【基于单片机的汽车防盗系统设计（论文）5600字】

基于单片机的汽车防盗系统设计目录TOC\o"1-2"\h\u12058摘要 122875关键词：GSM；GPS技术；单片机第一章绪论 176771.1研究背景 1297171.2研究意义 131554第二章系统的总体方案设计 2105102.1总体结构 2303692.2单片机控制核心 226166第三章系统的硬件电路设计 3140753.1单片机最小系统设计 3114773.2GSM模块设计 5324393.3GPS模块设计 6273753.4继电器电路 7194893.5报警电路 852883.6传感器模块设计 87597第四章系统的软件设计 1197324.1系统软件的需求分析 113194.2GPS通讯协议 1314201结语 133832参考文献 13摘要随着汽车盗窃事件的激增，防盗已成为当今社会的紧迫问题，这给社会带来了极大的动荡，对于汽车盗窃的恐惧已成为所有汽车使用者的棘手问题。本文介绍了GSM技术以及基于GSM技术设计防盗车辆系统的计划，常规系统由一个主控制单元，GPS系统，微型计算机MSP430F149用作一个控制单元。首先将收集的流体信号发送到微控制器MSP430，以作为控制核心进行处理和激活，此外，该系统使用GPS接口模块将实时数据连接到车辆，并使用GSMTC35模块在使用短消息的同时将车辆接收的数据传输到用户的手机中，防盗系统设计提高了汽车的连接保护能力，并减少了汽车被盗的机会。关键词：GSM；GPS技术；单片机

第一章绪论1.1研究背景如今，北美制造的大多数新车都配备了电子防盗系统，市场前景广阔且乐观。随着汽车工业的发展，我国的电子防盗系统市场进入了快速增长时期，并已成为所有公司的战场。在未来几年中，电子防盗系统的市场竞争将加剧，市场结构将发生变化。由于OEM购买设置的巨大影响，每个系列的汽车制造商都有一个相对固定的电子防盗系统供应商，而且这种情况将持续很长时间，因此，电子防盗系统的市场结构仍然取决于汽车市场的变化。1.2研究意义随着人们对个人财产安全意识的不断提高，对防盗技术的需求也在增加，贵重物品的安全尤为重要。现在，许多人拥有自己的汽车，并且人们担心现代人的汽车被盗。本设计是一种基于单片机的红外汽车防盗预警系统，通过将人体的热源转换为电信号以确保物品（汽车）的安全，该系统可以操作控制电路以接收声音和光警报。该系统测试灵敏度高，操作简便，成本低廉。通过详细的设计研究，对物品防盗对策技术有深入的了解和研究。当我们保护个人财产时，对我们进行探索和获取更多的个人知识非常有帮助。第二章系统的总体方案设计2.1总体结构GPS/GSM防盗系统的设计和实现包括四个主要部分：定位备用，控制组件，通信组件和电源组件。防盗系统如图2-1所示：定位部分定位部分GPS模块通讯部分GSM模块传感器部分加速度传感器模块电源部分接收端用户手机控制部分MSP430单片机图2-1总图系统设计图2-1中的位置部分收集通过GPS获得的车辆位置信息。控制单元通常用于控制连接的位置和部分。用于控制的控制器的主要部分是计算机，计算机根据检测设备控制的特殊协议通过该单元发送数据，电信部门通常使用GSM来确保无线数据传输，而普通电力部门则向系统的所有部分供电。用于控制的微控制器必须通过GPS和GSM的多个端口。从TC35无线模块化驱动系统收到短消息后，可以直接从微控制器I/O端口访问检测控制器和断路器。短消息可以通过串行端口发送到小型计算机，而单个小型计算机则处理相关数据，根据GPS接收器Model，此信息将以SMS的形式发送到用户的移动电话，因为汽车系统与移动电话之间的连接使用了通过GSM移动电话进行的通信。