汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)：電子信息工程</p><p><b>　　汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：本文提出了一種基于GSM技術(shù)和GSM技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)主要由主控模塊、GPS模塊、GSM模塊和傳感器模塊組成，本系統(tǒng)采用MS

2、P430F149單片機(jī)作為控制核心，首先將傳感器采集到的信號(hào)送入單片機(jī)MSP430單片機(jī)進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)報(bào)警器工作。此外，系統(tǒng)采用全球定位GPS模塊來(lái)鎖定車輛的實(shí)時(shí)信息，利用GSM模塊TC35芯片，將車輛所接收的信息通過(guò)短信的方式發(fā)送給用戶手機(jī)。該汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提升了車輛的防盜系數(shù)，降低了車輛被盜的機(jī)率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：GPS模塊；GSM模塊；單片機(jī)MSP430；報(bào)警器</p>&

3、lt;p>　　Design of automobile anti theft system</p><p><b>　　FANG Wei</b></p><p>　　(Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000)</p><p>　　Abstra

4、ct：This paper presents an approach based on GSM / GSM car alarm system design. The system mainly consists of main control module, GPS module, GSM module and sensor modules, the system uses the MSP430F149 microcontroller

5、as control core, first sensor to the signal into the microcontroller MSP430 microcontroller for processing, the driver alarms work. In addition, the system uses global positioning GPS module to lock the vehicle's rea

6、l-time information, the use of GSM module TC35 chip, the v</p><p>　　Key words：GPS module；GSM module；MCU MSP430；Alarm </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b>

7、</p><p>　　ABSTRACTIII</p><p><b>　　第1章 引言1</b></p><p>　　1.1汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2課題背景以及研究意義2</p><p>　　1.3 本章小結(jié)2</p><p>　　

8、第2章 GSM/GPS技術(shù)的介紹3</p><p>　　2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3</p><p>　　2.1.1 GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)SMS4</p><p>　　2.1.2接口AT指令格式5</p><p>　　2.1.3短消息的發(fā)送格式5</p><p>　　2.2 GPS定位技術(shù)9</p>

9、<p>　　2.3 本章小結(jié)11</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)12</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.2 GSM模塊設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.2.1 TC35芯片介紹16<

10、/p><p>　　4.2.2 GSM模塊電路設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.2.3 TC35模塊中的外圍電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.3 GPS模塊設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.4 繼電器電路24</p><p>　　4.5 報(bào)警電路25</p><p>　　4.6 傳感器模

11、塊設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.6.1 傳感器的工作原理27</p><p>　　4.6.2 傳感器的方案設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.7 本章小結(jié)29</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.1 系統(tǒng)軟件的需求分析30</p><p>　

12、　5.1.1 主控模塊31</p><p>　　5.1.2 主要的子程序模塊設(shè)計(jì)32</p><p>　　5.2 GPS通訊協(xié)議36</p><p>　　5.3 防盜系統(tǒng)中的工作程序與精度以及實(shí)時(shí)的分析37</p><p>　　5.4本章小結(jié)37</p><p>　　第6章 結(jié)束語(yǔ)39</p>

13、<p><b>　　致謝40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p>　　附錄I材料清單42</p><p>　　附錄II總機(jī)電路圖44</p><p>　　附錄III源程序代碼45</p><p><b>　

14、　第1章 引言</b></p><p>　　1.1汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p>　　伴隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展與普及，使得信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和控制技術(shù)等等有效地統(tǒng)一運(yùn)用到汽車防盜技術(shù)上來(lái)，從而使汽車防盜技術(shù)的高度智能化和功能多樣化。當(dāng)前，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車防盜設(shè)備從它的結(jié)構(gòu)和功能可分為四個(gè)種類：早期的機(jī)

15、械式防盜器、電子式防盜系統(tǒng)、芯片式防盜系統(tǒng)、基于GSM/GPS的網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng)。四者比較，各有各的優(yōu)勢(shì)，但是汽車防盜技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向是向智能化程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式開發(fā)研究。</p><p>　　汽車防盜技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了四代。按其結(jié)構(gòu)可以分為四大類：機(jī)械式、機(jī)電式、電子式和無(wú)線電式。</p><p>　?。?）機(jī)械式防盜裝置</p><p>　　常見的機(jī)

16、械式防盜裝置有：車輪鎖、排擋鎖和方向盤鎖等。他們的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、使用操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是安全性低、只能防盜不能報(bào)警、附加功能少。</p><p>　?。?）機(jī)電式防盜裝置</p><p>　　一般的機(jī)電式防盜裝置比如中央門鎖，它是以機(jī)電裝置來(lái)控制門鎖的打開或者鎖住，這個(gè)裝置目前在車輛上最為普遍。</p><p>　　（3）電子式防盜裝置</p><

17、p>　　電子式防盜器是指電子防盜系統(tǒng)是在機(jī)電式中央門鎖的框架結(jié)構(gòu)上添加了防盜系統(tǒng)的控制電路，以達(dá)到門鎖防盜并同時(shí)報(bào)警。電子式防盜器也是現(xiàn)在市場(chǎng)上比較理想的防盜器。比如插片式和按鍵式還有遙控式這些都屬于電子書防盜器。它們的優(yōu)點(diǎn)是可以遠(yuǎn)距離遙控防盜器的所有功能，使用方便。其優(yōu)缺點(diǎn)是：報(bào)警性能靈敏但解碼很容易做到，容易被破解。。</p><p>　　（4）無(wú)線電式防盜裝置</p><p>

18、　　目前的無(wú)線電防盜器是基于無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的，其中最基本的原理是通過(guò)它的無(wú)線電識(shí)別。其防盜系統(tǒng)由無(wú)線答應(yīng)器、無(wú)線接收器、微芯片電路、解讀器組成。缺點(diǎn)密碼容易被破解。</p><p>　　還有就是目前最為先進(jìn)的基于GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)汽車防盜系統(tǒng)。其中GPS衛(wèi)星定位防盜系統(tǒng)把報(bào)警信息和車輛的地理位置信息以短信的方式傳送給車主手機(jī)終端，達(dá)到車輛定位的功能，既防盜又報(bào)警。優(yōu)點(diǎn)：功能眾多，安全性高，可靠方便。</p&g

19、t;<p>　　1.2課題背景以及研究意義</p><p>　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高度發(fā)展和人民百姓的生活水平大大提高，促使汽車成為人們生活中的必需品，據(jù)調(diào)查顯示我國(guó)的汽車擁有量正在以每年百分之二十的速度不斷增長(zhǎng)。但也促使汽車被盜的案件頻頻發(fā)生。就全國(guó)來(lái)說(shuō)，汽車被盜案件也是發(fā)生率較高的犯罪案件。因此，汽車防盜裝置已經(jīng)成為車輛必不可少的一部分。</p><p>　　目前的汽車

20、防盜裝置主要有機(jī)械式和電子防盜報(bào)警裝置以及GPS汽車防盜系統(tǒng)這三類。國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)，這也是國(guó)內(nèi)一大部分的移動(dòng)信網(wǎng)絡(luò)的主要方式。基于GSM技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)是運(yùn)用了汽車防盜報(bào)警技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的總合，在標(biāo)準(zhǔn)的防盜報(bào)警器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把它和GSM移動(dòng)通訊模塊通過(guò)串口鏈接，位于車上的感受器感知到異常情況時(shí)，會(huì)做出防盜措施，同時(shí)會(huì)發(fā)車警告信息，就可以通過(guò)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)通知車主，其優(yōu)點(diǎn)是：及時(shí)、準(zhǔn)確、有針對(duì)性、

