基于gsm的车辆紧急求救系统的设计(编辑修改稿)

基于gsm的车辆紧急求救系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

B3310。 该模块具有低功耗、抗干扰能力和抗遮挡能力强等特点，适用范围包括汽车定位导航、保全系统、地图制作等。 在交通事故紧急呼救系统中，该模块的主要作用是接收 GPS卫星信号并计算出车辆当前所在地理位置以便给单片机提供图 STC12C5A60S2的外围电路 毕业论文 第 10 页 位置信息。 本系统所涉及 REB3310的主要性能如下： 数据特性： 接口 TTL 电平， 30pin SMD， EMI 封装 输出 NMEA0183 ASCII， 输入 RTCMSCl04， 更新率 1Hz(默认 ) 波特率 9600bps(默认 )， 4800 一 l15200bps 可更改 电器特性： 电压范围 DC — 功耗 63mA@3． 3V 备用电池 — 环境特性： 操作温度 30℃ ~85℃ REB3310 模块硬件外围电路 REB3310 模块的对外数据通信主要是通过异步串口 UART 来实现，图 REB3310 外围电路 毕业论文 第 11 页 其外围电路如图 所示，主要包括与单片机的串口通讯电路、供电电路、天线电路等。 其中另加了一个备用电源，当系统电源不能正常工作时系统电源会自动启动以保障 GPS 模块仍能正常工作。 GSM 模块电路 GSM 模块主要用于发送求救信号，并将 GPS 模块发给单片机的具体位置坐标一并发送给救援中心（用户手机）。 另外还可以与救援中心（用户手机）建立语音通话，以便救援人 员具体了解伤员情况。 西门子 TC35i 模块的介绍 TC35i 西门子工业 GSM 模块是一个支持中文短信息的工业级 GSM 模块 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 双频段 ,电源范围为直流 ～ ,电流消耗 — 休眠状态为 ，空闲状态为 25mA，发射状态为 300mA(平均 )， 峰值；可传输语音和数据信号 , 功耗在 EGSM900(4 类 )和GSM1800(1 类 )分别为 2W 和 1W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接 SIM 卡读卡器和天线。 SIM 电压为 3V/， TC35i 的数 据接口 (CMOS电平 )通过 AT 命令可双向传输指令和数据 ,可选波特率为 300bps～115kbps , 默认为 9600bps。 它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 )。 模块可通过 AT 命令或关断信号实现重启和故障恢复。 TC35i 模块硬件外围电路 TC35i 模块由供电模块、闪存、 ZIF 连接器、天线接口等 6 部分组成。 作为 TC35i 的核心基带处理器主要处理 GSM 终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。 TC35i 模块有 40 个引脚，通过一个 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )连接器引出。 这 40 个引脚可以划分为 5 类，即电源、数据输入 /输出、 SIM 卡、音频接口和控制。 如图 所示。 其中关键引脚介绍： 第 1～ 5 引脚是正电源输入脚此处使用 4V。 毕业论文 第 12 页 第 6～ 10 引脚是电源地。 1 12 为充电引脚，可以外接锂电池。 第 15 脚是启动脚 IGT，系统加电后为使 TC35i 进入工作状态 ,必须给IGT 加一个大于 100ms 的低脉冲 ,电平下降持续时间不可超过 1ms。 第 16～ 23 为数据输入 /输出，分别为 DSR、 RING、 RXD、 TXD、 CTS、图 TC35i 模块硬件外围电路 毕业论文 第 13 页 RTS、 DTR 和 DCD。 其中 18 脚 RXD、 19 脚 TXD 为 TTL 的串口通讯脚，波特率默认为 9600bps。 需要和单片机或者 PC 通讯。 第 24～ 29 为 SIM 卡引脚， TC35i 使用外接式 SIM 卡。 第 32 脚 SYNC 引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示 TC35i 的工作状态，可用 AT 命令 AT+SYNC 进行切换，本模块使用的是后一种。 当 LED 熄灭时 ,表明 TC35i 处于关闭或睡眠状态；当 LED 为 600ms 亮 /600ms 熄时，表明 SIM 卡没有插入或 TC35i正在进行网络登录；当 LED 为 75ms 亮 /3s 熄时，表明 TC35i 已登录进网络，处于待机状态。 35 ～ 38 为语音接口， 3 36 接扬声器放音。 