2.2单片机控制核心使用MSP430F149单片机，据称，这是下一代51单片机，具有速度功能，速度和功耗等功能以及超级接口保护功能。指令代码与传统代码8051完全兼容，但是使用60KB的系统内可编程闪存，速度提高了8到12倍。通过在URT操作模式下使用两个独立的交互式交互，可以轻松地立即检测MINI与GPS和GSM之间的数据通信。第三章系统的硬件电路设计3.1单片机最小系统设计本文所选择的控制单元是MSP430F149微处理器，它是MSP430微处理器的一部分，该单芯片微处理器芯片具有16位RISC架构，可提高MicroSrollerMSS430控制系统所用的最小系统的代码性能。如图3-1所示。图3-1MinProllerler系统要求最低MSP430最小的计算系统图3-1所示的最小计算由电路和连接电路组成，图3-2显示了功率恢复电路，在实际的堆叠系统中，某些远程芯片需要重置周期。可以激活RST针上的Konomiyuhu按钮，以防止接收站突然进入记录部分。在应用系统中，为了确保整流器电路的可靠运行，RC电路通常连接到施密特电路以及微控制器和断路器。图3-2校准电路图微控制器内部有一个高端的音频放大器，可以产生电能，而XT1和XT2支柱分别增加了计算机的输入和输出。晶振静音电路如图3-3所示。图3-3晶振的电路图引脚图像输入MSP430麦克风微控制器输入，描述于MSP430麦克风有四种类型：OPT和闪存以及EPROM和ROM，其中，具有片上JTAG调试接口的Flash型MSP430微控制器是非常方便的开发基础，并且可以通过JTAG将程序下载到Flash。先进的计算机软件控制JIAG接口上的片上程序和片上信息的输出，以进行软件的挖掘和开发。消除了对模拟器和其他程序的需求，并节省了微控制器开发成本。图3-4MSP430MCU管理MSP430F149MicroProllerler是MSP430X14X系列的一部分。然而，除了标准的MicroProllerMSP430控制功能外，还包括MSPF149微控制器功能：（1）工作电压低，从1.8V到3.6V。（2）内置12位ADC（3）至少保存60KBROM和2KBRAM。（4）闪存部分有256B安装在模块内部。（5）有六个IO端口（P1至P6）可以控制其他程序。3.2GSM模块设计3.2.1TC35芯片介绍TC35是下一代GSM无线调制解调器。平均工作功率为3.3-5.5V，工作频率为900MHz至1800MHz。这些重复组件的功耗分别为900W和1800M。支持文本和传真消息。另外，该模块数据具有确定语音和交互式控制信号的功率和传输的几种功能，信号双向传输，然后将ZIF连接器和天线电缆连接到SIM卡。大多数TC35模块具有GSM基带处理器;GSM射频模块；电源模块；闪存;ZIF连接器和接口天线。基带是TC35的主要组件，因此大多数检测器都通过GSM站处理音频信号和数据，并将所有数字和模拟信号集成到移动无线电设备中。如果不需要其他设备周期，则可以写入FR，HR和EFR通道语音代码的键。GSM射频使用SMAIT设备，用于实现内外信号交换。GSM的电源ASIC使用线性电压调节器控制系统，结合GPS基带和射频使其运行。SRAM用于存储用户数据和其他信息。TC35的内部结构如图3-5所示。ZIPZIP连接器天线接口FLASHSRAMGSM的射频部分GSM基带处理器电源ASICSIEMENS模块TC35图3-5TC35结构TC35外部连接器具有RS-232接口，交互式接口，SIM卡接口和接口。（1）RS-232接口RS-232是由美国电子工业协会开发的总线，它通常用于验证个人计算机与个人计算机或外部设备之间的通信。