21、還可向報(bào)警服務(wù)中心發(fā)出報(bào)警。還可以突破地域的限制，從而實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的有效控制，有覆蓋范圍廣的特點(diǎn)[1]。</p><p>　　所以，增強(qiáng)汽車防盜功能的重要方法是發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化以及信息化的汽車防盜系統(tǒng)，確保車輛具有很強(qiáng)的防盜，報(bào)警功能。而本論文研究的基于GSM通信網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜系統(tǒng)正是符合這個(gè)發(fā)展方向的，它運(yùn)用了覆蓋范圍廣泛的GSM通信網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和信息化的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)，特點(diǎn)是，整個(gè)系統(tǒng)不用設(shè)立專門的報(bào)

22、警網(wǎng)絡(luò)，省時(shí)省力，可以很好的應(yīng)用到市場(chǎng)上來(lái)，發(fā)展空間巨大。</p><p><b>　　1.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章為緒論，主要介紹了防盜系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的汽車防盜設(shè)備以及結(jié)構(gòu)等，還介紹了本課題的背景和研究意義。主要概括解釋了汽車防盜系統(tǒng)的原理和工作特點(diǎn)以及發(fā)展過(guò)程。介紹了課題來(lái)源、研究目的以及論文的組織結(jié)構(gòu)。</p><

23、p>　　第2章 GSM/GPS技術(shù)的介紹</p><p>　　2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)</p><p>　　GSM網(wǎng)絡(luò)既全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，其英文縮寫為：Global System for Mobile Communications，它是歐洲電信協(xié)會(huì)在1982年制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體制，它也是數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)。（Digital Cellular System 1800）1982年，

24、北歐提議成立了一個(gè)移動(dòng)特別小組（Group Special Mobile）,簡(jiǎn)稱GSM，用它來(lái)制定900MHz頻段的公共電信業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。1990年GSM 900的規(guī)范完成，在1991年歐洲開通了第一個(gè)系統(tǒng)，所以GSM更名為“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”（Global System for Mobile Communications），自此移動(dòng)通信跨入了第二代的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。同一年，GSM又完成了1800MHz頻段的公共電信業(yè)務(wù)的規(guī)范制定，名稱

25、為DCS1800系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)與GSM900具有相同的功能特性，所以這兩個(gè)系統(tǒng)可統(tǒng)稱為GSM系統(tǒng)[2]。</p><p>　　GSM/DCS包含于各個(gè)移動(dòng)單元之中的語(yǔ)音傳輸、信息處理設(shè)施等在內(nèi)的其他設(shè)施。而GSM900和DCS1800就是我們最常見的雙頻網(wǎng)絡(luò)，它們都為GSM標(biāo)準(zhǔn)。它們的功能相同，但是頻率不同，我國(guó)早起使用的是GSM900，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，我國(guó)引進(jìn)了DCS1800，并且采用了以GSM900網(wǎng)

26、絡(luò)為基礎(chǔ)，DCS1800網(wǎng)絡(luò)為補(bǔ)充的組成方式，構(gòu)建了GSM900/DCS1800的雙頻網(wǎng)，手機(jī)用戶可自動(dòng)切換最佳信道進(jìn)行通話，使接通率達(dá)到最高。</p><p>　　GSM系統(tǒng)含有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）GSM可以提供多種服務(wù)，包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)和一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；</p><p>　?。?）GSM系統(tǒng)還有容量大、通話質(zhì)量較好、有短消息和電子信箱等功能。<

27、/p><p>　?。?）GSM有比較好的保密功能，可以對(duì)移動(dòng)識(shí)別碼加密、用戶數(shù)據(jù)加密等。</p><p>　?。?）GSM覆蓋范圍廣，具有越區(qū)切換和漫游等功能，還可以實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游，加大了其有效覆蓋范圍。</p><p>　　2.1.1 GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)SMS</p><p>　　SMS既是短信服務(wù)的簡(jiǎn)稱，其英文縮寫為（Short Message S

28、ervice）。SMS是GSM移動(dòng)通信技術(shù)給出的一種基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。SMS運(yùn)用無(wú)線控制信道進(jìn)行傳輸信息，經(jīng)過(guò)短消息業(yè)務(wù)中心完成的存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了用手機(jī)發(fā)送和接受有限長(zhǎng)度的文字信息的功能。而一條短信息最多可以含有160個(gè)英文字母或者是70個(gè)中文漢字。而SMS發(fā)展的歷史上，第一條短消息是1992年在英國(guó)通過(guò)Vodafone公司的GSM網(wǎng)絡(luò)在一臺(tái)PC機(jī)發(fā)送到一部手機(jī)上的。SMS屬于GSM前期階段的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在SMS已經(jīng)集成到很多種的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中

29、，比如：GSM、CDMA和TDMA以及PHS等等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都是支持SMS業(yè)務(wù)的，這使得SMS成為了一項(xiàng)普及率很大的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。</p><p>　　短消息可以按照實(shí)現(xiàn)的方式劃分為小區(qū)廣播短消息CBS和點(diǎn)到點(diǎn)短消息SMS。而我們最常說(shuō)到的短消息業(yè)務(wù)就是點(diǎn)到點(diǎn)的短信息。 </p><p>　　對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)中，短消息可以完成從一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)傳送到另外一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，短消息業(yè)務(wù)中心（SMSC）

30、保存這些短消息信息。并且還可以在傳遞的同時(shí)發(fā)消息。每一個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)一定要支持一個(gè)或者多個(gè)SMSC來(lái)對(duì)消息進(jìn)行分類和確定它的路由。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息與小區(qū)廣播短消息的不同之處就是它們的實(shí)現(xiàn)方式不同。而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息是GSM其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)，它是通過(guò)信道傳遞的，在沒(méi)有業(yè)務(wù)信道呼叫時(shí)使用獨(dú)立專用控制信道SDCCH，其英文縮寫為（Stand-alone Dedicated Control Channel）。當(dāng)有業(yè)務(wù)信道呼叫時(shí)使用滿伴隨控制信道SAC

31、CH，其英文縮寫為（Slow Associated Control Channel）。因?yàn)槎绦畔⒌膫鬟f使用信令信道，所以數(shù)據(jù)速率是很有限的。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息是一項(xiàng)很基本的電信業(yè)務(wù)，它也可以作為信息數(shù)據(jù)傳送的載體，比如信息點(diǎn)播服務(wù)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等[3]。</p><p>　　點(diǎn)到點(diǎn)的短信業(yè)務(wù)就是通過(guò)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的短信業(yè)務(wù)（MO）和移動(dòng)臺(tái)的終止短信息業(yè)務(wù)（MT）把一條短消息從一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)發(fā)送到制定的目的地址的業(yè)務(wù)，但是被發(fā)

32、送的信息經(jīng)過(guò)編碼后消息長(zhǎng)度不超過(guò)140個(gè)字節(jié)，短消息通過(guò)短消息中心的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)完成短消息的收發(fā)的，而其中的短信中心是獨(dú)立于GSM網(wǎng)絡(luò)的一種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，它的主要功能是：提交、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)短消息、以及完成與公共電話交換網(wǎng)（PSTV）、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的互通，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)來(lái)自其他短消息實(shí)體SME（Short Message Entity）。</p><p>　　對(duì)于小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)而言，是指通過(guò)發(fā)送短消息的基站對(duì)指定的區(qū)域中

