基于gsmgps的汽车防盗报警系统的设计本科毕业论文(设计)(编辑修改稿)

基于gsmgps的汽车防盗报警系统的设计本科毕业论文(设计)(编辑修改稿)内容摘要：

，总体上说 AT 指令有四种形式： (1)“ AT+Cxxx=?”为测试命令 (Test Command)，执行此种命令将返回此命令所支持的参数及参数范围； (2)“ AT+Cxxx?”为读命令 (Read Command)，执行此种命令将返回此命令当前的参数值； (3)“ AT+Cxxx=„ ”为写命令 (Write Command)，执行此种命令将设置此命令的参数值； (4)“ AT+Cxxx”为无参数的执行命令 (Execution Command)． GSM 引擎模块提供的命令接口符合 GSM07． 05 和 GSM07． 07 规范。 GSM07． 07 中定义的 AT Command 接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口； GSM07． 05 对短消息作了详细的规定，在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息， 数据终端设备可以向 GSM 模块发送各种命令。 与 SMS 有关的 GSM AT 指令如表 l所示。 表一 本系统中用到的 AT 指令如下： 发送： AT+CMGF=0//设置短消息发送格式 (1文本模式。 0PDU 模式 ) 回答： OK 发送： AT+CMGS=“ 13845063976”。 // 设定目标电话号码 回答： 发送： 0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F66FF01//PDU数据包 回答： +CMGS： [， ] 短消息发送格式详解 短 消 息 的 发 送 方 式 取 决 于 网 络 中 SMSC 能 支 持 的 接 口。 ETSI(EuropeanTelemunications Standards Institute 欧洲通信技术标准委员会 )制定的短消息发送协议定义了三个接口协议：块模式、文本模式和 PDU 模式，用于移动台和终端设备之间通过异步接口传送短消息数据，本文采用 PDU 模式和文本模式。 目前， 发送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit)模式。 使用 Text 模式收发短信代码简单，容易实现，但最大的缺点是不能收发中文短信；而 PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。 PDU 模式收发短信可以使用三种编码： 7bit（ UTF7） 、 8bit（ UTF8） 和 16bit（ UTF16） 编码。 7bit 编码用于发送普通的 ASCII 字符， 8 bit 编码通常用于发送数据消息， 16bit 编码用于发送 Unicode 字符，编码类型在 PDU 数据包中指定。 下面举例说明 PDU 格式的组成。 例如要把 ―有人动车。 ‖五个字发送到13808460649，则 PDU 数据为： 0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F66FF01 (1) 00 表示省略短信中心号码； (2) 01 表示文件头字节； (3) 03 表示信息类型 (TPMessageReference)； (4) 0D 表示被叫号码长度； (5) 91 表示被叫号码类型； (6) 683108480646F9 表示被叫号码，经过了位移处理； (7) 32 表示协议标识 TPPID； (8) 08 表示数据编码方案 TPDCS，因为要发送 UNICODE 内码，所以使用USC2(16bit)编 码； (9) 0A 表示用户数据长度 TPUDL(以 8 位码为单位 (octet)； (10) 67094EBA52A88F66FF01 表示用户数据。 由于在 GSM 标准中，中文编码采用 Unicode 编码，而不是目前国内常用的GB2312 编码，所以只要将十进制的 Unicode 编码转化为十六进制即可，也可以由 GB2312 编码通过换算 得来。 例如 ―您好 ‖二字的十进制 Unicode 码分别为24744 和 22909，转化为十六进制为 60A8 和 597D。 