GPS汽车防盗追踪器的设计毕业设计.docx
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GPS汽车防盗追踪器的设计毕业设计
广西大学
毕业设计(论文)
课落款称基于GPS的汽车防盗定位器
学院运算机与电子信息学院
毕业设计(论文)原创性声明和利用授权说明
原创性声明
本人郑重许诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的功效。
尽我所知,除文中专门加以标注和致谢的地址外,不包括其他人或组织已经发表或发布过的研究功效,也不包括我为取得及其它教育机构的学位或学历而利用过的材料。
对本研究提供过帮忙和做出过奉献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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指导教师签名:
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利用授权说明
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依照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保留毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览效劳;学校能够采纳影印、缩印、数字化或其它复制手腕保留论文;在不以获利为目的前提下,学校能够发布论文的部份或全数内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。
除文中专门加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。
对本文的研究做出重要奉献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权利用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、利用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,许诺论文被查阅和借阅。
本人授权 大学能够将本学位论文的全数或部份内容编入有关数据库进行检索,能够采纳影印、缩印或扫描等复制手腕保留和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处置。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
摘要
随着全世界经济的快速进展,汽车已经进入人们的家庭,但同时愈来愈多的汽车被盗,汽车被盗是车主一大损失,因此汽车定位防盗系统占据了专门大的市场需求。
目前一些商用车的防盗系统具有小功能、大容量和高功率消耗的缺点,在本文中设计出了一个用基于STC单片机的低功耗防盗系统,该系统结合GSM通信网络和GPS接收模块,通过GPS模块接收经度、纬度、速度等位置信息,同时,通过GSM网络或将信息传送给车主,该汽车防盗系统可用于GPS定位和汽车防盗,它具有很高的性价比。
该系统集成传统的防盗技术和GSM/GPS技术,通过STC单片机设计原理,利用基于GSM短消息的无线通信协议,构建了一个车主、监控中心和汽车之间通信的交互平台,车主和监控中心可利用短消息对汽车状态进行监控并能够发送操纵指令,从而实现了全方位的汽车防盗监控。
本文论述了汽车防盗系统所涉及大体原理,包括系统数据信息处置顶用的GSM短信息协议、AT指令和国际航海电子协会标准导航NEM协议。
同时,也详细介绍了系统的硬件组成,包括系统电源电路、微操纵器STC12C5A60S2、GSM无线模块、GPS接收模块和外围的检测操纵电路,在软件设计上采纳模块化方式,即将整个系统软件分为几大模块:
系统模块、GSM处置模块和GPS处置模块等,供主控模块挪用。
关键词:
GPSGPRSGSM汽车防盗系统单片机
Abstract
Withthefastdevelopmentofglobaleconomy,carhascomeintopeople’sfamily.Buttheftofcarincreasesatthesametime.Theftofcarisabiglossfortheownerofcar.Currently,somecommercialcarguardsystemshavelittlefunction,largevolumeandhighpowerconsumption.Inthispaper,alowpowerconsumptionguardsystemisdesignedwithSTCmicrocontroller.ThesystemcombinesGPSreceivermodulewithGSMcommunicationnetwork.Itcanreceivelocationinformationsuchaslongitude,latitudeandspeedthroughtheGPSmodule.Atthesametime,somemessagesaboutpositioninformationaretransmittedbyGSMnetworkortelephone.Thecarguardsystemcanbeusedtoguardandlocalizepositionofcar.Itisofhighperformance-priceratio.
IntegratingthetraditionalvehiclealarmtechnologyandGSM/GPStechnologyandaccordingtothedesigningprinciplesofSTCmonolithicintegratedcircuit,thesystembuildsupamutualplatformamongthevehicleowner,themonitorcenterandthevehiclebyusingthevehiclemonitorandmonitorprotocolbasedonGSMshortmessage.Vehicleowner'sandthemonitorcentercallmonitorthestateofthevehicleandsendcontrollinginstructionsbymeansofSMS,Soastorealizeall-directionalvehiclealarmandmonitor.
