1、车辆防盗系统的开发与研究毕业论文车辆防盗系统的开发与研究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，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
2、解决上述各种问题。本文用华为生产的GTM900C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GTM900C通信模块和AT89C52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现。关键字：GTM900C 模块；单片机；短消息；无线通信；车辆监控 车辆防盗系统的开发与研究AbstractAlong with our country socialist market economys
3、 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, vehicle anti-theft products have become essential equipment.While the traditional car alarm system has many
4、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 monitoring center. Owners of net cost high, not suitable, cheap car, not easy to popularize. Therefore it
5、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, only relying on the GSM public network, the use of GSM wireless communication services and short message services, of remote vehicle monitoring an
6、d positioning to solve the various problems.In this paper, with Huawei production GTM900C module, borrow the wireless transmission and reception, baseband processing function, to realize wireless data transmission and messaging tasks. The subject through the introduction of MCU development theory an
7、d 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 vehicle anti-theft system. The system uses advanced GTM900C communication module and AT89C52chip in
8、terconnection, through the AT instruction, is completed by the use of mobile phone in vehicle anti-theft system functions to achieve.Keywords: The GTM900C module; Single chip microcomputer; Short message; Wireless communication; Vehicle monitoring沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）目录第一章 前言 .11.1 课题背景 .112 研究意义 .31
9、3 课题的主要内容 .4第二章 课题研究相关技术分析 .521 单片机技术 .5212 单片机的特点 .5213 单片机的分类 .6214 单片机的应用范围 .7215 单片机的发展 .82.2 GTM900C 模块简介 .92.2.1 GTM900C 模块产品定位 .102.2.2 GTM900C 模块产品特性 .102.2.3 GTM900C 模块产品的应用 .112.2.4 GTM900C 模块的业务演示框图 .112.3 GTM900C 无线模块 AT 命令 .122.3.1 AT 命令类型 .122.3.2 消息发送和写入命令 .132.4 GTM900C 信号连接器和天线接口 .1
10、62.4.1 信号连接器 .162.4.2 天线接口 .172.4.3 接口信号 .182.5 接口的使用 .202.5.1 UART 接口的功能特性 .202.5.2 UART 接口信号定义 .202.5.3 UART 接口 DCE-DTE 配线 .21第三章系统总体设计方案 .2231 概述 .22沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）311 项目背景及基本要求 .2232 系统需求分析 .233.1.1 功能性要 .233.3 系统总体设计 .233.3.1 系统的结构 .233.3.2 硬件总体设计与分析 .243.3.3 软件总体设计与分析 .27第四章 系统硬件详细设计和实现 .
11、304.1 系统的构成 .3042 GSM 模块 GTM900C 及其外围电路设计 .324.2.1 GTM900C 模块的对外接口电路 .324.3 单片机及其外围主要电路的设计 .334.3.1 AT89C52 技术指标及性能 .334.3.2 遥控模块电路设计 .334.3.3 看门狗电路 .334.3.5 汽车防盗报警电路 .34第五章 系统软件详细设计和实现 .355.1 系统软件设计概述 .355.2 短消息相关的 AT 指令 .365.2.1 华为 GTM900C 模块的 AT 指令 .365.2.2 汽车报警器各种功能控制的 AT 指令设计 .375.3 系统软件部分的实现 .
12、375.3.1 软件工作流程分析 .375.3.2 系统初始化程序 .39第六章 经济技术分析 .406.1 展望 .40参考文献 .41致谢 .44附录一附录二沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）1基于 GTM900C 的车辆防盗短信报警终端设计第一章 前言随着我国社会主义市场经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，汽车作为一种消费品逐步进入广大普通老百姓的家中，我国的汽车拥有量以每年20以上的速度在快速增长与此同时，盗窃汽车犯罪寄生在其身上的毒瘤，以惊人的速度在不断飙升。据报道一伙盗贼在短时期内盗窃机动车二百多起，并且在二、三分钟内即可盗走一辆加装方向盘锁的轿车。盗窃车内财物以及威胁车
13、主，甚至遭受暴力行为伤害的现象与汽车交通事故一样普遍。因此，车辆防盗产品已经成为必不可少的装备，购买和使用汽车时，它们都得到充分的重视，形成了“用户愿意用，厂商积极装”的局面。从技术种类上划分，车辆防盗产品基本可分为三类：机械防盗装置、电子(机电)防盗报警装置、联网的防盗抢报警(定位、跟踪)系统；从制造和安装环节上划分，车辆防盗产品分为“原装”(即车辆在设计、制造过程中已确定并安装)的和“后装”(即车辆出厂后由经销商、保险商或用户另行选定并安装)的两类。无论车辆防盗产品如何琳琅满目、如何更新换代，万变不离其宗，它的基本作用一是防范车辆未经授权被非法启用，二是及时发现、制止盗窃车辆的行为。与此对
14、应的基本防范手段主要包括：增加未经授权非正常开启车辆的难度(如增加各种机械的、电子的锁定环节，提高钥匙和操作的保密性等)；增加车辆电路、油路控制或闭锁环节，限制非正常发动车辆；对入侵行为进行探测并及时报警。用安全防范业的“行话”归结车辆防盗产品的作用，仍然是安全防范范畴的三个方面：“实体防护”(物防)、 “技术防范”(技防)， 人力防范”(人防) 1。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
