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1、毕业设计（论文）说明书课题名称 基于GPS和GSM的汽车防盗系统设计 摘要随着汽车数量的快速增加，汽车防盗产品的需求越来越大。目前市场上普遍使用的电子式汽车防盗产品作用范围小、可靠性低、误报率高且噪声污染大；而基于GPS全球定位系统和GSM公众网络的汽车防盗产品虽然其可靠性高，但是需要有监控中心的服务，需要缴纳入网费，造成车主防盗成本增高，导致在中低档轿车上的使用率还很低。针对这些问题，提出一种基于GPS和GSM的汽车防盗系统设计方案。系统以单片机为主控芯片，采用SIM908 GSM/GPRS/GPS一体化模块，利用GPS全球定位系统和GSM无线通信业务及短消息业务，设计实现了汽车的远程遥控、
2、短信报警和定位追踪等功能，作用范围广，可靠性高且无噪声污染，并且不需要监控中心，降低了防盗成本。关键词：汽车防盗系统；GSM；GPS；SIM908；单片机AbstractWith the rapid increase in the number of cars, more and more demand on automotive anti-theft products. On the market at present commonly used electronic automotive anti-theft products scope is small, low reliability
3、, high rate of false positives and noise pollution; And based on GPS global positioning system (GPS) and GSM car alarm the public network product even though its high reliability, but need has the service of the monitoring center, need to pay it, cause the owner security costs increased, low-standar
4、d cars in use is still very low. To solve these problems, put forward a design scheme based on GPS and GSM car alarm system. System with the single chip processor as the master control chip, adopts SIM908 GSM/GPRS/GPS integration modules, using GPS global positioning systems and GSM wireless communi
5、cation service and short message services, design and realize the remote control car, SMS alarm and location tracking, and other functions, wide scope, high reliability and no noise pollution, and does not require the monitoring center, reduce security costs.Key words: car security system；GSM；GPS；SI
6、M908；MicrocontrollerIV目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题背景11.2 汽车防盗器的发展概况11.3 课题研究目的和意义22 课题研究相关技术32.1 GPS全球定位系统32.1.1 GPS构成32.1.2 GPS原理42.2 GSM全球移动通讯系统42.2.1 GSM发展历史42.2.2 短信息业务（SMS）52.3 单片机技术52.3.1 单片机概念52.3.2 单片机的特点52.3.3 ATMEL 89系列单片机53 系统总体设计方案73.1 系统功能需求分析73.2 系统总体设计74 系统硬件详细设计与实现104.1 稳压电路设计与实现104.2
7、SIM908模块及其外围电路114.2.1 SIM908模块简介114.2.2 SIM908对外接口电路124.3 单片机外围接口电路144.3.1 SD卡接口电路145 系统软件详细设计与实现165.1 短信的发送与接收程序175.2 GPS数据接收程序与分解176 系统调试与分析20结束语22致谢23参考文献24附录25附录1 系统总电路图25附录2 系统程序261 绪论1.1 课题背景自改革开放以来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，汽车这种高端消费品已经进入千家万户，成为普通老百姓家中的私人交通工具。据统计，2011年全国私家车拥有量为7326.79万辆。随着汽车市场的迅
