gps汽车防盗追踪器的设计毕业设计(编辑修改稿)

gps汽车防盗追踪器的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

可靠性不 高 的缺点，在充分研究该系统各要素的基础上，以微控制器 STC12C5A60S2 为核心，通过该处理器的串口和各个数字 IO 端口分别实现对 GSM/GPS 模块的控制和对汽车防盗器的驱动，并利用 GSM 模块实现与车主和监 控中心的交互，实现对汽车的跟踪定位功能和防盗防抢功能，也可将传统的汽车防盗器改造为新兴的 11 无线网络汽车防盗系统 [17]。 内容具体如下： (1)通过与 单片机 系统的结合可将传统的汽车防盗器改造为具有远程监控功能的无线网络防盗系统。 (2)根据 GSM 网络相应的通讯协议，构建一个与监控中心、车主和汽车之间的交互平台。 (3)结合全球卫星定位系统 (GPS)，实现对汽车当前的位置、速度等信息进行实时监控 [20]。 系统框图如下 图 11 系统框图 主要工作 针对课 题 的要求，我的工作应有如下部分： 1．由于本课题要用到许多芯片和模块，应先熟悉这些模块的功能和用法，如 STC12C5A60S2 单片机模块、 Gstargs89 模块 以及 SIM300 模块的性能特点。 2．因要模拟 GPS 的数据操作，故要熟悉 GPS 的定位原理、 GPS 数据接收格式及其压缩方法。 3．由于本课题的通信方式采用短消息的方式通信，应 熟悉 短消息的知识、短消息格式及其数据接收压缩原理。 4 熟悉 控制 Gstar GS89 的 AT 指令知识，特别是控制短消息的 AT 指令格式。 5．本课题要做出硬件电路 ，要熟练应用 PROTEL 软件。 6．要熟练应用单片机的开发系统，如仿真器、编程器及其软件的应用。 本课题的开发使用的是 Keil uVision4 编程器。 7．编写出应用程序。 8．硬件电路的制作。 [16] UART0 UART1 GPS 模块 CUP 串行口控制模块 GSM 模块（ sim300） GSM网络 12 第二章 系统用到的主要芯片及模块介绍 STC12C5A60S2 介绍 芯片介绍 STC12C5A60S2 单片机 是 宏晶科技生产的单时钟 /机器周期 (1T)单片机 ,是高速 /低功耗 /超强抗干扰能力的新一代 8051 单片机 ,指令代码完全兼容传统的 80511,但速度快 812 倍。 内部集成了 MAX810 专用复位电路 ,2 路 PWM,8路高速 10 位 A/D 转换 (250K/S),针对电机控制 ,强干扰场合 [1]。 主要特性 .高速： 1 个单时钟 /机器周期，增强型 8051 内核，速度比普通的 8051 快 812倍， .宽电压： — . 增加第二复位功能脚（高可靠复位，可调整复位门槛电压，频率小于 12MHZ时无需此功能 增加外部掉电检测电路， 可在掉电是及时把数据存进 EEPROM,正常工作时无需操作 EEPROM 低功耗设计：空闲模式（可由任意一个中断唤醒） 低功耗设计：掉电模式（可由外部中断唤醒），可支 持下降沿 /上升沿和远程唤醒 工作频率： 035MHz，相当于普通的 8051:0420MHz 时钟：外部晶体和内部 RC 振荡器可选在 ISP 下载编程用户程序时设置 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字节片内 Flash 程序存储器，擦写次数 100000 次以上 芯片内 EEPROM 功能，擦写次数 100000 次以上 ISP/IAP,在系统可编程 /在应用可编程 ，无需编程器 /仿真器 8 通道， 10 位高速 ADC，速度可达 25 万次每秒， 2 路 PWM 还可当 2 路 D/A 13 使用 2 通道捕获 /比较单元（ PWM/PCA/CCP） 4 个 16 位定时器兼通普通的 8051 定时器 T0/T1,2 路 PWM 实现 2 路定时器 可编程时钟输出功能， T0 在 输出时钟， T1 在 输出时钟， BRT 在 输出时钟 高速 SPI 串行通道端口 全双工异步串行通信（ UART） ,兼容普通的 8051 串口 先进的指令集结构，兼容普通的 8051 指令集，有硬件 乘法 /除法指令 通用的 I/O 口（ 36/40/44） [1] 管脚图如图 21 所示 图 21 STC12C5A60S2 VCC:供电 电压 GND:接地 P3 口： P3 口的 — 、 P3． 