15、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沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）2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
16、、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 2。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
17、“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 l。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
18、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 3，在这种方案里，汽车防盗报警装置内置移动通信电路，与指定的车主手机以短信沟通，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信工具、又是以短信遥控汽车防盗
19、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。在沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）3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 1。12 研究意义基于GTM900C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
20、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，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 3。由此，可以归结基于GTM900C手机的汽车防盗报警系统的特点如下
21、：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
22、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。沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）46)在开通移动定位服务的区域，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
23、汽车报警器，监控范围广，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
24、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GTM900C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，在设计中利用ATMEL公司的8位AT89C52单片机和华为公司的GSM模块GTM900C实现了一款具有短信收发功能的汽车防盗报警系统。沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）5第二章 课题
25、研究相关技术分析21 单片机技术在当今的工作和生活环境中，有越来越多的单片机在为我们服务，我们却意识不到它的存在。如：当用摇控操纵电视或VCD机享受其多彩的画面时，我们并没有意识到这是单片机在接受我们的遥控指令；当我们在享受全自动洗衣机的先进功能时，并不知道这是单片机在代替我们控制洗衣机运作；单片机在Call机和手机等现代通信设备中亦发挥着重要的作用；就连曾一度令许多青少年着迷的电子宠物，也是单片机在大显神威。总之，处处都有单片机的身影。为什么我们意识不到他的存在呢?因为单片机只是-+块集成电路，而且是计算机要了解他，不仅需要硬件知识，而且还要软件知识，这一般人是难以做到的。那么，单片机究竟是
26、什么呢?单片机就是将计算机的中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时器肼数器和多种输入，输出接口(I0)以及相互连接的总线(BUS)等集成在一块芯片上，形成了芯片级的计算机。又叫单片微型计算机(single chipmicrocomputer)或微控制器(mierocontroller)，缩写为MCU(microeontroller Unit)。实际上，单片机是微机的一个分支。鉴于此，一般微机也叫多片微机 4。212 单片机的特点一块单片机芯片就是一台计算机。由于单片机的这种特殊的结构形式，在某些应用领域中，它承担了大中型计算机和通用微型计算机无法完成的一些工
27、作。使其具有很多显著的优点和特点，因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。单片机的特点归纳起来有以下几个方面 4。1)具有优异的性能价格比单片机尽可能地把应用所需的存储器，各种功能的IO接口集成在一块芯片内，因而其性能很高，而价格却相对较低廉，即性能价格比很高。2)集成度高、体积小、可靠性高单片机把各种功能部件集成在一块芯片上，因而集成度高，均为大规模或超大规模集成电路。又内部采用总线结构，减少了芯片之间的连线，这大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。同时，其体积小，对于强磁场沈阳建筑大学城市建设学院毕业设计（论文）6环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作。3)控制功能强单片机体积虽小，但“
28、五脏俱全” ，它非常适用于专门的控制用途。为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中有极丰富的转移指令，IO口的逻辑操作指令以及位操作指令。其逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。4)低电压、低功耗单片机大量用于携带式产品和家用消费类产品，低电压和低功耗尤为重要。目前，许多单片机已可在22V电压下运伉有的已能在12V或09V下工作，功耗降至IIA级，一粒钮扣电池就可长期使用。213 单片机的分类目前单片机品种很多，至少有50多个系列，300多个品种。对这些单片机可按生产厂家、字长、制造工艺和使用范围标准进行分类。我们这里着重介绍按字长进行的分类 5。(1)4位单片机4位单片机的控制功能
29、较弱，CPU一次只能处理4位二进制数。这类单片机常用于计算器、各种形态的智能单元以及作为家用电器中的控制器。典型产品有NEC公司的UPD 75xx系列、NS公司的COP400系列，松下公司的MNl400系列、ROCKWELL公司的PPS1系列、富士通公司的MB98系列、夏普公司的SMxx系列、Toshiba公司的TMP47xxx系列等等。(2)8位单片机8位单片机的控制功能较强，品种最为齐全和4位单片机相比，它不仅具有较大的存储容量和寻址范围，而且中断源、并行FO接口和定时器，计数器个数都有了不同程度的增加，并集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面，普遍增设了乘除指令和比较指令。特别是8位机
30、中的高性能增强型单片机，除片内增加了AD和DA转换器外，还集成有定时器捕捉，比较寄存器、监视定时器(Watchdog)、总线控制部件和晶体振荡电路等。这类单片机由于其片内资源丰富和功能强大，主要在工业控制、智能仪表、家用电器和办公自动化系统中应用。代表产品有Intel公司的MCS-48系列和MCS-51系列、Microchip公司的PICl6Cx系列和PICl7Cx系列以及PICl400系列、Motorola公司的M68HC05系列和M68HCll系列、Zilog公司的Z8系列、荷兰Philips公司的80C51系列(同MCS51兼容)、Almel公司的AT89系列(同MCS51兼容)，NEC公司的UPD78xx系列等等。
