1、山东交通学院毕业设计（论文）山东交通学院毕业论文汽车预警系统院(部)别 信息科学与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 届 别 2015 学 号 110812302 姓 名 王岩全 指导教师 杨仁明 山东交通学院毕业设计（论文）0摘 要随着我国社会主义市场经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，购买车辆的用户越来越多。与此同时，盗窃汽车犯罪每年以惊人的速度不断飙升，车辆防盗产品已经成为必不可少的装备。而传统的汽车报警系统存在很多问题，如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境、且误报现象经常发生。而基于 GPS 全球定位系统的汽车防盗报警器有运营商，有监控中心。车主入网成本高，不适宜中、低档车
2、，不易普及因此有必要研制一种新的功能强、价格相对便宜的远程遥控和定位汽车报警器，没有运营监控中心，仅依托 GSM 公众网，利用 GSM 无线通信业务及短消息服务业务，对车辆进行远程监控和定位来解决上述各种问题。 本文用华为生产的 SIM900 模块，借用无线发送和接收、基带处理等功能，来实现无线数据传输和短信收发任务。课题通过介绍单片机开发的理论和对现代远程通信方式的讨论，提出了利用现有 GSM 网络的短消息业务实现的远程监控的种种优势，并将这种方式应用于车载防盗系统。系统采用先进的 SIM900 通信模块和 STM32 单片机实现互连，通过 AT 指令，完成利用手机对车载防盗系统各项功能的实
3、现。 关键词：SIM900 模块，单片机，短消息，无线通信，车辆监控 王岩全：汽车预警系统3AbstractAlong with our country socialist market economys fast development and the improvement of peoples living standard, the purchase of vehicles more and more users.At the same time, crimes of stealing cars each year at an alarming rate soaring, vehicl
4、e anti-theft products have become essential equipment.While the traditional car alarm system has many problems, such as role in a short distance, the alarm noise environment, and the false alarm phenomenon often occurs. Based on the global positioning system GPS car anti-theft alarm operator, a moni
5、toring center. Owners of net cost high, not suitable, cheap car, noteasy to popularize. Therefore it is necessary to develop a new function is strong, relatively cheap price of remote control and positioning of the car alarm, no operation monitor center, onlyrelying on the GSM public network, the us
6、e of GSM wireless communication services and short message services, of remote vehicle monitoring and positioning to solve the various problems. In this paper, with Huawei production SIM900 module, borrow the wireless transmission and reception, baseband processing function, to realize wireless data
7、 transmission and messaging tasks. The subject through the introduction of MCU development theory and the modern way of remote communication is discussed, the use of existing GSM network short message service to realize remote monitoring of a variety of advantages, and in this way the application in
8、 vehicle anti-theft system. The system uses advanced SIM900 communication module and STM32chip interconnection, through the AT instruction, is completed by the use of mobile phone in vehicle anti-theft system functions to achieve. Keywords ：The SIM900 module,Single chip microcomputer,Short message,