7 是内部带有上拉电阻的 7 个双向 I/O 引脚。 P3． 6 用于固定片内比较器的输出信号并且它作为一通用 I/O 引脚而不可访问。 P3 口缓冲器可吸收 20mA 电流。 当 P3 口引脚写入 1 时，它们被内部上 14 拉电阻拉高并可用作输入端。 用作输入时，被外部拉低的 P3 口引脚将用上拉电阻而流出电流 [2]。 P3 口也可作为 STC12C5A60S2 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚备选功能 P3. 0RXD(串行输入口 ) 39。 rxD(串行输出口 ) (外部中断 O) (外部中断 1) TO(记时器 0 外部输入 ) T1(记时器 1 外部输入 ) P3 口同时为闪存编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 XTALI：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出 [14]。 3．振荡器特性： XTALI 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内 15 图 STC12C5A60S2 封装 尺寸图 UNIT A A1 max A2 min b b1 c D E e e1 L mm inches ME MH W Z max 表 封装尺寸大小 ．振荡器特性 XTALI 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲 的高低电平要求的宽 16 度。 Gstar GS89 模块 GPS 模块的价格越来越平民化，让越来越多的产品嵌入了 GPS 模块，电子爱好者学习研究 GPS 模块也不再是奢侈的事 , GPS 是电子爱好者非常热衷的一个话题， GPS 在民用 、 军用 、 航海航天领域都有广泛的应用 ， 许多登山户外活动爱好者也都配备有 GPS 设备，用于野外导航。 我研究 的 GPS模块采用的是 Gstar GS89 GPS MODULE 模块。 GPS 模块就是集成了 RF 射频芯片、基带芯片和核心 CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。 目 前 GPS模块的 GPS 芯片大部分还是采用全球市占率第一的 SIRFIII 系列为主。 由于GPS 模块采用的芯片组不一样，性能和价格也有区别，采用 SIRF 三代芯片组的 GPS 模块性能最优，价格也要比采用 MTK 或者 MSTAR 等 GPS 芯片组的贵很多。 GStar89 是一个高效能、低耗电的智能型卫星接收模块或称 作 卫星接收引擎，它采用美国瑟孚 SiRF star III 公司所设计的第三代卫星定位接收芯片，是一个完整的卫星定位接收器具备全方位功能 [19]。 Gstar GS89 芯片如图 23 所示， 图 Gstar GS89 芯片 Gstar GS89 参数介绍 17 名称 主要参数 名称 主要参数 芯片组 SIRF3 定位精度 位置： 10 米圆周誤差（ CEP） 灵敏度 159DB 速度： 小于 515 米 /秒 功耗 搜索时： 45mA 时间： 1 微秒 定位后： 35mA 使用范围 海拔高度： 小于 18000 米 外观尺寸 (长 ) (宽 ) x3 (高 ) mm 速度： 小于 515 米 /秒 重量 7克 输出格式 TTL 操作 温 度 摄氏 – 40176。 C +80176。 