33、所有的短消息用戶發(fā)送短消息業(yè)務(wù)，本業(yè)務(wù)把發(fā)送的短消息編碼后，將短消息的長(zhǎng)度增加為每頁(yè)含有82個(gè)字節(jié)，并且最多只能發(fā)送15頁(yè)之多的信息。小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)是把消息傳送給該小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)，比如常見的路況、天氣預(yù)報(bào)、股市行情等消息。</p><p>　　2.1.2接口AT指令格式</p><p>　　由于AT指令為一個(gè)借口標(biāo)準(zhǔn)，因此它的命令和返回值以及格式都是固定不變的，所以說(shuō)AT指令有四種形

34、式：（1）如“AT+Cxx=”作為測(cè)試命令，完成此命令將返回此命令所支持的參數(shù)和參數(shù)范圍。（2）“AT+Cxx”作為讀命令，執(zhí)行這個(gè)類型的命令將返回此命令當(dāng)前的參數(shù)值。（3）“AT+Cxx=<…>”作為寫命令，完成本類型的命令將設(shè)置本命令的參數(shù)值。（4）“AT+cxxx”作為無(wú)參數(shù)的命令。</p><p>　　對(duì)于編寫程序，來(lái)比對(duì)TC35回送值來(lái)確定TC35工作是否正常非常重要。在本論文中：</

35、p><p>　　<CR>表示ASCII回車字符，值是0x0D。</p><p>　　<LF>表示ASCII換行字符，值是0x0A。</p><p>　　<SP>表示ASCII空格字符，值是0x2D。</p><p>　　<CTRL+Z>表示ASCII文件結(jié)束字符，值是0x1A。</p>

36、<p>　　這些命令的返回形式為：<CR><LF>Response<CR><LF>。</p><p>　　2.1.3短消息的發(fā)送格式</p><p>　　短消息發(fā)送方式是取決于網(wǎng)絡(luò)中的SMSC所支持的接口。歐洲通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（ETSI）所制定的短消息發(fā)送協(xié)議里，定義了三個(gè)接口協(xié)議：塊模式和文本模式和以及PDU模式，運(yùn)用于移動(dòng)臺(tái)

37、與終端設(shè)備兩者互相通過(guò)異步接口傳送短消息的信息數(shù)據(jù)，本論文中采用的是PDU模式。</p><p>　　對(duì)于PDU模式而言，GSM短消息起初的設(shè)計(jì)是用于發(fā)送英文字符消息的，它所支持的字符集為7位編碼，用它來(lái)表示英文字母的信息足夠了，但是要表示我們中文的信息，7位編碼是不夠的，所以要采用PDU模式。PDU模式把組裝短消息TPDU的工作任務(wù)，留給應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)完成。這個(gè)模式使得AT指令能夠很方便的組建更多的PDU，比如那些

38、不但可以傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)還能傳送字符數(shù)據(jù)的PDU。這種模式使得AT指令集顯得非常方便。</p><p>　　PDU模式含有3種編碼方式，其中分別為：7bit編碼、8bit編碼、16bit編碼。既為7位、8位、16位編碼，分別來(lái)看，7位編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8位編碼大都用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，例如發(fā)送圖片和音樂(lè)等，16位編碼則用于發(fā)送Unicode（統(tǒng)一碼）字符。在使用這三種編碼方式的時(shí)候，可發(fā)送最大的字符分別

39、為160和140以及70。Unicode可以簡(jiǎn)稱為UCS（Universal Character Set），UCS含有兩種格式，分別為：UCS2、UCS4。而UCS2是用2個(gè)字節(jié)編碼的，UCS4是用4個(gè)字節(jié)編碼的。Unicode英文縮寫（UCS），它是一個(gè)字符集，規(guī)定了怎樣運(yùn)用多個(gè)字節(jié)來(lái)表示各種類型的文字信息，也可以看作為內(nèi)碼。但UTF英文縮寫為（UCS Transformation Format）它是一種編碼方式，因?yàn)閁nicode不

40、適合在所有的場(chǎng)合直接傳輸和處理。所以采用UTF編碼方式。要怎樣才能傳輸U(kuò)nicode碼，是根據(jù)UTF的規(guī)范來(lái)規(guī)定的，比如U7F-7、U7F-8和U7F-16這些常用的UTF規(guī)范。</p><p>　?。?）UTF 7編碼</p><p>　　7位編碼是用于處處理那些普通ASCII字符的，一般數(shù)字和英文字母的ASCII碼的2進(jìn)制編碼的最高位一般都為0。在UTF 7條件下處理ASCII字符的時(shí)

41、候還需要補(bǔ)位。補(bǔ)位的規(guī)則為：把后面一字節(jié)從尾取位補(bǔ)到前一字節(jié)的開頭，補(bǔ)到8位。使用該編碼方式時(shí)，一條短信中的最大容量為160個(gè)非中文字符。</p><p>　?。?） UTF 8編碼</p><p>　　UTF8就是8Bit為單元對(duì)Unicode執(zhí)行編碼，ASCII碼不會(huì)變換，其他的字符會(huì)變長(zhǎng)編碼。每個(gè)字符為：1~3byte。</p><p>　　Unicode 1

42、6進(jìn)制 UTF8 二進(jìn)制</p><p>　　0000—007F 0xxxxxxx</p><p>　　0080—07FF 110xxxxx 10xxxxxx</p><p>　　0800—FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx</p><p>　　使

43、用8位編碼可以發(fā)送任意的2進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以常常用來(lái)傳送音樂(lè)或者圖片等數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　（3）UTF 16編碼</p><p>　　UTF16是以16位作為單元對(duì)UCS執(zhí)行編碼。UTF 16可以作為UCS2的一個(gè)集合。而對(duì)于那些小于0X10000的UCS碼，UTF 16編碼就相當(dāng)于UCS碼對(duì)應(yīng)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)。對(duì)于大于等于0X10000的UCS碼，它定義了一種算法。就目前來(lái)說(shuō)，

44、由于實(shí)用的UCS2和UCS4的碼值都是小于0X10000的，因此可以說(shuō)UTF16和UCS2是基本相同的。而UCS 2他只是一個(gè)編碼方案，但UTF 16卻是運(yùn)用于實(shí)際的傳輸中，所以必須得慮字節(jié)序了。</p><p>　　UTF16的字節(jié)序分為大尾序和小尾序兩種。大尾序是說(shuō)傳輸和存儲(chǔ)的時(shí)候高位在前，低位在后。但是小尾序則是低位在前高位在后。在PDU模式發(fā)送短信時(shí)，使用的是大尾序。</p><p&g

45、t;　　用PDU模式發(fā)送短消息，比如發(fā)送一條內(nèi)容為“你好”的短消息，具體操作如下：</p><p>　　首先設(shè)置采用PDU模式來(lái)送短信，編碼指令為AT+CMGF=<CR>。然后再輸入發(fā)送指令和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，編碼指令為:AT+CMGS=32<CR>。然后GSM模塊返回一個(gè)“>”號(hào)，其執(zhí)行指令為：>。最后再輸入PDU的數(shù)據(jù)串和結(jié)束字符“→”，其執(zhí)行指令：</p><

