基于的汽车智能防丢报警系统硬件设计

1、基于GPS/GSM的汽车智能防丢报警系统硬件设计北方民族大学 郭 萧 祝 玲 王槐兴 冯辉辉【摘要】基于GSMGPS的嵌入式汽车防盗系统是利用移动通信技术、卫星定位技术对传统防盗器领域的拓展。本文提出的系统方案采用GSM，GPS等新技术，通过设计具有远程监控功能的通讯平台，并为汽车防盗和监控提供了全方位解决方案，为汽车防盗系统的无线网络化发展提供了技术基础。【关键词】GPS/GSM；汽车；智能防丢报警系统；硬件1.系统硬件体系结构设计基于GPS/GSM的汽车智能防丢报警系统主要由：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)、控制模块、显示模块、监控中心、用户

2、手机组成。GPS模块负责接收定位数据；GSM模块在单片机控制下收发短信；传感器模块负责采集汽车的状态信息；控制模块根据单片机的给出信息控制汽车的停止或汽车的锁死；显示模块为了显示系统的工作状态以及便于用户输入控制信息。在对系统的通信平台、定位技术、功能和性能要求分析的基础上，提出系统的整体设计方案。2.定位系统硬件设计定位系统主要由四部分组成，即GSM模块、GPS接收机模块、单片机控制电路和电源电路。GPS模块负责接收定位数据；GSM模块在单片机的控制下收发短信；单片机控制电路对GPS定位数据进行分析，并根据用户的设置做出相应的处理。电源电路由7805和LM294lCS分别产生为+5V和+4.

3、2v直流电压。+5V直流电压作为单片机、GPS模块的工作电源，+4.2V直流电压提供给GSM模块使用。3.硬件的主要技术指标(1)需要2个UART串口。(2)由于程序较为复杂，需要支持在线仿真。(3)GPS定位时要求定位精度10m以内。(4)要求单片机处理速度较高。(5)由于整个系统从汽车电瓶取电，要求系统功耗较低。(6)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。4.单片机控制电路MSP430单片机简介：设计中所选用的控制核心为MSP430F149单片机是TI公司推出的MSP430系列单片机中的一种，该系列单片机具有16位RISC结构，能够达到很高的代码效率，

4、除此之外，MSP430系列单片机还具有以下的显著特点：(1)低电压、低功耗，在稳定的工作在1.8 3.6V之间，在系统时钟频率较低的情况下，其消耗电流能降低到400A以下。(2)强大的处理能力。MSP430系列单片机具有16位RISC结构，简洁的内核指令系统，当工作在8MHz系统时钟下时，指令周期为125s。(3)稳定的工作性能。MSP430单片机中，内置看门狗，同时系统能够在多个时钟源之间切换，保证系统正常工作。C8051F040为通信双方，介绍了CAN通信总线，C8051F040单片机，实现了CAN总线的数据通信，为系统与主机通信提供了参考。参考文献1张子明,罗运虎,肖前贵,周勇军,周涛,

5、阚艳.基于C8051F040(4)丰富的片内资源。MSP430系列内置了丰富的片内资源模块，主要包括看门狗(WDT)、定时器A(TimerA)、定时器B(TimerB)、比较器、串口0、串口1，硬件乘法器、模数转换(ADC)、基本IO口、基本定时器等。(5)工业级产品。MSP430系列单片机都是工业级产品，具有-40度到+85度的工作温度范围，并具有较强的抗干扰能力。系统选用广泛应用的AT89C52单片机作为MCU。其内部有8k字节的Flash程序存储器和1256字节的RAM。该单片机内部仅有一个通用异步串口。为了能够同时与GPS以及GSM模块通信，单片机需要两个串口。所以本系统利用串口扩展芯