C 数据输出(nmea0183) GPGGA, GPGSA, GPGSV, GPRMC, GPVTG,GPGLL可选 . 储存 温 度 摄氏 – 45176。 C +85176。 C 地球坐标系 WGS84 工作电压 +/ 5%V（ VDC） 传输速率 4800， 9600， 38400可选 卫星通道 20 天线连接方式 外接天线 定位资料更新 一秒 备用电池 无 定位时间（平均值） 热启动： 1 秒 模块连接方式 贴片 暖启动： 38秒 冷启动： 42秒 表 22 Gstar GS89 参数 Gstar GS89 引脚介绍 Gstar GS89的引脚如图 24 所示。 18 图 24 Gstar GS89 的引脚图 管脚名称 及其功能介绍 1. VCC_3V3（ 直流电压输入 管脚 1） 这是 GPS 系统直流电压输入引脚，它为模块提供 的直流电压。 2. GND（接地 管脚 2 1016 30）这是模块的接地引脚 . 3. Boot（启动模式 管脚 3）为编程闪光设置此管脚为高电平 .VIH:— ,VIL:— 4. RXA(串行端口 A 管脚 4) 这是主要的接收 通道，主要用来接收来自SIRF 演示的软件或者用户编写的软件 命令，VIH:— ,VIL:—。 5. TXA(串行端口 A 管脚 5) 这是辅助的接收器通道，主要用来将启用DGPS 导航版输入差异跟正， VIH:— ,VIL:小于。 6. RXB(串行端口 B 管脚 6) 这是主要的传播渠道，主要用来输出导航以及 SIRF 提供或者 用户编写的软件的数据， VIH:— ,VIL:小于。 7. TXB(串行端口 B 管脚 7) 为用户的应用程序（当前未使用）VIH:— ,VIL:—。 19 8. RF_ON(指示射频部分电压状态 管脚 9) VOH= ,VOL=0V. 9. GPS_RF_IN(GPS 信号输入端 管脚 17) 此管脚接收 GPS 信号 ，在 PCB天线之间的线（或者天线连接器）必须是可控制的连接线（ 微带在 50Ω @） 10. V_ANT_IN(接收为 活动天线的 提供的 偏见电压 管脚 19) 此管脚是为外部直流电源活动保留的天线，如果使用 活动天线， 20 针必须连接到 19针，如果使用 或者 5V 的有源天线，此 管脚必须连接到 或者 5V 的电源。 如果必须使用外接电源 ，电流 ≦ 100mA 和电压 ≦ 12V， 11. VCC_RF_OUT(提供天线的偏见电压 管脚 20) 这个管脚能够为活动天线提供 @30mA 的直流电源。 12. Reset（重置 管脚 22） 这个管脚为这个模块提供重置电压，它能够使这模块重置并开始接收数据 ，如果不使用，他可能保持打开状态。 13. PPS(每秒一个脉冲 管脚 29)在 GPS 同步时间下 从模块中提供每秒一个脉冲 在小电源模式下不可使用 VIH:— ,VIL:—。 14. V_RTC_3V3(备用电池 管脚 21) 当主电流移除时提供备用电源的备用电池， 电流小于 10mA， 电压。 15. GPIO 在这论文中为用到，不介绍。 [13] . Gstar GS89 的封装 20 图 2 5 Gstar GS89 的封装图 Gstar GS89 的 PCB 画板封装如图 25 所示。 . Gstar GS89 应用 目前此模块主要用在 汽车导航 ， 个人定位和导航 ， 船用导航 ， 时间应用。 21 sim300模块 简介 SIM300 是一款三频段 GSM/GPRS 模块，可在全球范围内的 EGSM 900MHz、 DCS 1800MHz、 PCS 1900MHz 三种频率下工作，能够提供 GPRS 多信道类型多达 10 种 ，并且支持 CS CS CS3 和 CS4 四种 GPRS 编码方案。 SIM300 结构小巧，外形尺寸仅 40mm*33mm*，几乎可满足所有对产品尺寸有要求的工业应用，比如智能电话，掌上电脑和其他移动设备。 模块与移动应用设备通过一个 60 引脚的板板连接器相连，它提供了除了 RF 天线接口的其他所有模块与开发板的硬件接口。 SIM3。