【基于單片機的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計（論文）5600字】

基于單片機的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u12058摘要 122875關(guān)鍵詞：GSM；GPS技術(shù)；單片機第一章緒論 176771.1研究背景 1297171.2研究意義 131554第二章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 2105102.1總體結(jié)構(gòu) 2303692.2單片機控制核心 226166第三章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 3140753.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 3114773.2GSM模塊設(shè)計 5324393.3GPS模塊設(shè)計 6273753.4繼電器電路 7194893.5報警電路 852883.6傳感器模塊設(shè)計 87597第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計 1197324.1系統(tǒng)軟件的需求分析 113194.2GPS通訊協(xié)議 1314201結(jié)語 133832參考文獻(xiàn) 13摘要隨著汽車盜竊事件的激增，防盜已成為當(dāng)今社會的緊迫問題，這給社會帶來了極大的動蕩，對于汽車盜竊的恐懼已成為所有汽車使用者的棘手問題。本文介紹了GSM技術(shù)以及基于GSM技術(shù)設(shè)計防盜車輛系統(tǒng)的計劃，常規(guī)系統(tǒng)由一個主控制單元，GPS系統(tǒng)，微型計算機MSP430F149用作一個控制單元。首先將收集的流體信號發(fā)送到微控制器MSP430，以作為控制核心進(jìn)行處理和激活，此外，該系統(tǒng)使用GPS接口模塊將實時數(shù)據(jù)連接到車輛，并使用GSMTC35模塊在使用短消息的同時將車輛接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舻氖謾C中，防盜系統(tǒng)設(shè)計提高了汽車的連接保護(hù)能力，并減少了汽車被盜的機會。關(guān)鍵詞：GSM；GPS技術(shù)；單片機

第一章緒論1.1研究背景如今，北美制造的大多數(shù)新車都配備了電子防盜系統(tǒng)，市場前景廣闊且樂觀。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的電子防盜系統(tǒng)市場進(jìn)入了快速增長時期，并已成為所有公司的戰(zhàn)場。在未來幾年中，電子防盜系統(tǒng)的市場競爭將加劇，市場結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。由于OEM購買設(shè)置的巨大影響，每個系列的汽車制造商都有一個相對固定的電子防盜系統(tǒng)供應(yīng)商，而且這種情況將持續(xù)很長時間，因此，電子防盜系統(tǒng)的市場結(jié)構(gòu)仍然取決于汽車市場的變化。1.2研究意義隨著人們對個人財產(chǎn)安全意識的不斷提高，對防盜技術(shù)的需求也在增加，貴重物品的安全尤為重要?，F(xiàn)在，許多人擁有自己的汽車，并且人們擔(dān)心現(xiàn)代人的汽車被盜。本設(shè)計是一種基于單片機的紅外汽車防盜預(yù)警系統(tǒng)，通過將人體的熱源轉(zhuǎn)換為電信號以確保物品（汽車）的安全，該系統(tǒng)可以操作控制電路以接收聲音和光警報。該系統(tǒng)測試靈敏度高，操作簡便，成本低廉。通過詳細(xì)的設(shè)計研究，對物品防盜對策技術(shù)有深入的了解和研究。