3 38 可以直接接驻极体话筒来采集声音（ 37 是话筒正端， 38 是话筒负端）。 其他相关电路设计 语音通信电路 由于 TC35i的 GSM基带处理器内集成了音频滤波、 ADC、 DAC、语音合成等部分 ,所以模块语音接口的外围电路连接相对简单。 TC35i有两个语音接口 ,每个接口均有模拟麦克输入和 模拟耳机输出。 为了适合不同的外设 ,模块共有 6种语音模式 ,可通过指令 AT^SNFS选择。 第一个语音接口的默认配置为 Votronic ,语音模式为 1(默认 )、 5,其中模式 1参数固定。 第二个语音接口为头戴式耳机和麦克设置 ,语音模式为 6。 为了防止从麦克风和耳机导线引入高频干扰 ,影响 TC35i的正常运行。 设计电路时 ,在麦克风、耳机的插孔处都接有电感。 图 ，图 克风、耳机的电路图。 毕业论文 第 14 页 系统电源的设计 高品质的电源是硬件性能稳定的基础。 稳定的输出电压、较大的输出电流、较小静湿度漂移和发热量是衡量电源品质的标准，如秘何设计可靠稳定的电源系统，是整个系统设计的关键所在。 先分析系统的对电源的要求。 由于定位仪需要采用汽车电平供电，要求输入电压为 12V左右，输出电压有 3种： TC35i需要供电电压 4V；REB3310需要供电电压 5V供电电压：电源正常工作温度范围应在 0度～ 60度之间；各模块主要消耗电流情况： M12输入电流为典型值 75mA， TC35i空闲时输入电流很小，但当有数据传输时峰值电流可达 2A；其他电路功耗较小，大概为几十毫安。 图 麦克风电路图 图 扬声器原理图 毕业论文 第 15 页 从以上要求可以看出，系统电流消耗很大，而对输出电压的精确度要求不高，可以选用开关式 DCDC。 本设计采用 LM2576先将 12V转为 5V，而 4V和 5V作为输入，这样大大降低了功耗。 系统电源电路 5V稳压源如图。 汽车电平输入系统，先经过 LM25765V降压为5V。 LM2576最大输出电流为 3A，完全可以满足系统需要。 LM2576允许的电压输入范围为 7～ 40伏， 即使汽车电平电压下降时也不影响本系统的正常工作。 它的输出电压也较为稳定，在输出端再加上 1000uF的大电容，可以保证输出电流有较大变化时 (如 TC35i有数据传输时 )不会使输出电压发生大幅度波动。 这里需要注意的是，为了更好的保护系统，在火线和地线都串入保险，并增加二极管防止电源加反烧坏电路。 图 4V稳压电路 图 5V稳压电路 毕业论文 第 16 页 图 4V稳压电路，本系统采用它为 TC35i提供 4V的供电电压，图 ， 为 REB3310需要供电电压，采用芯片 ，接法是 1脚接地 ,2脚输出 ,3脚是电压输入。 本章小结 本章主要介绍了用户终端系统硬件四大组成部分：单片机、 GPS 模块、GSM 模块和电源模块的相关芯片选择和硬件设计电路以及其相关部分的电路设计。 图 毕业论文 第 17 页 第 3 章 系统终端软件程序设计 系统除了必要的硬件支持外，还需要进行软件设计。 车载端软件采用C 语言编写，包括一个主程序和一个中断服务子程序以及若干子程序。 主程序 主程序主要包括对单片机的初始化和 TC35i 的开机程序以及其初始化。 另外还有电话打入的判断，救护中心（用户手机）可对系统进行优先呼叫，用来通知终端一些紧急事宜。 主程序为死循环以等待中断。 单片机初始化子程序 单片机始化子程序主要完成串口通讯的初始化和相应的中断设置。 STC12C5A60S2有两个串口，串行口 1与 REB3310相连，串行口 2与 TC35i相连。 REB3310波特率默认为 9600bps，串口 1通讯初始化在接图 主程序流程图 开 始初 始 化判 断 是 有电 话 打 入 ?语 音 子 程 序YN毕业论文 第 18 页 收 GPS数据子程序中叙述；在单片机和 TC35i的 通讯时，采用波特率同样为 9600bps。 因此，串口 1和串口 2都将定时器 1设置为其波特率发生器。 中断设置主要包括外部中断 中断 2的使能以及他们的触发方式的设置。 TC35i 开机初始化子程序 上电并不能使 TC35i自动复位并正常工作，想让其进入正常工作状态需要在上电后 IGT引脚提供一个至少 100ms的负脉冲。 可以通过单片机一个 I/O口加上拉电阻实现。 即在上电后应在 1秒之内将 IGT引脚拉低，持续至少 100ms。 启动后 IGT引脚保持高电平。 其时序图如图。 此外 ， T C35i开启后还应该进行一些初始化，如挂断所有网络连接，设置某些参数等，这可以通过送入专门的 AT指令实现，模块内部的 TA解码器会自动识别这些操作并进行相应的硬件处理。 中断服务子程序 为提高程序运行的实时性，系统软件中引入了二个中断，分别是外部中断 外部中断 2，中断服务程序流程如图。 当安全气囊引爆时，进入外部中断 1服务子程序。 该系统中的紧急呼救任务，是在安全气囊引爆时自动向救援中心发送求救短信息。 短信息内。