8、猛发展，汽车用品市场发展快速，汽车用品琳琅满目，如汽车座套、疝气灯、真皮座椅、倒车雷达、电子狗、GPS导航仪、汽车美容用品等。在注重汽车的外观、舒适度的同时，车主们最关注的还是车辆的安全问题。庞大的汽车拥有量吸引了盗贼的眼球，盗窃目标由室内贵重物品转向汽车，汽车盗窃案以惊人的速度上升，盗窃手段变得日益高明。因此，汽车防盗成为车主们非常关心的话题，汽车防盗器成为了汽车的必需品。汽车拥有量尤其是私家车拥有量的快速增加促使汽车防盗产品的需求大大增加，而科技的进步使得防盗性能可靠、使用方便、价格便宜的汽车防盗产品的实现成为了现实。最初的防盗装置是机械防盗锁，但其技术含量低、笨重，以逐渐被淘汰。目前流行
9、的是电子式防盗器，俗称电子狗，其使用简便、安全可靠。汽车防盗器的高性能化得益于科技的快速发展和普及。传感器技术的发展，使得汽车防盗器的灵敏度大大提高，汽车像是安装了眼睛和耳朵，对车内以及车附近进行有效的监控。无线通信技术的发展，使得车主能在较大的范围内对车进行监控，而GSM无线通信网络的发展使得车主能在全国乃至全球范围内对爱车进行监控。随着微处理器的快速发展，汽车防盗器的微型化、智能化成为了现实。GPS全球定位系统的发展和应用，使得车主能在全球范围内对爱车进行监视和定位追踪。 1.2 汽车防盗器的发展概况目前汽车防盗器可分为四类：机械式防盗装置、电子式防盗系统、网络式防盗系统和生物识别防盗系统
10、。早期的汽车防盗器主要是机械式的防盗锁，主要由根据汽车结构特制的锁和钥匙组成。机械式的防盗锁利用防盗锁的结构强度来锁定油门、离合、制动、车轮及转向盘等以达到防盗的目的，其价格便宜、安装简便，但需经常拆装、可靠性低。电子式汽车防盗器是目前市场上使用比较普遍的防盗装置。这种类型的产品种类繁多，主要由无线发射器、各类声光传感器以及汽车的ECU系统构成。车主通过无线发射器与本车的ECU系统通信，可以切断点火线圈或供油回路，防止汽车被非法启动。汽车上安装的声光报警器可以在汽车的车门、后备箱盖、前机舱盖被强行开启时发出报警声，并通过无线发射器通知车主。电子式防盗器价格适中、使用方便、可靠性较高，但误报率高
11、，噪声污染的，防盗范围有限。现在比较新型、可靠性更高的是网络式防盗系统。网络式防盗系统是集GSM网络数字移动通信技术和GPS卫星定位技术于一体的高科技防盗产品，它通过GPS全球定位系统对车辆进行定位和跟踪，并通过GSM公共网络将车辆信息传送给监控中心和车主，是一种主动监护式防盗器。万一车辆被盗，可以通过GPS迅速找回被盗车辆。网络式彻底解决了普通防盗器无法解决的距离限制和易于破解的难题，但需要支付服务费、且车主隐私得不到保护。最后一种是比较高端的生物识别防盗系统，其主要产品有汽车指纹启动控制器。利用人体指纹的唯一性，将车主指纹信息收集起来，汽车启动前先进行指纹比对，只有核实身份后才能启动。其安
12、全性很高、车辆不易被盗，但价格昂贵。1.3 课题研究目的和意义 汽车的安全问题是车主们最关系的问题，汽车防盗器成为了必需品。但任何商品都讲究性价比。汽车的油耗、养护、管理等是一笔不少的开支，所以在汽车的防盗开支上，车主们都会精打细算。目前机械式防盗锁由于其笨重、使用不便且防盗效果差已逐渐被淘汰。电子式防盗器因其方便可靠且价格便宜已经得到普及，而网络式防盗系统由于成本较高，纵然性能可靠、防盗范围广，还是得不到广泛的使用。本系统设计的目的是解决电子式防盗器防盗范围小、噪声大和网络式防盗系统成本高的问题。本系统有如下特点：（1）防盗范围广，能远距离控制汽车和获取汽车信息。电子式防盗器采用的无线遥控器
13、覆盖范围小，遥控器离开车较远时就会失效。而本系统依托GSM公众网，覆盖范围广，能在全球范围内获取爱车的信息。（2）能对车辆进行定位和追踪。利用GPS全球点位系统，能实时获取车辆的位置信息。 （3）开发成本低。大多数网络式防盗系统都采用比较高级的微处理器作为主控芯片，芯片成本和技术成本都较高。本系统采用单片机为主控芯片，芯片便宜，开发简单。 （4）无需监控中心。这是本课题要解决的主要问题。目前网络式防盗系统都需要监控中心的支持，使得防盗成本大大提高。而本系统将位置信息数据库存在SD卡中，只要从GPS模块中获取坐标，就能在数据库中获取位置信息，无需监控中心就能实时获取车辆的位置信息，大大降低了防盗
14、成本。2 课题研究相关技术 现代科学技术日新月异，汽车防盗产品也在快速地更新换代。目前，汽车防盗产品正向高科技化、功能多样化和微型化发展。只有掌握当今先进的科学技术，才能设计出满足当代社会需求的产品。本课题研究涉及当今较为先进和热门的GPS全球定位系统，GSM全球移动通讯系统和单片机技术。2.1 GPS全球定位系统GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，是利用GPS定位卫星在全球范围内实时进行定位、导航的系统。2.1.1 GPS构成GPS全球定位系统由空间部分，地面控制部分和用户设备部分构成。(1)空间部分GPS的空间部分由距地表20200km的上
15、空的24颗卫星组成（21颗工作卫星，3颗备用卫星），运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，这就提供了在时间上连续的全球导航能力。(2)地面控制部分地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面注入站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3个地面注入站。注入站将主控站修正过的卫星参数注入到卫星中。主控制站位于美国科罗拉多州法尔孔空军基地（Falcon .Colorado）。五个监测站位于科罗拉多州（Colorado）、卡瓦加兰（Kwajalein）、迭戈加西亚(Diego Garcia)、阿松森群岛(Ascension)和夏威夷(Hawaii)。三个地面注入站分别位于卡瓦加