46、p>　　08916883108501505F011000B913158067045F50008A71200680065006C006C006C006FFF0C4F60597DFF01→<CR>。</p><p>　　在上文中的執(zhí)行指令中PDU數(shù)據(jù)串的含義做以下的分析，PDU的數(shù)據(jù)串按照結(jié)構(gòu)分為信息頭與信息體這兩部分，信息頭其中含有短信中心的號(hào)碼和信息類型以及被叫地址、字符集選擇信息等等，這些信息

47、都是按8位字節(jié)的16位進(jìn)制數(shù)，還有半八位字節(jié)的十進(jìn)制數(shù)，而它的信息體信息內(nèi)容是以Unicode格式編碼的。</p><p>　　比如下面執(zhí)行命令： </p><p>　　08-91-683108501505F0-11-00-0B-91-3158067045F5-00-08-A7-12-00680065006C006FFF0C4F60597DFF01 分析其中的含義，有以下幾條。</p

48、><p>　　（1） “08”是指短信息中心的地址長(zhǎng)度。就是（91）加上（682108501505F0）的長(zhǎng)度，它共有八個(gè)字節(jié)。</p><p>　?。?）“91”是短信息中心的號(hào)碼類型。91是說(shuō)明TON/NPI執(zhí)行了international.164標(biāo)準(zhǔn)，是指在號(hào)碼的前面還要加上“+”號(hào)，除此之外還要有其他數(shù)值，但91最為常用。91H=10010001B。它的數(shù)值類型：001國(guó)際、010國(guó)內(nèi)

49、、111作為擴(kuò)展。</p><p>　?。?）682108501505F0是指信息中心的號(hào)碼。號(hào)碼必須要奇偶換位，并且當(dāng)長(zhǎng)度為奇數(shù)時(shí)需要在尾部補(bǔ)上F然后換位。而它的實(shí)際號(hào)碼應(yīng)該是：8611380551500。以上三條命令都是短消息的中心地址（address of the SMSC）。</p><p>　?。?）“11”是指文件頭字節(jié)。其中11H=00010001B。其應(yīng)答路徑為TP-RP

50、(TP—REPLY-Path)，0為不設(shè)置，1為設(shè)置。其用戶數(shù)據(jù)頭標(biāo)識(shí)TP—UDHI：0為不報(bào)告，1為需要報(bào)告。有效期的格式為TP-VPF(TP-Validity-Period-Format)其中00是不提供，10是整型，01為預(yù)留，11為提供八位字節(jié)的一半。拒絕復(fù)制TP-RD（TP-Reject-Duplicates），其中0為接受復(fù)制，1為拒絕復(fù)制。</p><p>　?。?）“00”是指信息類型（TP-Me

51、ssage-reference）。</p><p>　?。?）“0B”是指被叫號(hào)碼的長(zhǎng)度。</p><p>　?。?）“91”是指被叫號(hào)碼的類型。</p><p>　　（8）“3155867045F5”是指被叫號(hào)碼。它與消息中心的經(jīng)過(guò)了相同的處理。其中（6）、（7）、（8）都為目的地址。</p><p>　?。?）“00”是指協(xié)議標(biāo)識(shí)TP-P

52、ID（TP-pr0otocol-idengtifer）。</p><p>　　其中當(dāng)最高兩位為10時(shí)，表示預(yù)留，為11時(shí)，表示為服務(wù)中心的特殊用途分配。所以通常將這兩項(xiàng)置為00。</p><p>　?。?0）“08”表示數(shù)據(jù)編碼方案TP-DCS（TP-）其中最高兩位一般設(shè)置為00，而Bit No5中0表示沒(méi)有被壓縮，1表示文本以GSM標(biāo)準(zhǔn)壓縮算法來(lái)壓縮，bit No 4中0說(shuō)明Bit No

53、 0是保留位，不含有信息類的信息，1說(shuō)明Bit No1和Bit No中0有信息類的信息。Bit No3和No 2中00表示默認(rèn)的字母表，01說(shuō)明是8bit，10在說(shuō)明是UCS2也就是16bit的，11表示預(yù)留。Bit No1和Bit No 0中00表示class0,而01表示class1,10表示class2,11表示class3。</p><p>　?。?1）“A7”的有效期為TP—VP(valid--peri

54、od)</p><p>　　(12)“12”表示用戶的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 TP—UDL，用戶數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是18個(gè)字節(jié)（12H）。</p><p>　　(13)“066800636C00600C6FFOC3F60596DFE01”表示用戶數(shù)據(jù) TP-UD(TP-USER-DATA)的“Hello，你好！”。當(dāng)它采用UTF-16編碼時(shí)，所有的字符都是以2個(gè)字節(jié)來(lái)表示，數(shù)字以及英文字母的unicode碼的

55、低字節(jié)為它的ASCII碼，高字節(jié)是以0X00來(lái)填充的，比如字符“h”表示00680。還有“4F60”與’597D’分別表示漢字“你好”、“好”的unicode碼值。</p><p>　　2.2 GPS定位技術(shù)</p><p>　　GPS其英文縮寫Navigation Satellite Timing and Ranging、Global Postioning System。其含義是：利用衛(wèi)

56、星進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和測(cè)距信息采集，使得構(gòu)建成全球的定位系統(tǒng)。目前國(guó)際上都已經(jīng)公認(rèn)全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱為GPS[4]。</p><p>　　GPS定位系統(tǒng)分為三部分：一是空間部分，它就是GPS衛(wèi)星星座；二是地面的控制部分，即地面上的監(jiān)控系統(tǒng)；三是用戶的設(shè)備部分，就是其GPS信號(hào)接收機(jī)。三者含有各自獨(dú)立的功能、作用。以下分別介紹三部分的組成結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　?。?）GPS衛(wèi)

57、星</b></p><p>　　其空間部分是由24個(gè)GPS衛(wèi)星組成的。24個(gè)衛(wèi)星是均勻分布于六個(gè)軌道的平面內(nèi)的。每個(gè)軌道的平面內(nèi)，每個(gè)衛(wèi)星之間的升角相差九十度，相鄰軌道間的衛(wèi)星必須要互相岔開四十度。GPS衛(wèi)星星座的這種分布方式還可以保證全球的均勻覆蓋任務(wù)。而位于地面上空的衛(wèi)星數(shù)量隨著時(shí)間與地點(diǎn)不同變化時(shí)，最少可以看到4個(gè)衛(wèi)星，最多可以看到12個(gè)。在運(yùn)用GPS信號(hào)定位時(shí)，想要計(jì)算出三維坐標(biāo)和時(shí)間等信息，

58、一定要觀測(cè)4個(gè)GPS衛(wèi)星，因此稱它為定位星座。</p><p><b>　?。?）點(diǎn)面監(jiān)控系統(tǒng)</b></p><p>　　在地面的監(jiān)控系統(tǒng)主要由1個(gè)主控站和5個(gè)監(jiān)測(cè)站以及3個(gè)注入站構(gòu)成。主控站的工作是收集各個(gè)監(jiān)控站送來(lái)的跟蹤數(shù)據(jù)，計(jì)算衛(wèi)星的軌道與始終叉參數(shù)并且發(fā)送到各個(gè)注入站，再轉(zhuǎn)發(fā)到各個(gè)衛(wèi)星去。主控站也是監(jiān)控站，也有診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)的功能，執(zhí)行調(diào)度與調(diào)整。注入站，