但是，由于缺乏一致性，串行端口微处理器经常使用Model1，其数据传输速率范围为115.2KB至300KB/s，TC35数据连接使用DB9接口，它通过执行AT命令与微控制器进行交互。（2）SIM卡连接SIM卡（客户ID卡）是数字移动电话中使用的身份证，它的大部分结构都由一个微处理器组成，包括RAM，E2PROM和串行通信。SIM卡有8个外部接口，每当检测到MS时，便会进行数据交接。SIM卡包含几个重要的数据组，包括：ICCID（集成识别卡）是集成卡，它是SIM卡中心在数据收集过程中存储的号码。PIN（个人识别码）是与SIM卡锁相对应的个人识别码。IMSI（移动Sabscriber标识符）是唯一的国际用户ID。RI（非正式身份）是无法识别的识别码，它是SIM卡用来验证通信系统的签名密钥。（3）电源连接该接口作用于通信模块的工作电压能正常使用。TC35的标准工作电压为3.3至3.5V。为使其进入正常工作状态还要要先给IGT加入延时低脉冲。3.2.2GSM模块电路设计TC35与系统之间的电路连接基于40针接口，该接口可以发送和接收TC35的所有外部信号。此外还作用于AT指令输入，电源和音频信号。因此，可以在微控制器和TC35模块之间实现控制。GSM模块图如图3-6所示。图3-6GSM模块的电路图图3-7SIM卡连接图TC35SIM卡型号使用8针Molex卡插槽，而TC35SIM卡模块有6针。如图3-7所示，将SIM连接到TC35模块和ZF连接器，执行滤波。3.3GPS模块设计GPS用户的关键组件是用于定位和管理GPS卫星广播的GPS接收器。接受器由一个极天线，一个计算器和一个发电机组成。借助软件，卫星接收器可以接收，记录，识别，存储，简化和处理数据，并提供有用的区域，速度和时间信息。图3-8GPS电路图图3-8显示了JP7LPGPS模式的电源。可以将这种类型的设计结构合并到GPS接收器应用系统中。它还具有远距离接收功能，并且它不仅显着减少了模块总数，而且还降低了系统功耗并显着提高了系统性能。此外智能设备和软件的结合使其易于集成和使用。接收者原理如图3-9所示。低注变流器低注变流器数字基带换算CPUCPU本地缓存RAMROM1752.42MHz图3-9接收器的原理图即时TTFF放置的使用（直到第一次分类）使接收器可以高精度地跟踪12颗卫星发送的信号，并且还可以通过每秒产生的低脉冲来精确地测量时间。通过在实时RTCM中自动输入个人GPS容器数据，GPS接收器的精度可以从100M提高到5M。3.4继电器电路该电路的功能如下：当车辆被偷窃时，用户的手机可以发送消息使其不能开动防止被偷车。因此，除了GPS和其他放置设备外，汽车的防盗性能也得到了极大的提高。汽车供电系统的动力由电池提供支持。当汽车正常运行时，发电机保持不间断供电，因此，电池电量通常就足够了。如果要停止或运行汽车发动机，则可以控制燃油系统的燃油供应，也可以使用继电器来完成此任务，继电器电路通常连接到燃料电池的电源，并且传输变速器用于确保实时电源。但是，MSP430F149的引脚电源稍弱，因此，它不能直接被引用，因此需要一个“过渡器”。如图3-10所示。图3-10继电器电路图当命令停止汽油喷射时，其驱动引脚为高电平，此外，引脚电平为0至3V，因此5V继电器无法操作，它还必须通过两个非门控的继电器，并且中央继电器同时关闭，这会切断外部控制气体喷射系统的电线，从而无法正常驱动。3.5报警电路当车辆出现非正常情况时，警报消息将立即发送到控制单元，警告消息将以SMS形式发送到用户的手机。如图3-11所示。图3-11报警电路图3.6传感器模块设计3.6.1传感器的工作原理本设计系统使用的ADXL202加速度指示器结构如图3-12所示。随着速度的变化，电位值也随之变化，所以信号处理电路会将模拟信号经工作周期调制后转变成数字信号，在通过X/Y输出。