Thisarticleelaboratesbasicprincipleofvehiclelocalizationandthetheft-againstsystem,includingprotocolofSMS(GSM07.05),ATInstructionandtheprotocolofnavigation(NEMA-0183)usedinthesystem.Simultaneously,theconstructofhardwareisintroduceindetail,includingpowercircuitofsystem,MicrocontrollerSTC12C5A60S2,wirelessGSMtelecommunicationmoduleTC35.GPSmoduleandoutercontrolcircuit.Usesthemodularmethodinthesoftwaredesign,soontheoverallsystemsoftwaredividesintoseveralbigmodules:
Systemmodule,securityinterfacemodule,GSMprocessingmoduleandGPSprocessingmoduleandsoon,formastercontrolmoduletransfer;,UsingtheVC6.0designsinthepositionmachinemonitoringsoftware,completestotheGSMmodulecorrelationinstructiontestandtheSMSreceivingandsendingfunction.
Keywords:
GPS,GPRS,GSM,Caralarmsystem,Single-chipcomputer
第一章绪论
课题研究的背景及意义
国内外汽车防盗装置的种类繁多,进展迅速,目前国际上流行的大体上是电子式汽车防盗产品,如汽车识别钥匙、电子编码点火钥匙、生物特点电子锁,它具有专门好的性价比,在市场上占有绝对优势。
欧盟所有新车型从1997年开始都必需配备电子防盗装置,并通过过渡期后,将此规定变成法律限期强制实施,据统计,装有电子防盗器汽车的被盗率为万分之四五,而未装电子防盗装置的汽车被盗率那么高达万分之四十。
机械锁是最先的汽车防盗锁,现已很少单独利用,要紧与电子式芯片联合利用。
从20世纪70年代至今,以轿车为冲破口,汽车锁已由初期的机械操纵进展成此刻的电子密码—遥控呼救—信息报警系统,且防盗功能有专门大提高。
整体来看,国内的汽车防盗技术水平仅为国际20世纪90年代后期的水平,国内把握制动器防盗装置的开发实验技术并形成批量生产的厂商只有几家,且防盗装置一样都存在报警范围小、只能实现本地报警、不能实现远程操纵,只能实现单纯报警、对被盗车辆不能实现跟踪操纵等缺点[8]。
除此之外,国内制定的汽车防盗法规不够健全,执行不够严格;生产企业对汽车防盗的熟悉不够重视,资金投入不足,这些都造成国内汽车防盗水平相对掉队,不能适应我国汽车进展对汽车防盗技术的需求。
因此,我国汽车防盗产品的升级换代势在必行,汽车防盗必将进入一个调整进展的新时期[5]。
设计方案的提出及认证
一.方案一
以两块AT89C2051单片机和一块铁电存储器FM25040组成一个具有双CPU双串行口的操纵模块,用操纵模块操纵GPS模块进行定位信息的提取,还有操纵GSM模块进行定位数据的发送和接收操纵中心发送过来的命令以传给操纵中心来操纵整个系统。
双CPU模块的CPU1接收定位导航信息后,进行紧缩处置,并与中心发送的操纵信息比较检测后送入FM25040存储,双CPU模块的CPU2则第一检测操纵中心有无操纵命令发布并执行与处置,然后把FM25040中的定位导航信息读出并通过GSM模块发送至操纵中心,操纵中心通过GSM网络,用电脑或电话进行定位数据的搜集和显示[15]。
二.方案二
用STC12C5A60S2单片机微处置器作为操纵中心,用G-starGS-89作为GPS数据搜集模块,sim300作为系统与GSM网络互换数据信息模块,通过STC单片机的串口2来操纵GPS模块接收汽车的经度、纬度等位置信息,并将数据信息存储在存储器中,用STC单片机用串口1与sim300进行数据互换,单片机遇检测是不是通过sim300芯片接收到用户发送来的监控命令,然后再将存储在存储器中的定位数据用sim300芯片通过GSM网络发送给用户,而用户能够通过电话发送短信或通过运算机发送操纵命令来查询汽车的位置信息。
三.方案确信
由于本系统能够只用一块STC单片机的两个串口就能够够操纵GPS和GSM模块,而不需要两块单片机组成的双CPU来操纵这两个模块,如此会增加设计的复杂性,双CPU还要通过串口进行数据互换,而且用的两块单片机本钱和能源消耗都比较大。
因此本文采纳的是方案二,只用一块STC单片机作为操纵模块。
课题要紧研究内容
本课题要紧对汽车防盗器进行研究,在分析GSM/GPS原理及其应用的基础上,针对传统汽车防盗器功能单一、结构简单、靠得住性不高的缺点,在充分研究该系统各要素的基础上,以微操纵器STC12C5A60S2为核心,通过该处置器的串口和各个数字IO端口别离实现对GSM/GPS模块的操纵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)依照GSM网络相应的通信协议,构建一个与监控中心、车主和汽车之间的交互平台。
(3)结合全世界卫星定位系统(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
GSM网络
GSM模块(sim300)
CUP串行口控制模块
GPS模块
UART1
UART0