9、Wireless communication,Vehicle monitoring 山东交通学院毕业设计（论文）1目 录1 前言1.1 课题背景1.2 研究意义 1.3 课题的主要内容 2.STM322.1 产品介绍2.2 历史2.3 STM32F103.STM32 之 RCC3.1 时钟系统框图3.2 STM32 标准固件库4 GPIO 与 AFIO4.1 GPIO 功能描述4.2 复用功能(AF) 4.3 GPIO 代码分析5 UART5.1 UART 的配置步骤结论致谢参考文献 附录 A王岩全：汽车预警系统0前 言1.1 课题背景 随着车辆安全防范“道高一尺、魔高一丈”的形势变化，车辆防
10、盗产品不断发展，目前，现有的车防盗装置主要包括机械式防盗装置、电子防盗报警装置和 GPS 汽车防盗系统等三大类最先出现的是机械防盗装置，机械式防盗装置分为机械式防盗锁和断电断油装置两种。它是利用机械装置将方向盘、制动踏板、挡把锁住，或是切断点火线路、油路而使汽车不能开动。结构简单应用最为广泛，但每次使用都要拆装，较为麻烦，而且对于偷车高手，往往不能奏效。随后出现的是电子(机电)防盗报警装置，电子防盗报警装置包括电子警报器和无线电跟踪装置，当车辆遭到非正常打开机盖、行李厢、车门，或是被碰撞时，警报器都会发出警报求救。无线电跟踪装置是在车辆安装一种小型无线电发射器，当车子被盗时，警方利用特殊装置探
11、测出车子的下落，但是可控范围很小，并且受环境影响很大，常会出现“虚警”现象。目前市场上多数中高档车辆使用的是出现的联网防盗防劫报警(定位、跟踪)系统，也称为 GPS 汽车防盗系统。GPS 汽车防盗系统是利用 GPS 全球卫星定位系统、GIS 地理信息系统、计算机网络技术对车辆进行主动式实时监控、追踪定位，它能实现防盗、防动、导航等多项功能。很显然，机械防盗装置技术简单实用，通常靠自身的强度和结构实现防护，伴以锁具的某些技术难度体现了以“物防”为主、以“技防”为辅；电子(机电)防盗报警装置增多了功能、增大了技术难度，伴以一定的自身强度和结构防护体现了以“技防”为主、以“物防”为辅，同时以报警功能
12、召唤“人防”；GPS 汽车防盗系统车辆上除了防盗报警装置，还有通信装置，有的还有定位(导航)装置，因此车辆和驾驶员被置于网络监控之下，它们综合了“物防”、“技防”、“人防”三个方面，特别是车辆报警直达网络以及对车辆定位功能，使随时随地的监控成为可能，人力救援能及时介入，极大提升了“人防”的作用。当前，已经开通运营的联网防盗防劫报警系统多为报警服务公司的专业网络系统，它们的作用毋庸置疑，不仅本地防护连连得胜，还频频跨省市追捕成功。但是，和所有的网络运营面临同样的问题，即这样的网络必须有足够的入网用户数量的支撑，才能获得价格优势，在发展的初期，报警服务价格必然有个逐渐降低的过程。受到价格的影响，期
13、望提高防范的广大车主有些观望了。能不能避开入网的价格障碍呢? 我国目前已建成了覆盖全国的 GSM 数字蜂窝移动通信网，是我国公众陆地移动通信网的主要方式。GSM 的短消息业务 SMS(ShortMessage Service)与话音传输及传真一样，为 GSM 数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，是 GSM 通信网所特有的。短消息业务不需拨号建立连接，利用短消息业务中心的存储和转发功能，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息中心，由短消息中心再发送给最终的信宿，这种方式非常适合于利用移动电话(手机)组合汽车防盗报警装置的方案，在这种方案里，汽车防盗报警装置内置移
14、动通信电路，与指定的车主手机山东交通学院毕业设计（论文）1以短信沟通，通过无所不在的公共通信网络，实现随时随地监控车辆的状况，并且使手机既是日常通王岩全：汽车预警系统2信工具、又是以短信遥控汽车防盗报警装置的远程遥控器，还是接受报警短信信号的接收器。装备了手机控制的汽车防盗报警装置的汽车，可以既得到车主“关注”，也可以由专业报警服务公司接收入网，其费用主要是短信费用和适当的服务费用，当然，加入专业报警服务网络，比车主的“关注”能够得到更及时、更强大的人力救援。在短消息业务快速发展的背景下，短消息在无线监控与数据采集方面的应用作为硕士论文的研究课题就有着极为重要的现实意义和实际价值。 12 研究
15、意义 基于 SIM900 手机的汽车防盗防盗报警系统运用汽车防盗报警技术与移动通信技术集成，在符合我国的车辆防盗报警系统标准的防盗报警系统主机基础上，将其与具有信息产业部进网许可证的 GSM 移动通讯模块通过标准串口相连，在车上的系统主机感知到发生被盗时，一方面控制发动机防止车辆被未经授权非法启用，一方面发出警情信息，又可以通过 GSM 移动通信网络及时、准确、有针对性地向车主的用户手机振铃、发送短信报警，向专业报警服务公司的中心电话发出报警；而车主通过用户手机向 GSM 移动通讯模块发送控制指令，传送给系统主机实现汽车防盗的警戒和解除、报警、开关车门，甚至可以使汽车强制熄火防止汽车被歹人驾驶
16、，制止车辆被盗、被劫；在得到车主的授权时，专业报警服务公司的中心电话也可以发出控制指令实现这些控制。由此，可以归结基于 SIM900 手机的汽车防盗报警系统的特点如下： 1)有无专业报警服务中心的中介，都可以突破地域限制，实现通信网络内的有效监控，覆盖范围广，反应快，而且实施与运行费用低，只需增加终端控制系统，运行时，短消息实行包制或按每条 010(选用中国移动)元计费，整体费用低。 2)实现车主对汽车的远距离直接控制和远距离获取车辆安全信息，车主的自主性、安全性都有保障 3)由车主用户手机发送控制信息实现在移动通信网范围下对汽车的远距离监控，再加上无线遥控器的近距离遥控，兼有双遥控通道，既增