控控制器X传感器振荡器Y传感器解调器解调器RR模拟到DUTY循环（ADC）自测试3~5.25VCRest图3-12传感器ADXL202在静电力的帮助下，引脚输出电路发生变化，并且有一个加速度信号，可以检查针脚，看看芯片的工作是否正常运行，T2针需要一个外部REST电阻，COM针用于公共接口，XOUT和YOUT针用于生成数字信号，并且XFILF和YFILT以及滤波电容，来确定搜索信号的带宽，ADXL202的引脚设置如图3-13所示。图3-13ADXL202基本传感器结构3.6.2传感器的方案设计ADXL202使用3VDC连接到T2触点REST电阻，XOUT和YOUT塔的数字输出直接发送到麦克风，以测量速度和车辆状况，来自XFILF和YFILT列的模拟信号被发送到微处理器的A/D端口，以测量电压升高时车辆的振动。图3-14ADXL202测量系统图在此图中，需要将ADXL202速度传感器的T2引脚连接到REST电阻。COM引擎用作公共接地，XOUT和YOUT针用于生成数字信号，并且XFILF和YFILT加滤波电容，来设置搜索信号的带宽，VDD针为电源入口。第四章系统的软件设计4.1系统软件的需求分析4.1.1主控模块该模块是系统的关键，该程序的主要功能是在其他模块中调用这些相关功能，以完成相关设备的初始工作，以及调用和设置程序的功能。其主要思路是使用在大循环中调用每个模块里的小循环中找到的轮询方法，同时，它监视各种关键位置以避免系统故障。主控制模块和其他模块的框图如图4-1所示。开始开始初始化各模块设备调用系统模块调用防盗模块调用GPS模块调用GSM模块看门狗是否正常否是结束图4-1主控制模块和其他模块4.1.2基本子程序模块的设计（1）系统模块该组件的功能是管理与MSPF149相关的硬件：MSP430F149的两个串行端口的搜索条件；数据压缩和排序的初始格式。（2）防盗系统本节提供了一个交互式的防盗界面，包括防盗管理和防盗警报读取。防盗系统如图4-2所示。开始开始读取防盗器指令是否断油是否解锁博客是否上锁是否上锁是否断油是否解锁发送3次发送3次发送3次发送上锁指令发送断油令发送解锁指令读取防盗器状态读取防盗器状态读取防盗器状态向信息队列上锁失败信息向信息队列发送断油失败信息向信息队列发送解锁失败信息向信息队列发送上锁成功信息向信息队列发送断油成功信息向信息队列发送解锁成功信息结束图4-2防盗系统程序流程图（3）GPS模块GPS模块的主要功能是接收数据，接收通过串行端口发送到GPS接收器的GPS数据的速度日期，时间以及经纬度。GPS设备每秒会向端口发送多个信号，具体取决于GPS接收器模块，默认的信号通常有$GPGGA和$GPRMC。GPS系统匹配字母并存储与字母有关的信息，他们使用通常的通讯方式，带宽为4800CFR；初始位是1位；数据位是8位，停止位是1位。GPSOEM对于确定句子的开头非常重要，因为它不仅发送消息，而且还必须做出完整的决定。图4-3为串行中断接收流程图。串行中断串行中断头是否为$GPGGA整条语句接收完毕接受并放入缓冲区第一轮接收“$GPGGA”语句显示跟新标志结束否否图4-3串行中断的接收程序的流程图4.2GPS通讯协议GPS通信协议有很多，里面的NMEA-0183，即GPS接收器和其他数据的输出格式。在如今是非常流行的一种协议。NEMA-0183是GPS25输出模式，基于标准的NEMA-0183格式，通过此通信线路，可以将电子设备连接到RS-232通道并支持数据传输。用户还可以控制任何数据的行为以及信息更新的频率。如果可以发送某些数据，则GPS设备将记住电源关闭时的设置方式，并在电源打开时返回其原始位置。结