當(dāng)我們保護(hù)個人財產(chǎn)時，對我們進(jìn)行探索和獲取更多的個人知識非常有幫助。第二章系統(tǒng)的總體方案設(shè)計2.1總體結(jié)構(gòu)GPS/GSM防盜系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)包括四個主要部分：定位備用，控制組件，通信組件和電源組件。防盜系統(tǒng)如圖2-1所示：定位部分定位部分GPS模塊通訊部分GSM模塊傳感器部分加速度傳感器模塊電源部分接收端用戶手機控制部分MSP430單片機圖2-1總圖系統(tǒng)設(shè)計圖2-1中的位置部分收集通過GPS獲得的車輛位置信息?？刂茊卧ǔＳ糜诳刂七B接的位置和部分。用于控制的控制器的主要部分是計算機，計算機根據(jù)檢測設(shè)備控制的特殊協(xié)議通過該單元發(fā)送數(shù)據(jù)，電信部門通常使用GSM來確保無線數(shù)據(jù)傳輸，而普通電力部門則向系統(tǒng)的所有部分供電。用于控制的微控制器必須通過GPS和GSM的多個端口。從TC35無線模塊化驅(qū)動系統(tǒng)收到短消息后，可以直接從微控制器I/O端口訪問檢測控制器和斷路器。短消息可以通過串行端口發(fā)送到小型計算機，而單個小型計算機則處理相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)GPS接收器Model，此信息將以SMS的形式發(fā)送到用戶的移動電話，因為汽車系統(tǒng)與移動電話之間的連接使用了通過GSM移動電話進(jìn)行的通信。2.2單片機控制核心使用MSP430F149單片機，據(jù)稱，這是下一代51單片機，具有速度功能，速度和功耗等功能以及超級接口保護(hù)功能。指令代碼與傳統(tǒng)代碼8051完全兼容，但是使用60KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，速度提高了8到12倍。通過在URT操作模式下使用兩個獨立的交互式交互，可以輕松地立即檢測MINI與GPS和GSM之間的數(shù)據(jù)通信。第三章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計本文所選擇的控制單元是MSP430F149微處理器，它是MSP430微處理器的一部分，該單芯片微處理器芯片具有16位RISC架構(gòu)，可提高M(jìn)icroSrollerMSS430控制系統(tǒng)所用的最小系統(tǒng)的代碼性能。如圖3-1所示。圖3-1MinProllerler系統(tǒng)要求最低MSP430最小的計算系統(tǒng)圖3-1所示的最小計算由電路和連接電路組成，圖3-2顯示了功率恢復(fù)電路，在實際的堆疊系統(tǒng)中，某些遠(yuǎn)程芯片需要重置周期?？梢约せ頡ST針上的Konomiyuhu按鈕，以防止接收站突然進(jìn)入記錄部分。在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了確保整流器電路的可靠運行，RC電路通常連接到施密特電路以及微控制器和斷路器。圖3-2校準(zhǔn)電路圖微控制器內(nèi)部有一個高端的音頻放大器，可以產(chǎn)生電能，而XT1和XT2支柱分別增加了計算機的輸入和輸出。晶振靜音電路如圖3-3所示。圖3-3晶振的電路圖引腳圖像輸入MSP430麥克風(fēng)微控制器輸入，描述于MSP430麥克風(fēng)有四種類型：OPT和閃存以及EPROM和ROM，其中，具有片上JTAG調(diào)試接口的Flash型MSP430微控制器是非常方便的開發(fā)基礎(chǔ)，并且可以通過JTAG將程序下載到Flash。先進(jìn)的計算機軟件控制JIAG接口上的片上程序和片上信息的輸出，以進(jìn)行軟件的挖掘和開發(fā)。消除了對模擬器和其他程序的需求，并節(jié)省了微控制器開發(fā)成本。圖3-4MSP430MCU管理MSP430F149MicroProllerler是MSP430X14X系列的一部分。