=0; else GPS_infocout=buf;if(GPS_infocout=,) com+; cout+; RI=0;