图1-1系统框图
要紧工作
针对课题的要求,我的工作应有如下部份:
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、Gstar-gs89模块和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数据接收格式及其紧缩方式。
3.由于本课题的通信方式采纳短消息的方式通信,应熟悉短消息的知识、短消息格式及其数据接收紧缩原理。
4熟悉操纵G-starGS-89的AT指令知识,专门是操纵短消息的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。
本课题的开发利用的是KeiluVision4编程器。
7.编写出应用程序。
8.硬件电路的制作。
[16]
第二章系统用到的要紧芯片及模块介绍
STC12C5A60S2介绍
2.1.1芯片介绍
STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机械周期(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8-12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),针对电机操纵,强干扰场合[1]。
要紧特性
.高速:
1个单时钟/机械周期,增强型8051内核,速度比一般的8051快8-12倍,
.宽电压:
—.
增加第二复位功能脚(高靠得住复位,可调整复位门坎电压,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:
0-35MHz,相当于一般的8051:
0-420MHz
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利用
2通道捕捉/比较单元(PWM/PCA/CCP)
4个16位按时器兼通一般的8051按时器T0/T1,2路PWM实现2路按时器
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),兼容一般的8051串口
先进的指令集结构,兼容一般的8051指令集,有硬件乘法/除法指令
通用的I/O口(36/40/44)[1]
.管脚说明
管脚图如图2-1所示
图2-1STC12C5A60S2
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而且它作为一通用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)
'rxD(串行输出口)
INT0(外部中断O)
INT1(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操纵信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要维持RST脚两个机械周期的高电平常刻。
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别离为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器能够配置为片内
.封装
图STC12C5A60S2封装尺寸图
UNIT
A
A1max
A2min
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别离为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器能够配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡都可采纳。
如采纳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,但必需保证脉冲的高低电平要求的宽度。
2.2G-starGS-89模块
2.2.1.介绍
GPS模块的价钱愈来愈平民化,让愈来愈多的产品嵌入了GPS模块,电子爱好者学习研究GPS模块也再也不是奢侈的事,GPS是电子爱好者超级热衷的一个话题,GPS在民用、军用、航海航天领域都有普遍的应用,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模块采纳的是G-starGS-89GPSMODULE模块。
GPS模块确实是集成了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芯片大部份仍是采纳全世界市占率第一的SIRFIII系列为主。
由于GPS模块采纳的芯片组不一样,性能和价钱也有区别,采纳SIRF三代芯片组的GPS模块性能最优,价钱也要比采纳MTK或MSTAR等GPS芯片组的贵很多。
[19]。
G-starGS-89芯片如图2-3所示,
图G-starGS-89芯片
2.2.2G-starGS-89参数介绍
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–40°C----+80°C
数据输出(nmea0183)
GPGGA,GPGSA,GPGSV,GPRMC,GPVTG,GPGLL可选.
储存温度
摄氏–45°C----+85°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
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- GPS 汽车 防盗 追踪 设计 毕业设计