然而，除了標(biāo)準(zhǔn)的MicroProllerMSP430控制功能外，還包括MSPF149微控制器功能：（1）工作電壓低，從1.8V到3.6V。（2）內(nèi)置12位ADC（3）至少保存60KBROM和2KBRAM。（4）閃存部分有256B安裝在模塊內(nèi)部。（5）有六個IO端口（P1至P6）可以控制其他程序。3.2GSM模塊設(shè)計3.2.1TC35芯片介紹TC35是下一代GSM無線調(diào)制解調(diào)器。平均工作功率為3.3-5.5V，工作頻率為900MHz至1800MHz。這些重復(fù)組件的功耗分別為900W和1800M。支持文本和傳真消息。另外，該模塊數(shù)據(jù)具有確定語音和交互式控制信號的功率和傳輸?shù)膸追N功能，信號雙向傳輸，然后將ZIF連接器和天線電纜連接到SIM卡。大多數(shù)TC35模塊具有GSM基帶處理器;GSM射頻模塊；電源模塊；閃存;ZIF連接器和接口天線?；鶐荰C35的主要組件，因此大多數(shù)檢測器都通過GSM站處理音頻信號和數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)字和模擬信號集成到移動無線電設(shè)備中。如果不需要其他設(shè)備周期，則可以寫入FR，HR和EFR通道語音代碼的鍵。GSM射頻使用SMAIT設(shè)備，用于實現(xiàn)內(nèi)外信號交換。GSM的電源ASIC使用線性電壓調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)，結(jié)合GPS基帶和射頻使其運行。SRAM用于存儲用戶數(shù)據(jù)和其他信息。TC35的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。ZIPZIP連接器天線接口FLASHSRAMGSM的射頻部分GSM基帶處理器電源ASICSIEMENS模塊TC35圖3-5TC35結(jié)構(gòu)TC35外部連接器具有RS-232接口，交互式接口，SIM卡接口和接口。（1）RS-232接口RS-232是由美國電子工業(yè)協(xié)會開發(fā)的總線，它通常用于驗證個人計算機與個人計算機或外部設(shè)備之間的通信。但是，由于缺乏一致性，串行端口微處理器經(jīng)常使用Model1，其數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為115.2KB至300KB/s，TC35數(shù)據(jù)連接使用DB9接口，它通過執(zhí)行AT命令與微控制器進(jìn)行交互。（2）SIM卡連接SIM卡（客戶ID卡）是數(shù)字移動電話中使用的身份證，它的大部分結(jié)構(gòu)都由一個微處理器組成，包括RAM，E2PROM和串行通信。SIM卡有8個外部接口，每當(dāng)檢測到MS時，便會進(jìn)行數(shù)據(jù)交接。SIM卡包含幾個重要的數(shù)據(jù)組，包括：ICCID（集成識別卡）是集成卡，它是SIM卡中心在數(shù)據(jù)收集過程中存儲的號碼。PIN（個人識別碼）是與SIM卡鎖相對應(yīng)的個人識別碼。IMSI（移動Sabscriber標(biāo)識符）是唯一的國際用戶ID。RI（非正式身份）是無法識別的識別碼，它是SIM卡用來驗證通信系統(tǒng)的簽名密鑰。（3）電源連接該接口作用于通信模塊的工作電壓能正常使用。TC35的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為3.3至3.5V。為使其進(jìn)入正常工作狀態(tài)還要要先給IGT加入延時低脈沖。3.2.2GSM模塊電路設(shè)計TC35與系統(tǒng)之間的電路連接基于40針接口，該接口可以發(fā)送和接收TC35的所有外部信號。此外還作用于AT指令輸入，電源和音頻信號。因此，可以在微控制器和TC35模塊之間實現(xiàn)控制。GSM模塊圖如圖3-6所示。