59、其主要功能是把主控站發(fā)送來(lái)的衛(wèi)星和種差信號(hào)，會(huì)周期的注入到衛(wèi)星的存儲(chǔ)器中。而監(jiān)控站就是一個(gè)安裝了P碼接收機(jī)的精密時(shí)鐘，它對(duì)于所接收的衛(wèi)星做連續(xù)的p碼跟蹤的測(cè)量，獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，傳送至主控站。</p><p><b>　?。?）GPS接收器</b></p><p>　　GPS信號(hào)接收器的工作任務(wù)為：能捕獲待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，此信號(hào)必須是按照一定的衛(wèi)星高度截止角算選擇的。并且能

60、跟蹤衛(wèi)星移動(dòng)運(yùn)行，可以對(duì)接收到的GPS信號(hào)執(zhí)行變換和放大處理，使得能測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星至接收機(jī)天線的傳送時(shí)間，編譯解釋GPS衛(wèi)星發(fā)射的定位編碼，實(shí)時(shí)的計(jì)算出三維位置和三維速度以及時(shí)間。只需要用戶具備GPS信號(hào)的接收器，就能夠在任何時(shí)候用GPS信號(hào)去執(zhí)行衛(wèi)星定位測(cè)量。</p><p>　　2．GPS衛(wèi)星定位的基本原理</p><p>　　GPS衛(wèi)星定位的方式很多，最為常見的就是偽距定位法

61、和多普萊定位法以及相位定位法等等。后兩者的定位準(zhǔn)確度較高，但是它們的制造成本很大，因此在定位GPS接收器中，大多采用偽距定位法[5]。</p><p>　　這種偽距定位法是根據(jù)到達(dá)時(shí)間的測(cè)距原理。從已知的位置的衛(wèi)星發(fā)射器發(fā)射信號(hào)至地面的用戶接收器所需要的時(shí)間間隔乘以其信號(hào)的發(fā)送速度，就可以得出發(fā)射器至接收器的距離。要是接收器接收到很多個(gè)發(fā)射器的信號(hào)，就可以計(jì)算出接收器接收的位置。因?yàn)樾l(wèi)星與接收器之間的時(shí)鐘差和傳送

62、延遲以及其他誤差等，是不會(huì)預(yù)測(cè)出實(shí)際位置的，預(yù)測(cè)出的是偽距。而衛(wèi)星時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘它們的讀時(shí)誤差是常數(shù)。為使確定接收器的位置，接收器還要跟蹤這些衛(wèi)星的偽距與位置。信號(hào)傳送的時(shí)間由接收器的衛(wèi)星碼與內(nèi)部產(chǎn)生的復(fù)制碼互相匹配的測(cè)量時(shí)間的誤差所決定，因此稱它為：修正。</p><p>　　GPS的偽距定位基本原理為：衛(wèi)星的不間斷發(fā)送星歷參數(shù)與時(shí)間信息。GPS的接收器通過(guò)接收測(cè)量范圍的衛(wèi)星，就可以收到關(guān)于偽距的方程，把這些

63、方程結(jié)合它所接收的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，在通過(guò)計(jì)算處理，最后得出接收器的三維處理、三維方向還有運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。</p><p>　　接收器時(shí)鐘偏差就是接收器的時(shí)間偏差，對(duì)于每一個(gè)衛(wèi)星來(lái)說(shuō)都是一樣的，其中（X1,Y1,Z1）、（X2,Y2,Z2）、（X3,Y3,Z3）以及（X4,Y4,Z4）都為衛(wèi)星已知的位置，d1，d2，d3，d4都是測(cè)量偽距，C是電磁波的速度，dT 1,dT2 ，dT3， dT4都為GPS接收器時(shí)鐘

64、偏差項(xiàng)。衛(wèi)星時(shí)鐘的偏差額dt就可以由接收器計(jì)算出來(lái)。</p><p>　　GPS偽距的定位技術(shù)在動(dòng)態(tài)定位應(yīng)用的領(lǐng)域里，大概有兩種方法：差分定位和單點(diǎn)定位。</p><p>　　單點(diǎn)定位是指依據(jù)接收器的采集數(shù)據(jù)來(lái)確定待定點(diǎn)所在的地心坐標(biāo)的絕對(duì)位置。但它只能使用偽距測(cè)量，可以運(yùn)用車輛等的定位。</p><p>　　差分定位就是依據(jù)多臺(tái)接收器的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定觀察地點(diǎn)之間的

65、的相對(duì)位置的方法，它既可以采用偽距測(cè)量也可以采取相位觀測(cè)量，大地測(cè)量以及工程測(cè)量都應(yīng)該采取相位觀測(cè)值再做相對(duì)定位。</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章節(jié)是對(duì)防盜系統(tǒng)中的通信平臺(tái)和定位技術(shù)以及功能與性能要求的基礎(chǔ)上，再提出本系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)方案。第一步，是對(duì)于各種衛(wèi)星定位技術(shù)做出了詳細(xì)介紹與比較，再接著做出選擇，選擇GPS技術(shù)作

66、為本系統(tǒng)的定位技術(shù)，并且對(duì)GPS定位的基本原理闡述介紹。然后再對(duì)各種通訊平臺(tái)做比較，而后選擇GSM網(wǎng)絡(luò)格式作為本系統(tǒng)的通訊平臺(tái)。因此，基于這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上，最后對(duì)車輛的防盜監(jiān)控系統(tǒng)做出詳細(xì)全面的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　基于GPS/GSM的汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)主要是由四個(gè)部分組成：定位備份、控制部分、通訊部分、電源部分。防盜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

67、框圖如下圖3-1：</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)的總體示意圖</p><p>　　圖3-1中定位部分獲得車輛所在的位置信息，用GPS模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂撇糠种饕褪轻槍?duì)定位部分和通訊部分進(jìn)行的操作與控制。控制的主控單元就是單片機(jī)通過(guò)定位部分按照指定的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，因而實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的操控[6]。通訊部分主要使用了GSM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸。電源部分主要是給系統(tǒng)的各部分提供電源。&l

68、t;/p><p>　　控制部分的單片機(jī)對(duì)于GPS系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)模塊都需要經(jīng)過(guò)串口，GSM模塊和單片機(jī)進(jìn)行串口連接，再利用I/O模擬一個(gè)串口給GPS模擬使用。檢測(cè)控制以及它的輔助電路能夠直接使用單片機(jī)上的I/O口。車載系統(tǒng)中的無(wú)線接收模塊TC35接收到短信息后，可經(jīng)過(guò)串口將短信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，根據(jù)GPS的接收模塊，以短信的形式將這些信息發(fā)送到用戶手機(jī)上。因?yàn)檐囕d系統(tǒng)和手機(jī)之間的通信是采用了移動(dòng)

69、通信GSM網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　本論文所選擇的控制核心是MSP 430 F149單片機(jī)，它是MSP430系列單片機(jī)中的一款，該系列的單片機(jī)具備有16位的RISC的結(jié)構(gòu)，它能達(dá)到較高的代碼效率，MSP430單片機(jī)其最小系統(tǒng)如圖4-1所示。</p><

70、;p>　　圖4-1 MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　圖4-1中單片機(jī)最小系統(tǒng)由一個(gè)震蕩電路和復(fù)位電路構(gòu)成， 如圖4-2所示為一種上電與按鍵復(fù)位電路，在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位電路，如果這些復(fù)位電平與單片機(jī)的要求一致，則可以與相連。</p><p>　　為了防止干擾竄入復(fù)位端，引起內(nèi)部某些寄存器錯(cuò)誤復(fù)位，可在RST管腳上接一個(gè)去耦電容。在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了