Unicode(Universal MuitipleOctet Coded Character Set，万国码、统一码 )是一种字符编码方法，它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求． Unicode 可以简称为 UCS(Universal Character Set)， UCS 有两种格式： UCS2和 UCS4．顾名思义， UCS～ 2 就是用两个字节编码， UCS4 就是用 4 个字节 (实际上只用了 31 位，最高位必须为 0)编码。 Unicode(UCS)是一个字符集，规定了怎么用多个字节表示各种文字，可以看作为内码。 而 UTF(UCS Transformation Format)是一种编码方式，它的出现是因为 Unicode 不适宜在某些场合直接传输和处理。 怎样传输 Unicode 码，是由 UTF 规范规定的，上文所述的 UTF UTFUTF16 都是常见的 UTF 规范。 定位技术分析 定位技术的选择 目前可以应用在车辆监控系统的定位技术有很多，例如全球定位系统 GPS技术、全球轨道卫星导航系统 GLONASS 技术、 GSM 手机定位技术等。 其中 GPS定位技术在车辆监控系统中应用最为广泛。 GPS 技术的定位精度完全满足了车辆监控系统的要求。 GPS 接收机与 GLONASS 接收机相比，种类繁多，价格相对便宜，便于选择适合系统需求的接收机。 从可实现性、精度、成本等方面考虑，系统选择了 GPS 定位技术。 GPS 定位系统介绍 GPS 是英文 Navigation Satellite Timing and Ranging／ Global Positioning System 的字头缩写词 NAVSTAR／ GPS 的简称。 它的含义是，利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。 现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称为 GPS。 GPS 可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。 要实现以上所有功能必须具备 GPS 终端、传输网络和监控平台三个要素。 1． GPS 卫星系统组成 GPS 系统包括三大部分：空间部分 —GPS 卫星星座；地面控制部分 —地面监控系统；用户设备部分 —GPS 信号接收机。 三者有各自独立的功能和作用，但又是有机地配合而缺一不可的整体系统。 2． GPS 定位基本原理 GPS 定位的方法很多，常见的有伪距定位法、多普勒定位法、载波相位定位法等。 后面两种定位方法虽然精度比高，但是其成本造价要高很多，所以，在导航型 GPS 接收机中，多采用伪距定位法。 GPS 伪距定位的基本定位原理是：卫星不问断的发送自身的星历参数和时间信息。 GPS 接收机通过接收观测范围内的几个卫星，可以得到几个关于伪距的方程，将这几个方程结合所接受的卫星星历数据，经过处理以及计算，可以求出接收机的三维位置，三维方向以 及运动速度和时间信息。 GPS 伪距定位原理如图 22 所示。 图 22 伪距定位原理 接收机时钟偏差是接收机的时间偏差，对于每颗卫星都是相同的，所以，可以从下面四个方程中计算出接收机的位置和时钟偏差： 2 2 21 1 1 1 1( ) ( ) ( ) ( )d x x y y z z c d t d T       2 2 22 2 2 2 22 2 23 3 3 3 32 2 24 4 4 4 4( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )d x x y y z z c d t d Td x x y y z z c d t d Td x x y y z z c d t d T                      其中， 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1( , , ) , ( , , ) , ( , , ) ( , , )x y z x y z x y z x y z和是 卫 星 的 已 知 位 置 ，1 2 3 4 1 2 3 4, , , , , ,d d d d 是 测 量 的 伪 距 ， c 是 电 磁 波 的 速 度 ， dT dT dT 和 dT是 GPS 接收机时钟偏差项，卫星时钟偏差项 dt 可以从广播导航信息 (卫星星历 )由接收机计算出 . GPS 伪距定位技术在导航和动态定位应用领域中，主要有两种方式：单点定位和差分定位。 单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定待定点在地心坐标中的绝对位置。 