基于GMS汽车防盗监控系统的设计.docx
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基于GMS汽车防盗监控系统的设计.docx
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基于GMS汽车防盗监控系统的设计
毕业设计(论文)
论文题目:
基于GSM汽车防盗监控系统的设计
所属系部:
电子工程系
指导老师:
职称:
学生姓名:
学号:
专业:
毕业设计(论文)任务书
题目:
基于GSM汽车防盗监控系统的设计
任务与要求:
任务:
①利用GSM技术来实现汽车防盗的控制系统。
②根据需要设计出要实现此功能的各个模块并进行详细分析。
③完成本课题的中英文论文摘要和本课题的相关内容。
④完成论文,并总结课题的不足并改进。
⑤思考本课题的发展及用途。
要求:
①利用利用GSM技术来实现汽车防盗的控制系统。
②当车主开车时,各个环节能够正常运行,实现各自功能。
③当车辆被盗时,系统能够识别并立即断油断电并能够第一时间追回车。
时间:
2010年8月31日至2010年10月23日共8周
所属系部:
电子工程系
学生姓名:
学号:
专业:
指导单位或教研室:
电子信息教研室
指导教师:
职称:
摘要
随着信息技术的发展,汽车防盗技术已经从最初的机械式发展到最新的基于GSM/GPS的网络式汽车防盗系统;而在国内,由于价格上和技术上的原因,普通的电子式汽车防盗器还是占据主流地位。
针对市场上流行的普通汽车防盗器产品大多数都存在着防盗功能单一,可靠性低,缺乏跟踪监控功能等缺陷,而本文则是利用较低的硬件配置环境设计了一种基于GSM通讯平台和GPS卫星定位的汽车防盗系统,实现汽车导航与防盗功能的结合,提高了开发效率,也便于软件和硬件后期的维护与修改。
该系统集成传统的防盗技术和GSM/GPS技术,通过嵌入式系统设计原理,利用基于GSM短信息的无线通信协议,构建了一个在车主,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信息对汽车状态进行远程监控并可以发送控制指令,从而实现了全方位的汽车防盗监控系统。
关键词汽车防盗系统;嵌入式系统;通信协议;远程监控
Abstract
Withtheeconomicdevelopment,thevehicletheft-againsttechnologyhasupgradedfromtheoriginalmechanicalmodetothelatestGSM/GPSbasednetworkmodeafterseveralgenerations.ButinChina,consideringthepriceandtechnology,thecommonelectronicvehiclealarmequipmentsarestillthedominantones.
Inviewofthedeficienciesofmostcommonvehiclealarmequipmentsprevalentinthemarket,suchassinglealarmability,lowsecurityandlackoftrackingandmonitoringability,butthispaperdesignsavehicletheft-againstsystemthebasedonGSMcommunicationplatformandGPSsatallitepositioningbyintegratingalowerhardwareschemecircumstance,tocombinepositioningwithagainsttheftfunctionofvehicle,toenhancethedevelopmentefficiency,alsoisadvantageousforsoftwareandthehardwarelaterperiodmaintenceandtherevision.
IntegratingthetraditionalvehiclealarmtechnologyandGSM/GPStechnologyandaccordingtothedesigningprinciplesofembeddedsystem,thesystembuildsupamutualplatformamongthevehiclemonitorandcontrolprotocolbasedonGSMshortmessage.VehicleownersandthemonitorcentercanmonitorthestateofthevehicleandsendcontrollinginstructionsbymeansofSMS,soastorealizeall-directionalvehiclealarmandmonitor.