圖3-6GSM模塊的電路圖圖3-7SIM卡連接圖TC35SIM卡型號使用8針Molex卡插槽，而TC35SIM卡模塊有6針。如圖3-7所示，將SIM連接到TC35模塊和ZF連接器，執(zhí)行濾波。3.3GPS模塊設(shè)計GPS用戶的關(guān)鍵組件是用于定位和管理GPS衛(wèi)星廣播的GPS接收器。接受器由一個極天線，一個計算器和一個發(fā)電機組成。借助軟件，衛(wèi)星接收器可以接收，記錄，識別，存儲，簡化和處理數(shù)據(jù)，并提供有用的區(qū)域，速度和時間信息。圖3-8GPS電路圖圖3-8顯示了JP7LPGPS模式的電源?？梢詫⑦@種類型的設(shè)計結(jié)構(gòu)合并到GPS接收器應(yīng)用系統(tǒng)中。它還具有遠(yuǎn)距離接收功能，并且它不僅顯著減少了模塊總數(shù)，而且還降低了系統(tǒng)功耗并顯著提高了系統(tǒng)性能。此外智能設(shè)備和軟件的結(jié)合使其易于集成和使用。接收者原理如圖3-9所示。低注變流器低注變流器數(shù)字基帶換算CPUCPU本地緩存RAMROM1752.42MHz圖3-9接收器的原理圖即時TTFF放置的使用（直到第一次分類）使接收器可以高精度地跟蹤12顆衛(wèi)星發(fā)送的信號，并且還可以通過每秒產(chǎn)生的低脈沖來精確地測量時間。通過在實時RTCM中自動輸入個人GPS容器數(shù)據(jù)，GPS接收器的精度可以從100M提高到5M。3.4繼電器電路該電路的功能如下：當(dāng)車輛被偷竊時，用戶的手機可以發(fā)送消息使其不能開動防止被偷車。因此，除了GPS和其他放置設(shè)備外，汽車的防盜性能也得到了極大的提高。汽車供電系統(tǒng)的動力由電池提供支持。當(dāng)汽車正常運行時，發(fā)電機保持不間斷供電，因此，電池電量通常就足夠了。如果要停止或運行汽車發(fā)動機，則可以控制燃油系統(tǒng)的燃油供應(yīng)，也可以使用繼電器來完成此任務(wù)，繼電器電路通常連接到燃料電池的電源，并且傳輸變速器用于確保實時電源。但是，MSP430F149的引腳電源稍弱，因此，它不能直接被引用，因此需要一個“過渡器”。如圖3-10所示。圖3-10繼電器電路圖當(dāng)命令停止汽油噴射時，其驅(qū)動引腳為高電平，此外，引腳電平為0至3V，因此5V繼電器無法操作，它還必須通過兩個非門控的繼電器，并且中央繼電器同時關(guān)閉，這會切斷外部控制氣體噴射系統(tǒng)的電線，從而無法正常驅(qū)動。3.5報警電路當(dāng)車輛出現(xiàn)非正常情況時，警報消息將立即發(fā)送到控制單元，警告消息將以SMS形式發(fā)送到用戶的手機。如圖3-11所示。圖3-11報警電路圖3.6傳感器模塊設(shè)計3.6.1傳感器的工作原理本設(shè)計系統(tǒng)使用的ADXL202加速度指示器結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。隨著速度的變化，電位值也隨之變化，所以信號處理電路會將模擬信號經(jīng)工作周期調(diào)制后轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，在通過X/Y輸出?？乜刂破鱔傳感器振蕩器Y傳感器解調(diào)器解調(diào)器RR模擬到DUTY循環(huán)（ADC）自測試3~5.25VCRest圖3-12傳感器ADXL202在靜電力的幫助下，引腳輸出電路發(fā)生變化，并且有一個加速度信號，可以檢查針腳，看看芯片的工作是否正常運行，T2針需要一個外部REST電阻，COM針用于公共接口，XOUT和YOUT針用于生成數(shù)字信號，并且XFILF和YFILT以及濾波電容，來確定搜索信號的帶寬，ADXL202的引腳設(shè)置如圖3-13所示。圖3-13ADXL202基本傳感器結(jié)構(gòu)3.6.2傳感器的方案設(shè)計ADXL202使用3VDC連接到T2觸點REST電阻，XOUT和YOUT塔的數(shù)字輸出直接發(fā)送到麥克風(fēng)，以測量速度和車輛狀況，來自XFILF和YFILT列的模擬信號被發(fā)送到微處理器的A/D端口，以測量電壓升高時車輛的振動。