17、加了车主操作使用的便利，也提高了整个系统的安全、可靠性。 4)车上的系统主机感知到汽车被盗时，自动向车主的用户手机振铃、发送短信报警，报警信息表达准确，具有针对性，这样的报警也是“无声报警”，避免误报警导致扰民噪音；而车主可以回发短信查询、核实汽车的状况，及时制止误报警；整个系统的报警范围达移动通信网的覆盖区域，并且是一种“环保”型的设计。 5)车主的用户手机发送短信可以远程指令汽车实现“强制熄火”、发出报警、使车钥匙和遥控器暂时失效等功能，车主也可以授权专业报警服务中心发出这些远程指令，使车辆控制权仅限于车主的用户手机和报警服务中心，有效防止汽车在本地或异地被盗、被劫。 6)在开通移动定位服
18、务的区域，依托移动通信网，通过与车上的移动通讯模块保持联络，可以对车辆进行定位。 7)可扩展性强，依托 GSM 公众网，建立的远程遥控和定位汽车报警器，监控范围山东交通学院毕业设计（论文）3广，系统成本低，功能较多。除了我们研制的功能终，以后还可根据市场发展和用户需要，扩展其它功能如：火灾报警、医疗求助、气体安全等。因此，该项目有较好的市场发展前景，将产生较好的经济效益和社会效益。 总之，提高汽车防护能力的重要途径是发展网络化、信息化的汽车防盗报警系统，使车辆具有强大的防盗、防劫功能，并且能够随时得到人的关注和救援。我们研制的基于 GSM 手机的汽车防盗报警器正是符合这一发展方向的产品，它充分
19、发挥公共通信网的覆盖优势以及利用在我国已经广为普及的手机，实现了网络化、信息化的汽车防盗报警系统，整个系统无需建立专门的报警网络，用户无需另外的高费用，只用随身携带的手机就获得了车主、汽车之间的远程双向控制，并且能够随时随地召唤报警服务中心的支援，是一种既可以由用户单独使用，又可以被汽车制造厂商和报警服务运营企业成批使用的产品，推动行业性的发展。 13 课题的主要内容 本文围绕“单片机控制 SIM900 块收发短信”这一热点课题，阐述了如何利用 GSM模块结合 PC 机和单片机系统，将短消息业务与数据传输结合起来，实现了远端单片机数据采集、通讯，主控端数据接收、控制与计算机接口通信等相关技术，
20、在设计中利用 ATMEL 公司的 8 位 STM32 单片机和华为公司的 GSM 模块 SIM900 实现了一款具有短信收发功能的汽车防盗报警系统。王岩全：汽车预警系统41 stm321.1 stm32 简介STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM Cortex-M 内核按内核架构分为不同产品： 其中 STM32F1 系列有： STM32F103“增强型”系列 STM32F101“基本型”系列 STM32F105、STM32F107“互联型”系列 增强型系列时钟频率达到 72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为 36MHz，以 16 位产
21、品的价格得到比 16 位产品大幅提升的性能，是 32 位产品用户的最佳选择。两个系列都内置 32K 到 128K 的闪存，不同的是 SRAM 的最大容量和外设接口的组合。时钟频率 72MHz 时，从闪存执行代码，STM32 功耗 36mA，是 32 位市场上功耗最低的产品，相当于 0.5mA/MHz。在 STM32F105 和 STM32F107 互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出 STM32基本型系列、增强型系列、USB 基本型系列、互补型系列；新系列产品沿用增强型系列的 72MHz 处理频率。内存包括 64KB 到 256KB 闪存和 20KB 到 64KB 嵌入式 SRAM。新系
22、列采用 LQFP64、LQFP100 和 LFBGA100 三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合 STM32 平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。 截至 2010 年 7 月 1 日，市面流通的型号有： 基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB 增强型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、S
23、TM32F103ZE STM32 型号的说明：以 STM32F103RBT6 这个型号的芯片为例，该型号的组成为 7 个部分，其命名规则如下： 1 STM32 STM32 代表 ARM Cortex-M 内核的 32 位微控制器。 2 F F 代表芯片子系列。 3 103 103 代表增强型系列。 4 R R 这一项代表引脚数，其中 T 代表 36 脚，C 代表 48 脚，R 代表 64 脚，V 代表100 脚，Z 代表 144 脚，I 代表 176 脚。 5 B B 这一项代表内嵌 Flash 容量，其中6 代表 32K 字节 Flash，8 代表 64K 字节 Flash，B 代表 128K 字节 Flash，C 代表 256K 字节 Flash，D 代表 384K 字节 Flash，E 代表 512K 字节 Flash，G 代表 1M 字节 Flash。