Keywords:
VehicleAlarmSystem;EmbeddedSystem;CommunicationProtocol;RemoteMonitor
引言
随着经济的飞速发展,汽车作为人类重要的交通工具正在迅猛增加。
然而,汽车的安全保护技术已引起广泛重视,为了防范汽车被盗,科研工作者们研制开发了许多汽车防盗新技术,各种防盗装置相继产生并被广泛运用。
网络防盗系统的基本工作原理是通过网络来实现车门开关、马达的启动和汽车的载停、定位及远程车况报告等功能。
它的最大优势是突破了距离的限制。
其中应用得到广泛的事GSM/GPS。
GPS的工作有赖于卫星监控中心对车辆的24小时不间断、高精度的监控服务。
GPS网络防盗系统由安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS/GSM终端就会发出信号,指挥中心在通过GPS全球卫星定位系统得到这些信号后计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向,熄灭发动机和配合各方力量追回车辆。
近年来,防盗系统已一步一步的从机械式—电子式—芯片式,发展到现在广泛应用的网络式防盗系统,它是通过网络实现车门的开关和车辆的起动、截停、定位、及根据车主要求提供远程车况报告等功能。
目前主要使用的网络有GSM网络和GPS(卫星定位系统),其中GPS应用最为广泛。
GPS主要靠点火或起动发动机达到防盗的目的。
采用GPS技术的汽车反劫防盗系统由安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端及GSM通信网络组成,接受全球定位卫星发出的定位信息,计算移动目标的经纬度、速度和方向,并利用GSM网络的短信息平台作为通信媒介实现定位信息的传输,具有传统GPS通讯方案无法比拟的优势。
一旦汽车被盗或出现异常,指挥中心可立即通过GPS接收终端设备信号,确定汽车实时地理位置和多方面信息,配合各方面力量及网络优势追回汽车,同时能熄灭发动机,使汽车不能行驶,网络式防盗突破了距离的限制,覆盖范围广,可用于被盗汽车的追踪侦查,可全天应用,破案速度快,监测定位高。
GPS防盗技术可以说是一场技术革命,它一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务,能为车主提供全方位的主动式服务,是目前其他类型汽车防盗系统所不能比拟的。
1.选题的背景
1.1课题研究的内容和意义
1.1.1研究的主要内容
本课题主要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、可靠性不高的缺点,在充分研究该系统各要素的基础上,以TI公司的高速16位嵌入式微控制器MSP430F149为核心,通过该处理器的串口和各个数字I/O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成新兴的无线网络汽车防盗系统。
内容具体如下:
(1)通过与嵌入式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、速度等信息行实时监控。
1.1.2课题研究的意义
本课题研究的意义在于:
在传统防盗器领域,引入了嵌入式系统理念,提出一种新的全方位汽车安全解决方案,通过设计具有远程监控功能的通讯平台,为汽车防盗系统的无线网络化发展提供了良好的应用基础。
将GPS定位技术运用到相应的汽车防盗系统中,通过监控中心的管理使得汽车安全系数有了很大提高,为汽车防盗安全体系的实现提供了一种新型公共解决方案。
利用较低的硬件环境完成较高的系统功能,为网络式汽车防盗系统市场探索出一条新路,为今后网络式防盗系统在国内的普及奠定了基础。
1.2课题研究背景
国内外汽车防盗装置的种类繁多,发展迅速。
目前,国际上流行的基本上是电子式汽车防盗产品,它具有很好的性价比,在市场上占有绝对优势,机械锁是最早的汽车防盗锁,现已很少单独使用,主要与电子式、芯片式联合使用、从20世纪70年代至今,以轿车为突破口,汽车锁已由初期的机械锁控制发展成现在的电子锁,且防盗功能有很大提高。
总体来看,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,国内掌控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,且防盗装置一般都存在报警范围小、只能实现本地报警、不能实现远程控制,只能实现单纯报警、对被盗车辆不能实现跟踪控制等缺点。
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认识不够重视,资金投入不足,这些都造成国内汽车防盗水平相对落后,不能适应我国汽车发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发展的新时期。
2.系统的硬件设计
2.1系统的原理图
基于GSM/GPS的汽车防盗系统主要由:
车载终端(微控制器,GPS模块,GSM模块、传感电路)、传输网络(GSM网络)、监控中心、用户手机组成。
若要实现汽车的防盗监控功能,则需要如下功能电路:
GPS模块电路、GSM模块电路、16位高速单片机、汽车供电控制电路、防盗报警电路、远程控制车停的执行电路等电路。
图2-1表示了系统的硬件结构框图。
串口1
MSP430F149
防盗报警电路
GSM模块
串口2
汽车供电控制电路
GPS模块
车载传感器电路
外扩存储器
液晶显示
其他传感器电路
时钟电路
执行电路
图2-1系统的硬件结构图
硬件的主要技术指标包括:
(1)由于程序较为复杂,需要支持在线仿真。
(2)GPS定位时需要定位精度10米以内。
(3)要求单片机处理速度较高。
(4)由于整个系统从汽车电瓶取电,要求系统功耗较低。
(5)采用信号灯反映系统状态,需要电源指示灯,GSM搜网指示灯和GPS定位指示灯。
2.2GSM模块
2.2.1系统的通信平台
目前,车辆防盗系统的通信平台有GSM网、GPRS网等多种方案。
(1)GSM短信息:
GSM短信息业务的通信方式是目前用的较多的一种,因为其覆盖范围大,并且可以全国漫游。
(2)GPRS网:
GPRS具有传输速率大,频率利用率高,误码率几乎为零,支持多种网络协议,并且支持漫游等特点。
综上传输速率、频率利用率、网络时延、覆盖范围等多方面的考虑,选用GSM网络作为系统通信平台。
2.2.2GSM网络的简介
GSM是“全球移动通信系统”(GlobalSystemforMobileCommunications)的英文缩写,从20世纪20年代开始移动通信技术得到了发展,20世纪40年代进
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