71、保證復(fù)位電路可靠地工作，常將RC電路在接施密特電路后，再接入單片機(jī)復(fù)位端和外圍電路復(fù)位端。</p><p>　　圖4-2 電平復(fù)位電路圖</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，管腳XT1和XT2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，晶振電路如圖4-3所示。</p><p

72、>　　圖4-3 晶振電路圖</p><p>　　MSP430單片機(jī)的管腳如圖4-4所示，MSP430的單片機(jī)擁有四個(gè)類型，分別為：OPT和Flash以及EPROM和ROM。其中擁有片內(nèi)JTAG的調(diào)試接口的flash類型MSP430的單片機(jī)具有非常方便的開發(fā)基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)JTAG把程序下載到flash里面，上位機(jī)軟件中控制片內(nèi)程序的運(yùn)行，并且對(duì)JIAG的接口輸出了片內(nèi)信息提供調(diào)試和開發(fā)。省去了額外的仿真器和編程

73、器，節(jié)約了單片機(jī)的開發(fā)成本。</p><p>　　圖4-4 MSP430單片機(jī)的管腳圖</p><p>　　MSP430的F149單片機(jī)為MSP430x14x系列里的一種，但除MSP430的單片機(jī)共有特點(diǎn)之外，MSP430 F149單片機(jī)的特點(diǎn)如下所示：</p><p>　　（1）工作電壓較低，在1.8V至3.6V之間。</p><p>　

74、?。?）基本地時(shí)鐘模塊有：高速晶體振蕩器和低俗晶體振蕩器以及DCO振蕩器。</p><p>　?。?）內(nèi)置有12位的ADC。</p><p>　　（4）具備3個(gè)捕獲或者比較寄存器地十六位定時(shí)器A。</p><p>　?。?）具備7個(gè)捕獲或者比較寄存器地十六位定時(shí)器B。</p><p>　?。?）具有至少60KB的flash ROM與2kb的R

75、AM。</p><p>　?。?）其內(nèi)部具有256B的flash存儲(chǔ)器的模塊。</p><p>　　（8）擁有6個(gè)可以設(shè)置第二個(gè)功能的IO端口（既P1~P6）[11]。 </p><p>　　4.2 GSM模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 TC35芯片介紹</p><p>　　TC35就是新一

76、代的無(wú)線GSM通信模塊，它可以安全、迅速可靠的執(zhí)行本系統(tǒng)方案的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸以及短消息服務(wù)、傳真等。其模塊的工作電壓在3.3~5.5V，能夠工作在900MHz與1800MHz這兩個(gè)頻段之間，其所在的頻段的功耗分別是900W與1800M。模塊具備AT命令接口，它支持文本與PDU模式的短信息和傳真等。除此之外，本模塊還具有眾多功能，實(shí)現(xiàn)電源連接和指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)以及控制信號(hào)雙向傳輸。再由ZIF連接器與天線連接器鏈接到SIM卡的天線。&l

77、t;/p><p>　　其中TC35的模塊主要是由GSM的基帶處理器與GSM射頻模塊還有供電模塊、閃存、ZIF連接器以及天線接口六部分組成。基帶處理器作為TC35的核心，主要是處理GSM終端中的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并且包含了蜂窩射頻設(shè)備里全部的數(shù)字與模擬功能。當(dāng)不要求額外的硬件電路的情況時(shí)，它可以支持FR與HR以及EFR語(yǔ)音的信道編碼。而GSM的射頻部分就是單片機(jī)收發(fā)設(shè)備SMAIT，射頻的天線部分就是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，

78、從而實(shí)現(xiàn)外部的射頻信號(hào)和內(nèi)部基帶處理器間的信號(hào)變換。配置電源來(lái)使得處理器與射頻部分能提供所需的電源。GSM模塊的電源ASICII部分運(yùn)用線性的電壓調(diào)節(jié)器將外部的輸入電壓執(zhí)行穩(wěn)壓處理后在提供給GSM的基帶處理器與GSM的射頻部分運(yùn)行[12]。而SRAM用來(lái)存儲(chǔ)一些用戶的配置信息和其他信息。TC35的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 TC35的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>

79、;　　TC35對(duì)外的接口有：RS-232接口和語(yǔ)音接口以及控制接口還有sim卡的接口、電源接口。</p><p>　?。?）RS—232 接口</p><p>　　RS—232為美國(guó)的電子工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，它也是當(dāng)前最為常見的串行接口的標(biāo)準(zhǔn)，其主要用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)或者外接設(shè)備互相之間的數(shù)據(jù)的通訊。RS—232接口是采用了9位編碼格式，其中有8個(gè)是數(shù)據(jù)位，一個(gè)是停止位，但

80、沒(méi)有奇偶的校驗(yàn)位，所以單片機(jī)上的串行口通常都采用工作方式1。所支持的數(shù)據(jù)的速率是115.2K至300kbps。TC35數(shù)據(jù)接口是運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)地DB9接口的，經(jīng)過(guò)執(zhí)行AT指令后可以和單片機(jī)通信。</p><p><b>　?。?）語(yǔ)音接口</b></p><p>　　TC35擁有兩個(gè)語(yǔ)音的接口，每一個(gè)接口都有模擬的麥克輸入與模擬的耳機(jī)輸出。而在本防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中還沒(méi)有運(yùn)用到

81、這個(gè)通訊模塊的語(yǔ)音功能，因此不選擇運(yùn)用該接口。</p><p><b>　?。?）控制線的接口</b></p><p>　　控制線的接口大都為：指示燈與同步信號(hào)燈以及電源控制線等。</p><p><b>　?。?）SIM卡接口</b></p><p>　　SIM卡（即Subscriber iden

82、tity Moudule）就是用戶識(shí)別卡，它是數(shù)字移動(dòng)電話的個(gè)人的資料卡。它的結(jié)構(gòu)主要由：CPU微處理器與RAM程序存儲(chǔ)器以及E2PROM數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、串行通信單元。SIM卡上面有8個(gè)觸點(diǎn)，而這些觸點(diǎn)就是它的外部接口，將它插入MS上時(shí)，就是經(jīng)過(guò)八個(gè)觸點(diǎn)和MS執(zhí)行信息的交換。SIM卡儲(chǔ)存了幾組非常重要的數(shù)據(jù)，大概包括為：</p><p>　　ICCID即（Intergraded circuit card ident

83、ity）為集成電路卡的識(shí)別，這就是SIM卡的處理中心向sim卡執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中編制的流水號(hào)。</p><p>　　PIN（personal identity number）就是個(gè)人識(shí)別碼，相當(dāng)于SIM卡的鑰匙。</p><p>　　IMSI （identitty mobile sabscriber identity）就是國(guó)際上統(tǒng)一移動(dòng)用戶識(shí)別碼，而且它是唯一的。</p>

84、<p>　　RI（random identiity）是隨機(jī)的識(shí)別碼，就是SIM卡上的簽權(quán)鑰匙，運(yùn)用于通信系統(tǒng)上的鑒權(quán)。</p><p><b>　?。?）電源接口</b></p><p>　　電源的接口運(yùn)用于提供通信模塊的工作電壓，TC35的規(guī)定工作電壓是3.3至3.5V。給系統(tǒng)加電后，為使得TC35進(jìn)入正常工作狀態(tài)，因此必須給IGT添加上一個(gè)延時(shí)高于100