圖3-14ADXL202測量系統(tǒng)圖在此圖中，需要將ADXL202速度傳感器的T2引腳連接到REST電阻。COM引擎用作公共接地，XOUT和YOUT針用于生成數(shù)字信號，并且XFILF和YFILT加濾波電容，來設(shè)置搜索信號的帶寬，VDD針為電源入口。第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件的需求分析4.1.1主控模塊該模塊是系統(tǒng)的關(guān)鍵，該程序的主要功能是在其他模塊中調(diào)用這些相關(guān)功能，以完成相關(guān)設(shè)備的初始工作，以及調(diào)用和設(shè)置程序的功能。其主要思路是使用在大循環(huán)中調(diào)用每個模塊里的小循環(huán)中找到的輪詢方法，同時，它監(jiān)視各種關(guān)鍵位置以避免系統(tǒng)故障。主控制模塊和其他模塊的框圖如圖4-1所示。開始開始初始化各模塊設(shè)備調(diào)用系統(tǒng)模塊調(diào)用防盜模塊調(diào)用GPS模塊調(diào)用GSM模塊看門狗是否正常否是結(jié)束圖4-1主控制模塊和其他模塊4.1.2基本子程序模塊的設(shè)計（1）系統(tǒng)模塊該組件的功能是管理與MSPF149相關(guān)的硬件：MSP430F149的兩個串行端口的搜索條件；數(shù)據(jù)壓縮和排序的初始格式。（2）防盜系統(tǒng)本節(jié)提供了一個交互式的防盜界面，包括防盜管理和防盜警報讀取。防盜系統(tǒng)如圖4-2所示。開始開始讀取防盜器指令是否斷油是否解鎖博客是否上鎖是否上鎖是否斷油是否解鎖發(fā)送3次發(fā)送3次發(fā)送3次發(fā)送上鎖指令發(fā)送斷油令發(fā)送解鎖指令讀取防盜器狀態(tài)讀取防盜器狀態(tài)讀取防盜器狀態(tài)向信息隊列上鎖失敗信息向信息隊列發(fā)送斷油失敗信息向信息隊列發(fā)送解鎖失敗信息向信息隊列發(fā)送上鎖成功信息向信息隊列發(fā)送斷油成功信息向信息隊列發(fā)送解鎖成功信息結(jié)束圖4-2防盜系統(tǒng)程序流程圖（3）GPS模塊GPS模塊的主要功能是接收數(shù)據(jù)，接收通過串行端口發(fā)送到GPS接收器的GPS數(shù)據(jù)的速度日期，時間以及經(jīng)緯度。GPS設(shè)備每秒會向端口發(fā)送多個信號，具體取決于GPS接收器模塊，默認(rèn)的信號通常有$GPGGA和$GPRMC。GPS系統(tǒng)匹配字母并存儲與字母有關(guān)的信息，他們使用通常的通訊方式，帶寬為4800CFR；初始位是1位；數(shù)據(jù)位是8位，停止位是1位。GPSOEM對于確定句子的開頭非常重要，因為它不僅發(fā)送消息，而且還必須做出完整的決定。圖4-3為串行中斷接收流程圖。串行中斷串行中斷頭是否為$GPGGA整條語句接收完畢接受并放入緩沖區(qū)第一輪接收“$GPGGA”語句顯示跟新標(biāo)志結(jié)束否否圖4-3串行中斷的接收程序的流程圖4.2GPS通訊協(xié)議GPS通信協(xié)議有很多，里面的NMEA-0183，即GPS接收器和其他數(shù)據(jù)的輸出格式。在如今是非常流行的一種協(xié)議。NEMA-0183是GPS25輸出模式，基于標(biāo)準(zhǔn)的NEMA-0183格式，通過此通信線路，可以將電子設(shè)備連接到RS-232通道并支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。用戶還可以控制任何數(shù)據(jù)的行為以及信息更新的頻率。如果可以發(fā)送某些數(shù)據(jù)，則GPS設(shè)備將記住電源關(guān)閉時的設(shè)置方式，并在電源打開時返回其原始位置。結(jié)