基于物联网的电动车防盗系统研究毕业论文(编辑修改稿)

基于物联网的电动车防盗系统研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

才能正常启动 16～ 23 数据输入 /输出 引脚 ，分别为 DSR0、 RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、RTS0、 DTR0 和 DCD0 TC35输入 /输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合 ITUT RS232 接口标准。 它 没有 校验位，有 8位数据位和 1 位停止位，波特率 可选，范围 300bps~115kbps，默认 情况下是 9600。 24～ 29 SIM 卡 工作状态由 SIM 卡引脚 CCIN 引脚 监控 ， 卡槽有 SIM 卡的 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 67 页 话 ， 在 CCIN 引脚输出高电平 30 RTC 备份 31 电源关闭引脚 32 该引脚用于检测发射时的功率变化 33～ 40 语音接口 单片机模块 本课题单片机模块选用单片机开发板进行二次开发，其中单片机选用STC89C52RC,单片机开发板实物图如图 所示： 图 单片机开发板 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机， 12 时钟 /机器周期和 6 时钟 /机器周期可以任意选择。 主要特性如下： 1）增强型 8051 单片机， 6 时钟 /机器周期和 12时钟 /机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统 8051。 2）工作电压： ～ （ 5V 单片机） /～ （ 3V 单片机）。 3）工作频率范围： 0～ 40MHz，相当于普通 8051 的 0～ 80MHz，实际工作频率可达 48MHz。 4）用户应用程序空间为 8K 字节。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 67 页 5）片上集成 512字节 RAM。 6）通用 I/O 口（ 32 个）， P1/P2/P3/P4 是准双向口 /弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O口用时，需加上拉电阻。 7） ISP（在系统可编程） /IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专 用仿真器，可通过串口（ RxD/,TxD/）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。 8）具有 EEPROM 功能。 9）具有看门狗功能。 10）共 3 个 16 位定时器 /计数器。 即定时器 T0、 T T2。 11）外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路， Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。 12）通用异步串行口（ UART），还可用定时器软件实现 多个 UART。 13）工作温度范围： 40～ +85℃（工业级） /0～ 75℃（商业级）。 14） PDIP 封装 [7]。 传感器模块 本课题传感器使用 SW18020P 震动传感器。 传感器特性如下： 1） SW18020P 为弹簧型无方向性触发开关。 2） 在静止时为开路 OFF 状态。 当受到外力碰触而达到适当振动力时或移动速度达到适当离（偏）心力时，导电接脚会产生瞬间导通（ ON）状态，使电气特性改变。 而当外力消失时电气特性又发生改变，恢复开路 OFF 状态。 3）无方向性，任何角度均可触发工作。 4）触发灵敏度可依电路需要选用适合的灵敏度开关。 5）本开关适用于小电流电路（二次回路）或（ IC）的触发。 由于 SW18020P 震动传感器输出的不是 TTL 电平，而单片机工作时能识别的是 TTL 电平，故要添加相应的外围电路，使电路输出端产生 TTL 电平。 因为 LM393输出端集电极开路，所以要接上拉电阻。 当接通电源时，电源指示灯点亮，说明电路开始正常工作。 当震动传感器没有接收到震动信号时，传感器是断开的。 故 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 67 页 比较器正输入端的电平大于负输入端的电平，电路输出端呈现高电平。 当传感器接收到震动信号时，传感器导通，电容放 电，传感器正输入端电压小于负输入端电压，电路输出端为低电平，并且输出端的发光二极管点亮，提示电路被触发。 电路原理图如图 ： 图 传感器电路原理图 声光报警模块 声光报警电路由蜂鸣器，发光二极管， PNP 三极管等元器件组成。 当声光报警电路正常工作时，其输入端默认输入是高电平。 当开启声光报警功能时，输入端变成低电平， PNP 三极管导通，蜂鸣器报警，发光二极管点亮，具体电路如图 所示： 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 67 页 图 声光报警电路原理图 实物图如图 ： 图 声光报警电路实物图 本章小结 本章节系统的介绍了防盗系统的总体设计方案。 首先第一节介绍了整个系统的工作原理。 第二节介绍了系统的总体设计方案，对其结构进行了具体的分析。 第三节介绍了设计过程中会使用到的一些硬件，对这些硬件的原理，特性等进行了详细的论述。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 67 页 4 下位机报警模块设计 下位机报警模块具体流程设计 在这一章结中将重点分析电动车车载端的软件将如何来实现，由于考虑到成本等各种因素的限制，在车载端使用单片机来进行智能控制是比较合理的。 设计过程中考虑到成 本的问题，所以 GPS 采用模拟的方法。 实际设计过程中车载程序完成的主要功能是，单片机实时接收传感器数据，以及用户发送的短消息控制命令。 当电动车状态异常时，传感器工作状态发生变化，单片机检测到这个信息后发短信给用户，通知用户此时电动车为异常状态。 同时用户也可以用特定的指令来远程控制单片机的工作状态，基本实现了电动车防盗的远程报警功能。 具体软件流程图如图 所示： 声 光 报 警短 信 报 警初 始 化检 测 传 感 器 信 息检 测 接 收 短 信否否是短 信 2短 信 1打 开 报 警关 闭 声 光 及短 信 报 警检 测 接 收 短 信短 信 1 短 信 2开 启 短 信 报警关 闭 声 光 及短 信 报 警否 图 C程序流程图 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 67 页 下位机硬件接口设计 对单片机进行开发是在硬件的基础上实现的，是以硬件为基础的。 