它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。 差分定位是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可 采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测 值进行相对定位。 本设计所用 GPS 模块主要用于接收 GPS 卫星所发送的信号。 GPS 模块的种类很多，但是其 GPS 接收机的内部结构大同小异。 GPS 接收机由三部分组成：射频前端模块、信号处理模块以及应用处理模块， GPS 接收机的基本结构如下图 23 所示。 三个模块在 GPS 接收机中都有各自的工作特点，这也是 GPS 接收机分割功能模块的主要方面 . 射频前端模块包括： GPS 天线、前置放大器、下变频滤波放大电路、频率合成器、自动增益控制、基准频率器以及 A/D 转换器。 其作用就是抑制干扰、提高信噪比。 信号处理模块包括多通道相关器，其作用是对 GPS 信号进行采集接收以及解调等，对 GPS 发送的信号数据进行提取解读。 应用处理模块包括：存储器、处理器以及数据 I/O 端口、显示控制和其他外设，主要作用就是控制多通道相关器以及通过对信号处理模块传输的信号数据进行深入的处理，最终得出用户所需要的 GPS 信息数据。 图 23 接收机的基本结构 GPS 模块实物图如图 24： 图 24 GPS 模块和天线实物图 第三章 系统的总体设计方案及硬件设计 盗窃汽车犯罪是从上个世纪八十年代中后期逐步显现的。 近年来，随着汽车市场和附属行业的快速发展，加之车辆管理上的滞后，盗窃汽车发案随之激增，作案组织、作案手段、作案的规律和特点随之发生了新的很大的变化。 面传统的汽车报警系统存在很多问题，如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境、误报现象经常发生。 这些问题给居民生活带来了很大的困扰，某些居民区甚至因此禁止安装汽车报警器。 利用 GSM 网络设计的汽车报警系统，结合软件智能化设计控制，很容易解决上述各种问题。 下面本文将提出系统硬件具体的整体设计方案，并对与之相关的各种外围 具体电路图进行详细分析和设计，给出硬件设计方案和电路原理图。 方案的论证及提出 汽车防盗系统的性能要求 (1) 实时性 作为汽车防盗系统，应能及时获取车辆状态信息数据，并进行分析处理，当用户或监控中心需要对防盗系统进行远程控制时，要求控制命令能及时被系统接收和处理。 (2) 可靠性 汽车防盗系统要求系统能够长时间可靠稳定的工作。 这就要求整个系统的软硬件稳定运行，不能出现硬、软件故障等情况。 (3) 实用性 作为一个实用的系统，不仅要从技术性能角度考虑，也要从实用角度考虑。 一方面要求建设资金投入少、运营成本低；另一方面要求整个操作系统操作简单、维护方便，利于用户使用。 (4) 可扩展性 可扩展性也是对该系统的一个重要性能要求。 系统的软件结构要采用模块化设计方案，强化各个模块之间的接口关系，便于系统的灵活扩展。 方案的分析 目前针对于汽车防盗已有好几种方法： (1) 电子防盗报警器 这类装置是利用无线遥控系统，控制车门开启，在车辆受到侵犯时一般会发出声光报警讯号，吓阻盗车者。 也有带有点火线路控制或燃 油供电线路控制的系统（即通常说的断油断电）。 这类产品目前销量较大。 优点 ： ① 安装比较简单，一般汽车用品商店、汽车装饰美容店都可以安装； ② 投放市场时间长，已被大多数车主接受； ③ 价格相对便宜。 缺点 ：其核心功能是继电器系统，易被盗车者破坏失去作用。 要破坏此类防盗系统，偷车一般用暴力钥匙打开车门，时间不过 10 秒钟左右。 再剪掉锁油路或电路的连接线，重新搭配连接甚至触碰一下就可开走汽车。 也可以拔掉保险或剪断电源线就将该系统轻易破坏甚至只要拔掉电源线的保险片防盗器就被破解不起作用了。 (2) 点火钥匙带电子密码芯片型 目前出厂原配的汽车防盗系统都是点火钥匙附带电子密码芯片防盗系统，这种系统的防盗原理是用点火钥匙启动汽车时，其密码芯片会发出一组密码，该密码必须与控制汽车发动机电脑芯片中的密码相吻合，汽车才能被开动。 但是由于点火钥匙上带的电子密码是固定的，因此存在许多弊病： ① 这种带电子密码的点火钥匙可以被专用仪器复制 (拷贝 )，整个复制过程不到 3 分钟。 当你把车子借给他人时，钥匙就有被偷偷复制的可能。 ② 这种防盗系统有专门的检修接口，利用电脑诊断仪可以直接从检修接口中提取到防盗密码，也就能达到解码的目的。