基于物联网的汽车防盗系统的设计毕业论文word格式源文件

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F连接器的 1图 42 TC35 功能框图 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 15页共 36 页 12引脚，在充电模式下，为 TC35 提供 +6V、 500mA 的充电电压。 如图 43所示。 （ 2）语音通信电路 模块语音接口的外围电路相对简单。 TC35 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。 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 TC35 的正常运行。 设计电路时，在麦克风、耳机、以及手持听筒的插孔处都装有电感。 此外，考虑到静电保护的因素，所以语音信号输入端都通过电容与 GND 耦合。 （ 3）手动关机电路 TC35 的关机电路只要由开漏极三极管构成，其输出关机信号直接接至 TC35 的引脚。 该管脚定义为 EMERGOFF 是关机控制，低电平有效，低电平时间不小于。 如图 44所示。 （ 4）信号指示灯电路 图 43 TC35 激活电路 图 44 TC35 关机电路 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 16页共 36 页 信号显示电路指信号由 TC35 的 32 脚 (SYNC)输出，通过外接电源和发光管指示电路工作状态。 SYNC 引脚有两种工作模式，一种是指示 TC35 的工作状态，也可用 AT+SYNC进行切换。 工作状态指示时，当 LED熄灭，表示 TC35处于关闭或睡眠状态。 当 LED为 600ms亮 /600ms 熄时，表明 TC35 己经登录网路，处于待机状态。 如图 45 所示。 （ 5） SIM 卡 电路 基带处理器集成了一个与 ISO 78163 IC card 标准兼容的 SIM 接口。 为了适合外部的 SIM 接口，该接口连接到主接口（ ZIF 连接器）。 在 为 SIM 卡预留 5个引脚的基础上， TC35 在 ZIF 的连接器上为 SIM 卡接口预留了 6 个引脚，所添加的 CCIN 引脚用来检测 SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡。 当插入 SIM卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。 但是目前移动运营商所提供的 SIM 卡均无 CCIN 引脚，所以在设计电路时将引脚 CCIN 与 CCVCC 相连。 在设计中为 SIM 卡布线时，如果将 SIM卡的第四脚 CCGND 直接与印刷电路板的 GND相连，不作任何信号的隔离保护，则通话时音量较小。 为了达到最佳的通话效果，采用在 SIM 支架下，即印刷电路板的顶层敷设一层铜隔离网，该层敷铜与 SIM 卡的 CCGND 引脚相连， CCGND 与电路板的 GND 之间通过两个并联的电容和电感耦合。 此举为 SIM 卡构成了一个隔离地，屏蔽了其他信号线对 SJM 卡的干扰。 再进行语音通话时，话音清晰。 MSP430 单片机 本文选用的控制核心是 MSP430F149 单片机，它是 TI 公司推出的 MSP430 系列单片机中的一种，该系列单片机具有 16 位 RISC 结构，能够达到很高的代码效率，除此之外，MSP430 系列单片机还具有以下的显著特点：低电压、低功耗；强大的处理能力；稳定的工作性能；丰富的片内资源；工业级产品。 图 45 信号指示灯显示电路 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 17页共 36 页 MSP430 系列单片机都是工业级产品，具有 40度 — +85 度的工作温度范围，并具有较强的抗干扰能力。 MSP430 系列单片机具有 OPT、 Flash、 EPROM 和 ROM 四种类型，其中具有片内 JTAG 调试接口的 Flash 型 MSP430 单片机拥有十分便捷的开发环境，通过 JTAG将程序下载到 Flash 内，上位机软件控制片内程序的运行，向 JTAG 接口输出片内信息供调试开发，不需要额外的仿真器和编程器，节约了开发成本。 