6、片GM8123实现对GPS数据和GSM数据的同时收发。串口扩展芯片GM8123工作在多通道工作模式下时，模式控制引脚MS=0。多通道模式允许3个子串口同时全双工地工作。在此工作模式下，芯片的地址线 STADDlO是输入口，由MCU控制选择希望发送数据的子串口，地址线SRADDl0是输出口，用于向MCU返回接收到数据的子串口地址。通过对该芯片的控制，单片机可以同时与GPS模块和GSM模块全双工通信。5.GSM模块GSM系统可以提供两大业务，即基本业务和补充业务。基本业务包括电信业务和承载业务；补充业务则不单独提供，是对基本业务的补充。GSM提供的电信业务有电话、短消息和传真等。短消息业务是GSM

7、系统中唯一不要求建立端端业务路径的业务，即使移动台已处于完全电路性通信情形下，亦可进行短消息传输。也就是说，一个消息的传输就构成了一次通信。GSM模块TC35：TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(ShortMessageService)和传真，TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。GSM模块负责在被保护对象和监控用户之间传递信息。本系统采用德国西门子工业的GSM模块TC35i。TC35i模块是一个的工业级GSM模块，工作在GSM900

8、和GSMl800双频段，支持中文短信息。TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据，它支持Text和PDU格式的SMS(短消息)。6.GPS定位模块定位模块主要由GPS完成，但是GPS在高单片机+BU61580架构的1555B总线通信接口模块的设计J.测控技术,2013,12:110-113.2朱元,肖宇,吴志红.基于XC886单片机的门控系统LIN总线通信模块设计J.电子元器件应用,2009,08:25-27+30.3邓师平,隋静,黄美兰.基于DSPIC30F4011单片机的CAN总线通信设计J.电子元器件应用,2010,12:31-32.大建筑物下会没有信号，因此

9、辅助GSM的蜂窝基站定位可以弥补GPS的不足，尽管定位精度不高，但是足以使车主找到丢失车辆。GPS定位主要采用伪距定位法。GPS伪距定位的基本定位原理：卫星不间断的发送自身的星历参数和时间信息。GPS接收机通过接收观测范围内的几个卫星，可以得到几个关于伪距的方程，将这几个方程结合所接收的卫星星历数据，经过处理可以得到接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。GPS接收机：作为GPS用户主要部件的GPS接收机，用来接收处理GPS卫星送来的卫星位置信息。接收机由主机天线、运算单元、输出通道等部分组成。主机的核心是由低噪放大器、信道电路、中央处理器、存储器等组成。在软件的操作下，接收机将卫星

10、信息接收、采集、放大、识别、存储、处理，并输出有用的定位信息、速度信息和时间信。在GPS接收机的二次开发过程中，采用了TarmINGPS25-LVC接收机。本系统采用的GPS模块为SIRF第三代高灵敏度引线式GPS接收模块SIRF star。该芯片定位精度在10m以内，最多可以同时追踪20个卫星信道。其内部有可充电电池，可以保存星历数据，便于快速定位。串口数据格式为TTL电平数据输出，通讯速率为4800通讯波特率，每秒输出一次GPS全数据。该模块GPS天线采用MMCX接口，数据线接口为6线接插件，排线输出，使用简单，一般情况下只需用到三根输出线，第一脚接3.55.5V的直流正电源，第五脚是电源地，第二脚是GPS的输出线，它是TTL电平的串口信号，高电平大于2.4V，低电平小于0.4V，输出驱动能力为2mA，可以直接和单片机接口。如果只使用默认设置，单片机只从该模块读取数据即可。7.结论基于GSMGPS的嵌入式汽车防盗系统是利用移动通信技术、卫星定位技术对传统防盗器领域的拓展。本文提出的系统方案采用GSM，GPS等新技术，通过设计具有远程监控功能的通讯平台，并为汽车防盗和监控提供了全方位解决方案，为汽车防盗系统的无线网络化发展提供了技术基础。而在原有的车载防盗系统上加装GPS模块，将使该系统既可以保留原有的与