85、ms的低脈沖，電平的下降持續(xù)時(shí)間不能高過(guò)1ms。當(dāng)啟動(dòng)后，GIT應(yīng)該一直保持高電平3.3V。驅(qū)動(dòng)IGT時(shí)TC35供電的電壓不會(huì)低于3.3V，不然TC35不能被激活[13]。</p><p>　　4.2.2 GSM模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　TC 35 和系統(tǒng)的電路鏈接是根據(jù)40針用戶的接口，TC 35上全部的外接信號(hào)接受與發(fā)射，以及AT指令的輸入和供電的電壓還有聲音信號(hào)都是經(jīng)過(guò)40針

86、的接口實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　因此實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與TC 35模塊之間的控制。當(dāng)TC 35別的管腳處于閑置狀態(tài)時(shí)，要是該管腳是輸出的話，通常為懸空；要是輸入的話，就需要經(jīng)過(guò)10K的電路進(jìn)行上拉工作。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候一定要想到TC 35模塊上的電源的管腳并接在一起。除此之外，TC 35模塊還要求鏈接SIM卡的卡座，才可以完成這個(gè)GSM的終端。</p><p>　　圖4-6 GSM模塊電路圖&

87、lt;/p><p>　　如圖4-6為GSM模塊電路圖，當(dāng)執(zhí)行串口的設(shè)計(jì)，即使TC 35模塊上的串口的管腳工作的電平為CMOS電平，單片機(jī)上串口的管腳工作電平為TTL的電平，而由于單片機(jī)上嘎普電平與低電平的邏輯電平就可以執(zhí)行和TC 35的管腳鏈接，所以TC 35模塊上串口線和單片機(jī)執(zhí)行連接工作。相對(duì)TC 35模塊上串口管腳的DTRO 與RSTO這兩個(gè)均為輸入管腳，所以要分別經(jīng)過(guò)10K的電阻，來(lái)拉高這兩個(gè)管腳。IGT是T

88、C 35工作的狀態(tài)控制的管腳，當(dāng)它為高電平的時(shí)候，處于不工作的狀態(tài)；當(dāng)它為低電平的時(shí)候，處于開始工作的狀態(tài)。TC 35模塊上SYNC管腳是用來(lái)顯示GSM模塊工作的狀態(tài)的，再連接一個(gè)指示燈顯示工作的狀態(tài)。</p><p>　　圖4-7 SIM卡座的接口電路圖</p><p>　　因?yàn)門C 35模塊上的SIM卡運(yùn)用的是擁有8個(gè)管腳的Molex卡座，但TC 35模塊上的sim卡管腳擁有6個(gè)管

89、腳。而SIM卡座的接口電路如圖4-7所示。SIM卡座只要和TC 35模塊上的ZIF連接器所對(duì)的管腳連接后，再在加電容執(zhí)行濾波處理。</p><p>　　4.2.3 TC35模塊中的外圍電路設(shè)計(jì)</p><p>　　TC35一共有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF（zero inserion force）鏈接器引出。這些引腳可以分為5類，分別為：電源和數(shù)據(jù)的輸入輸出、sim卡還有音頻接口和控制。其中

90、第1至第14個(gè)引腳作為電源部分，當(dāng)中的1至5作為電源電壓輸入端為VBAT+。6至10作為GND，其中11、12作為充電引腳，13作為對(duì)外輸出電壓，14引腳作為ACCU/TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，24至29作為SIM卡的引腳，分別是CCIN、CCRST、CIO、CCLK、CCVCC和CCGND。33至40作為語(yǔ)音接口來(lái)鏈接電話的手柄，15,30,31和32引腳作為控制部分，15作為啟動(dòng)線IGT（ignition），30腳作為RTC，

91、31為powewdown，32腳作為SYNC，16至23位數(shù)據(jù)線輸入或輸出分別為DSRO、BINGO、RXDO、TXDO、CTSO、以及RTSO和DTRO還有DCD[15]。</p><p>　　電源的電路劃分為了充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分，其中充電電池主要作為給系統(tǒng)供給工作電壓為3.6V，三端的電源模塊把外部的直流電源轉(zhuǎn)換為6V，鏈接到ZIF連接器上的11和12引腳，當(dāng)處于充電模式時(shí)，作為TC35給出+6V和

92、500mA的充電電源。</p><p>　　啟動(dòng)電路是由開漏極的三極管與上電復(fù)位的電路構(gòu)成。模塊加電后，為使得正常工作，必須在15引腳加上時(shí)長(zhǎng)最少為100ms的低電平信號(hào)，并且信號(hào)下降時(shí)間要小于1ms。啟動(dòng)以后，15引腳的信號(hào)應(yīng)該保持到高電平。</p><p>　　基帶處理器集成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SIM接口。為了使得適合外部的SIM接口，此接口鏈接到主接口，即ZIF連接器。在GSM的11為SIM

93、卡預(yù)留了五個(gè)引腳，再讓TC35在ZIF連接器上面為SIM卡預(yù)留了六個(gè)引腳，所添加的ccin引腳來(lái)用作檢測(cè)SIM卡的支架上有沒(méi)有SIM卡。如果插入SIM卡，所以將這個(gè)引腳成為高電平，系統(tǒng)就可以進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。</p><p>　　數(shù)據(jù)通信的電路大概是執(zhí)行短消息的收發(fā)工作和與電腦通信以及軟件控制功能。Tc35模塊和電腦鏈接了串口的TXD，rxd通信線，IGT啟動(dòng)腳，外接一個(gè)sim卡還有電源的正常工作。因?yàn)殡娔X的串

94、行口符合數(shù)據(jù)終端的設(shè)備與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備兩者之間的串行2進(jìn)制的數(shù)據(jù)交換接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，也就是它的外部總線標(biāo)準(zhǔn)接口。Tc35數(shù)據(jù)的接口運(yùn)用的是串行異步，在CMOS電平正常工作。因此數(shù)據(jù)通訊電路是以Max232的芯片作為核心，它實(shí)現(xiàn)了電平的轉(zhuǎn)換以及串行口通訊的功能。就是Tc35中的RS—232串行口和電腦互相經(jīng)過(guò)Max232進(jìn)行連接，它們的通訊協(xié)議就是AT指令集。而Max232是包含兩路驅(qū)動(dòng)器與接受器的轉(zhuǎn)換芯片。當(dāng)發(fā)送端上用驅(qū)動(dòng)器把Cmo

95、s電平變換成Rs-232電平，在接收時(shí)運(yùn)用接受器把Rs-232電平又變換為Cmos電平。本模塊中，在LED熄滅的時(shí)候，表明Tc35正在執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)登錄，而當(dāng)LED在一段時(shí)間后熄滅，表示Tc35已經(jīng)成功登錄進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)了。 </p><p>　　4.3 GPS模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　作為GPS的用戶來(lái)說(shuō)其主要的部件就是GPS接收機(jī)，是用作接收和處理G

96、PS衛(wèi)星發(fā)送來(lái)的位置信息。接收機(jī)是由主機(jī)天線和運(yùn)算單元以及輸出通道等部分構(gòu)成的。其主機(jī)的關(guān)鍵組成部分有：低噪聲放大器和信道電路以及中央處理器還有存儲(chǔ)器等構(gòu)成。在軟件的控制操作下，接收機(jī)就把衛(wèi)星的信息接收與采集、識(shí)別、存儲(chǔ)、放大、處理，還要輸出有用的定位信息與速度信息以及時(shí)間信息。</p><p>　　圖4-8 GPS電路圖</p><p>　　JP7LP型GPS模塊的電如圖4-8所示。該