MSP430F149 单片机是 MSP430X14X 系列中的一种，除了 MSP430 系列单片机的共同特点之外， MSP430F149 单片机主要特性：低工作电压；基本的时钟模块；内置的 12 位 ADC；具有 3个捕获 /比较寄存器的 16位定时器 TimerA；具有 7 个捕获 /比较寄存器的 16位定时器 TimerB；多达 60KB 的 FlashROM 和 2KB 的 RAM；内部带有 256B 的 Flash 存储器模块； 6个可配置第二功能的 IO 端口。 整个 系统采用汽车蓄电池供电，蓄电池提供标准的 12V 电压，对于输出功率较大的驱动元件，都使用 12v 电源直接供电，而单片机、无线接收模块等均采用 7805 稳压模块，将 12V 电压转换为 5V标准电压输出，如图 46 所示。 TC35 接口电路 TC35 与系统电路的连接依靠 40 针的用户接口， TC35 所有外接信号的收发，如 AT指令的输入，供电电压的提供、声音信号的收发等均通过 40 针接口完成。 TC35 模块主要通过两线 (TXD， RXD)与单片机的串口进行连接，从而实现单片机对 TC35 模块的控制。 对于 TC35 的其他管脚在不使用的时候，如果该管脚为输出的话，一般悬空 ； 如果为输入时，则需要通过 10K 的电路上拉。 在设计的时候需要考虑 TC35 模块的电源管脚并连 图 46 电源电路原理图 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 18页共 36 页 在一起。 如图 47所示。 本防盗系统利用检测报警喇叭线的状态判断是否有偷盗情况，如图 48所示。 当发生偷盗情况时，汽车的防盗报警器会通过继电器将喇叭线置位高电平一段时间，此时喇叭报警，光偶也会导通， 为低电平。 无偷盗情况时，喇叭继电器断开，喇叭线相当于断路，此时此时光藕 不会导通， 为高电平。 通过判断 的状态，我们可以判断报警器是否报警。 一旦检测到 持续 10 秒都为低电平，可以确定车辆发生盗窃情况， MSP43OF149 控制 TC35 自动编辑短消息给用户手机。 同时，汽车的左前后门，右前后门及前盖箱和后盖箱被非正常打开时都会把信息以开关量的形式送给单片机，然后系统再通过 GSM 网络把相应的信息发送给用户。 图 47 TC35 模块的接口设计 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 19页共 36 页 图 48 防盗报警电路 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 20页共 36 页 第五章 系统的软件设计 无线通讯系统在汽车防盗系统中的应用主要是利用 GPS模块与 GSM模块进行地理位置和位置信息的传输。 主要控制单元 MCU 采用低功耗微处理，分别与 GSM 模块进行通讯，从 GPS 模块获得地理位置信息，然后对地理位置信息进行数据获取，再按照短消息的协议标准进行数据封装，最后通过对 GSM 模块的设置，把封装好信息以短消息的形式发送出去。 把设计好的装置安装在汽车上，就可以实现汽车防盗。 系统程序模块 系统程序模块主要包括主控模块、系统模块、防盗器接口模块 、 报警模块 、 GSM 处理模块和 GPS处理模块等。 主控模块 此模块是本系统的核心，包括对相关设 备初始化函数的调用和设置，以及在它的程序主函数中调用其他模块中的相关函数以完成程序功能。 其基本思想是采用轮询方式，看门狗是否正常 开始 初始化各模块设计 调用系统模块 调用防盗模块 调用 GSM 模块 调用 GPS 模块 报警 模块 图 主控模块与其他模块的关系 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 21页共 36 页 在一个大主循环里调用各个功能模块中各自的小循环，并在各关键部位设置看门狗，以防系统死机。 