下位机的硬件连接图如图 ： 单 片 机传 感 器声 光 报 警电 路G S M 图 硬件连接图 1）传感器与单片机接口：对于传感器数据的接收，这边我们用外部中断 0实现。 即把传感器的输出端接在单片机 管脚上，这样只要传感器端有数据传来，单片机就能立即做出反应，其中传感器默认输出为高电平。 2）单片机与声光报警电路接口：声光报警电路由单片机的 引脚控制，当 引脚变为低电平时，声光报警电路开始工作。 3）单片机和 GSM 模块之间进行串口通信，由于单片机输出的是 TTL 电平，而 TC35 输出的是 CMOS 电平，这里面还需要用 MAX232 芯片进行电平转换。 由于本课题开发过程使用的是开发板，所以直接把单片机开发板上的 RS232 串口和TC35 开发板上的 RS232 串口相连接即可。 对于 MAX232 芯片的连接下面详细的介绍一下。 MAX232 芯片是美信（ MAXIM）公司专为 RS232 标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用 +5v 单电源供电。 当用 MAX232 芯片进行电平转换时， TTL/CMOS数据从 11 引脚（ T1IN）、 10引脚（ T2IN）输入转换成 RS232 数据从 14脚（ T1OUT）、7脚（ T2OUT）送到电脑 DB9 插头； DB9 插头的 RS232 数据从 13 引脚（ R1IN）、 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 67 页 8引脚（ R2IN）输入转换成 TTL/CMOS 数据后从 12引脚（ R1OUT）、 9引脚（ R2OUT）输出。 GSM 芯片和 MAX232 芯片引脚的连接如下： 1） GSM的 18 引脚 RXD0 和 MAX232 的 12引脚 R1OUT 相连。 2） GSM的 19 引脚 TXD0 和 MAX232 的 11引脚 T1IN 相连。 3） GSM的 22 引脚 GND 和 MAX232 的 15引脚 GND 相连。 GSM 开 发板上 RS232 通信串口和 MAX232 芯片引脚的连接如下： 1） RS232 通信串口 2针脚和 MAX232 芯片 14引脚 T10UT 相连。 2） RS232 通信串口 3针脚和 MAX232 芯片 13引脚 R1IN 相连。 3） RS232 通信串口 5针脚和 MAX232 芯片的 15 引脚 GND 相连。 单片机开发板上 RS232 通信串口和 MAX232 芯片引脚的连接如下： 1） RS232 通信串口 2针脚和 MAX232 芯片 7引脚 T20UT 相连。 2） RS232 通信串口 3针脚和 MAX232 芯片引 8 脚 R2IN 相连。 3） RS232 通信串口 5针脚和 MAX232 芯片的 15 引脚 GND 相连。 单片机与 MAX232 芯片引脚的连接如下： 1）单片机 P31 脚和 MAX232 芯片 10 引脚 T2IN 相连。 2）单片机 P30 脚和 MAX232 芯片 9引脚 R2OUT 相连。 3）单片机 20 引脚 GND 和 MAX232 芯片 15 引脚 GND 相连 通过上面的连接，就能方便的实现 GSM 和单片机的串口通信了。 软件开发环境介绍 软件介绍 对单片机程序的开发我们 使用 Keil uVision2 软件来完成。 KeiluVision2是德国 KeilSoftware 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，使用接近于传统 C 语言 的语法来开发，与汇编相比， C 语言易学易用 ,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期 ,他还能嵌入 汇编 ，可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。 KEILC51 标准 C 编译器为 8051 微控制器的软件开发提供了 C 语言环境 ,同时保留了汇编代码高效 ,快速的特点 [7]。 软件使用说明 把 Keil uVision2 软件打开后 ,操作界面如图 所示： 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 67 页 图 菜单界面 首先我们点击菜单栏的工程选项，新建一个工程并进行保存，如图 所示： 图 工程界面 保存完成以后，将会跳出一个见面，让我们选择要开发的嵌入式芯片的型号，由于本课题使用的是 52 单片机，所以这边选择 89C52： 图 型号选择 然后我们选择菜单栏上的新建文件按钮，新建一个文件，文件名为 Text1，并对其另存为，另存的文件名后缀为 C： 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 67 页 图 保存文件 接下来我们就把新建的 文件添加进工程，以便对该文件进行软件的编写： 图 添加文件 文件成功添加进工程以后会在工程目录下看到该文件： 图 添加成功 随后我们要更改下工程文件里的目标 Target1 属性，把目标属性中的晶振改成 ： 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 67 页 图 晶振设定 最后把目标 Target1 属性中 的输出属性中的生成 HEX 文件打上勾： 图 HEX文件设置 通过以上的步骤，我们就可以开始进行在代码窗口中进行编程了。 下位机 C 程序设计 寄存器介绍 在正式进行编程之前，先简单介绍一下 89C52 的寄存器。 定时器 /计数器方式寄存器 TMOD，如表 ： 表 方式寄存器 TMOD_7 TMOD_6 TMOD_5 TMOD_4 TMOD_3 TMOD_2 TMOD_1 TMOD_0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定时 器 1 定时器 0 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 67 页 1） GATE：门控位。 GATE 为 1时，定时器的计数受定时器运行控制位和外部引脚输入电平的控制； GATE 为 0时，定时器计数不受外部引脚输入电平的控制，而只受定时器运行控制位的控制。 2） C/T：定时和计数功能选择位。 C/T=1时为外部事件计数功能。 C/T=0为 定时器功能。 3） M M0：用于设置定时器 /计数器的工作方式。 定时器 /计数器控制寄存器 TCON。