97、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型的GPS接收器，可以嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中。它還具有遠(yuǎn)距離接收能力，而且該模塊既能最大程度的縮小了模塊的整個(gè)體積，還減小了系統(tǒng)中的功耗，并且使得系統(tǒng)的性能提高了很多。其硬件與智能化的軟件構(gòu)成結(jié)合讓它可以輕松集成或使用，該接收器的原理示意如下圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 接收器的原理圖 </p><p>　　使用的初始化快速定位TTFF（即time to first

98、fix），本接收器至多能跟蹤12顆左右的衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)執(zhí)行定位的工作，其精度較高，且一秒一次地脈沖輸出也可以運(yùn)用到精確地時(shí)間的測(cè)量上來(lái)，如果直接輸入了實(shí)時(shí)地RTCM格式類型的差分GPS定位信息可以將GPS接收器上的測(cè)量精確度由100m提高至5m之間。</p><p>　　模塊中存儲(chǔ)器的所帶備用電池，使得它能夠保持上次的衛(wèi)星軌道的參數(shù)和位置以及時(shí)間等一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，除此之外，主板上非易失性的存儲(chǔ)器也是運(yùn)用于其保留接

99、收器的配置情況，即便是在備用電池沒(méi)有電的時(shí)候，可供給2個(gè)RS—232的全雙工的通道比特率選擇為：（1200、2400、4800、9600）。所支持的最大速度是999m/s與最大的加速度是6g。其中+5 VDC的輸入電壓，和220mA的輸入電流會(huì)使得它很容易構(gòu)成嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　GPS 25提供了一個(gè)直角、單排、有12針地連接頭。它所對(duì)應(yīng)的管腳的功能有：</p><p>

100、;　　Pin1：TXD 2為第二串行的異步輸出。</p><p>　　Pin2：TXD 2是第二串行，異步輸入。本輸入的管腳可運(yùn)用在接收差分信號(hào)。</p><p>　　Pin3：PPS為秒脈沖的輸出。其電壓的上升或下降的時(shí)間是300ns。250歐姆阻抗。其開路的輸出電壓是0V和5V。秒脈沖的寬度是1us。</p><p>　　Pin4：TXD1為第一串行的異步輸出，

101、其電氣特性的兼容性標(biāo)準(zhǔn)為RS—232，可變比特率有：1200bps和4800bpd以及9600bps。</p><p>　　Pin5：RXD1是第一串行的一部輸入。電氣特性的兼容標(biāo)準(zhǔn)也是RS—232，其最大的電壓輸入?yún)^(qū)間為—25V至25V。</p><p>　　Pin6：RESET是外部的復(fù)位輸入端，如果管腳是懸空或者是輸入的電壓比0.5V要小，則不會(huì)工作，當(dāng)其值比2.5V大時(shí)，才會(huì)復(fù)位。

102、</p><p>　　Pin7：VAUX是可選擇外部地備用的電源鏈接端。</p><p>　　Pin8：數(shù)據(jù)與電源共用地線。</p><p>　　Pin9：NC （保留）。</p><p>　　Pin10：VCC 是單一的5V供電，可以不實(shí)時(shí)控制。但是要求5V的電源一定為穩(wěn)定的，并且經(jīng)過(guò)濾波處理后，會(huì)提供其沖擊保護(hù)，不然沖擊或者過(guò)載以及反向都

103、會(huì)損壞GPS 25的電路。</p><p>　　Pin11：NC（保留）。</p><p>　　Pin12：NMEA—NMEA 是兼容輸出。其可以調(diào)用的比特率有：1200和2400以及4800與9600。</p><p><b>　　4.4 繼電器電路</b></p><p>　　本電路的功能是：當(dāng)車輛出現(xiàn)異常情況時(shí)，用

104、戶手機(jī)能夠發(fā)送短信讓車輛無(wú)法行駛，不能被盜，再加上GPS等定位的設(shè)備，大大加強(qiáng)了車輛的防盜性能。</p><p>　　車輛的供電系統(tǒng)的構(gòu)造，車輛的供電均是由蓄電池提供的，車輛正常行駛的時(shí)候，發(fā)電機(jī)就會(huì)不間斷地向蓄電池提供電，因此蓄電池內(nèi)的電量通常都是充足的。車輛的照明和其它常供電設(shè)備隨時(shí)都帶有電壓供應(yīng)。防盜系統(tǒng)就可以由此取電。</p><p>　　如果還要控制此車輛上發(fā)動(dòng)機(jī)的停止或運(yùn)行，控

105、制汽油噴撒系統(tǒng)中的供電的電源就可以，還可以用通過(guò)此繼電器來(lái)完成此項(xiàng)功能。對(duì)于汽油的噴射裝置的電源上添加一常閉型的繼電器，運(yùn)用控制繼電器就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電源的實(shí)時(shí)控制。但是MSP430F149上的引腳的驅(qū)動(dòng)能力比較薄弱，所以不能夠直接來(lái)驅(qū)動(dòng)這個(gè)繼電器，因此還需要一個(gè)中間的繼電器來(lái)過(guò)渡。中間繼電器的連接圖如下圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10 繼電器電路圖</p><p>　　當(dāng)接收

106、到功能為切斷汽油噴射的命令時(shí)，MSP430 F149的驅(qū)動(dòng)的引腳就會(huì)變高，還由于引腳的電平是0~3V，不能驅(qū)動(dòng)其5V繼電器，還需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)非門控的繼電器，同時(shí)，中間繼電器閉合，從而帶動(dòng)其外部的控制的噴汽油系統(tǒng)的電源的繼電器斷開，讓汽車無(wú)法正常的行駛。</p><p><b>　　4.5 報(bào)警電路</b></p><p>　　汽車上面裝設(shè)的點(diǎn)火裝置不能很有效得起到防盜的

107、作用，因此現(xiàn)今大都采用揚(yáng)聲器報(bào)警。當(dāng)汽車遭受異常情況時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并且反饋給控制模塊給出以短信的形式發(fā)送給用戶手機(jī)報(bào)警信息。從而實(shí)現(xiàn)了防盜系統(tǒng)的既防盜又報(bào)警的功能[13]。運(yùn)用檢測(cè)其報(bào)警的喇叭線，以它的狀態(tài)來(lái)判斷它是否有偷盜情況，報(bào)警電路圖如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 報(bào)警電路圖 </p><p>　　如果車輛發(fā)生盜竊情況，車輛上的報(bào)警器就會(huì)通過(guò)繼電器把喇叭

108、置位到高電平一段時(shí)間后，同時(shí)喇叭就會(huì)報(bào)警，光偶同時(shí)會(huì)導(dǎo)通，P1.1是低電平；喇叭的繼電器就會(huì)斷開，喇叭線就相當(dāng)于處于斷開狀態(tài)，與此同時(shí)光偶并不會(huì)導(dǎo)通，P1.1是高電平。判斷P1.1狀態(tài)后，就可以知道報(bào)警器有沒(méi)有報(bào)警。如果檢測(cè)到其P1.1持續(xù)了10秒的均為低電平， MSP430 F149控制的TC 35自動(dòng)編輯的短消息為“ABC”發(fā)送到手機(jī)用戶。車輛的車門以及前后車蓋箱都會(huì)把安全信息反饋給單片機(jī)，最后再由系統(tǒng)經(jīng)過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將其相應(yīng)的信息反