系统模块 此模块功能主要是对 MSP43OF149 自身的相关设备进行管理，包括对 MSP430F149两个串口的波特率、数据位、奇偶校验位等初始化设置和对串口数据收发的管理，对 I/0口和中断的控制。 防盗模块 在此模块中主要编写汽车防盗器的接口通讯协议，包括对汽车防盗器的控制以及从防盗器读取汽 车报警信息。 报警模块 此模块 对防盗模块作出反应， 用来判断 防盗器 是否 立即 报警。 GSM模块 本次研究选用了 WaveeomFastraekMl206 调制解调器，它是双波段 GSM 调制解调器，专为数据、传真、短信服务和语音应用产品设计，它体积小，功耗低，温度条件高于 GSM标准。 它在短信息方面的应用最具优势，最高速率可达 14400bit/s。 GPS 模块 本系统使用的 GPS通讯协议是 NMEA0183 协议。 NMEA0183 是 GPS25 输出的数据格式，它是美国国家海洋电子协会制定的，是目 前普遍使用且为大多数生产商遵循的协议。 NMEA0183协议报文的语句串 (ASCII字符 )格式全部信息可如下表示： $AAXXX， ddd„ddd， *hhCRLF，具体说明如表 51。 表 51 $ 串头，表示串开始 AA 识别符 XXX 语句名 ddd 数据字段，字母或数字 ， 数据分隔符 *hh 校验和 CR 回车控制符 LF 换行控制符 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 22页共 36 页 通常， GPS 接收机每秒通过直接计算产生一次定位数据，位置时间信息通过封装成GPS报文交给主机。 NMEA0183 报文输出的常用语句信息包含内容，如表 52。 表 52 NMEA0183 输出语句 NMEA 种类说明 GPGGA 卫星定位数据 GGPLL 经度和纬度 GPGSA 导航偏差和有源卫星 GPGSV 可收到信号的 GPS 卫星状态 GPPMC 推荐最小数据量的 GPS 具体内容 /传输数据 GPVTG 对地方向及对地速度 其中 GPRMC 是推荐最小数据，适合海上船只或地面交通工具使用，可给出世界标准时间、经度、纬度、航行速度、方向等信息。 输出范例为 :$GPRMC， ， A， S， ， E， ， ， 030410， *10CRLF。 表 53 RMC 资料格式 名称 实例 说明 讯信代号 $GPRMC RMC 规范台头 标准定位时间 时时分分秒秒 .秒秒秒 定位状态 A A=资料可用， V=资料不可用 纬度 度度分分 .分分分 分 南北半球指示 S 南半球（ S）北半球（ N） 经度 度度分分 .分分分分 东西半球指示 E 东半球（ E）西半球（ W） 对地速度 至 节 对地方向 实际值 日期 030410 日日月月年年 磁极变量（ 1） 东半球 校验码 *10 CRLF 信息结束 XXXX 学院毕业论文（设计） 第 23页共 36 页 第六章 系统 仿真 MATLAB软件简介 MATLAB 是 MATrix LABoratory 的缩写， 1984 年由美国 MathWorks公司推向市场，由于 MATLAB以矩阵作为基本编程单元，提供了各种矩阵的运算与操作，因此早期主要用于现代控制中复杂的矩阵、向量的各种运算。 MATLAB历经十几年的发展，现己集科学计算、图像处理、声音处理于一身，是一个高度集成的系统，成为国际公认的最优秀的科技应用软件。 该软件具有功能强大、界面友善、语言自然、开放性强等特点，使它获得对应用学科极强的适应力，在线性代数、矩阵分析、数值计算及优化、数理统计和随机信号分析、信号和图象处理、控制理论分析和系统设计、过程控制、建模和仿真、通信系统等众多领域的理论研究和过程设计中得到广泛应用。 MATLAB 系统的强大功能是由其核心内容 (语言系统、开发环境、图形系统、数学函数库、应用程序接口等 )和辅助工具箱 (符号计算、图象处理、优化、统计和控制等工具箱 )两大部分构成。 GPS定位仿真 根据卫星历书，分析 GPS 星座的运动轨迹，并在此基础上对接收机的位置进行解算，得到车辆 GPS导航系统定位信息，实现定位导航的仿真试验。 此车辆定位模型可以模拟真实的卫星定位，为仿真调试、虚拟驾驶等研究带来便利 .可以满足离线试验对虚拟定位数据的需要，对于 GPS 接收机改进及 GPS 仿真系统的开发具有重要的意义。 最佳定位星座选择 绝对。