基于GPS和GSM网络的新型汽车防盗系统

随着经济的飞速发展，汽车作为重要的交通工具正在迅猛增加，随之而来的汽车被盗事件也日趋增多。目前汽车防盗设备主要有机械式防盗器、电子式防盗系统和网络式防盗系统。它们之间各有优劣，但其发展趋势是向智能程度高的网络式方向发展。20世纪60年代以来，电子信息技术的飞速发展使电子信息技术、传感器技术、数据通信技术和计算机处理技术等有效地应用于汽车防盗技术，促进了汽车防盗技术的高度智能化和功能多样化。国内已有部分高校、公司开发了相关的产品。但从文献可以看出，汽车防盗技术仍存在监控盲区、易被破坏和信号易受干扰等缺陷。

基于GPS(Global Positioning System)和GSM(Global Systern for Mobile Communications)网络的汽车防盗系统，以其高度的智能化，先进的监控技术，依托监控中心进行对汽车的定位及报警，在经济发达的大中城市已被广泛采用。然而在中小城市，廉价、可靠的汽车防盗系统却有待开发。本项目采用GPS和GSM网络，开发一种较为廉价、更加可靠的汽车防盗系统。该系统能在汽车被盗走、破坏以及防盗系统被部分拆卸的情况下，将相关信息发送到车主预先设定的手机等通信设备，以实现对汽车状况的了解和跟踪。

1 系统总体结构设计

基于GPS和GSM的新型汽车防盗系统结构如图l所示。该系统由车载设备、控制设备和显示设备构成。车载设备以GPS模块和GSM模块为核心，各模块在车辆内部组成zigBee无线局域网，主要功能是监测车辆状况、采集车辆位置信息并将信息发送给控制设备。控制设备采用嵌入式系统与GSM模块结合，并与显示设备连接，主要功能是发送用户命令、接收和处理远程端的数据、并将数据送给显示设备。显示设备为用户的PC机或便携式笔记本等，主要功能是显示车辆的实时位置，并跟踪车辆行驶路径。


2 系统硬件设计

2．1 车载设备

车载设备由多个GPS模块、GSM模块和ZigBee无线模块组成，各模块通过ZigBee模块无线连接，如图2所示。


2．1．1 ZigBee模块

ZigBee是一种短距离、低速率、低功耗、低成本和低复杂度的无线传输技术。它工作在无需注册的2．4 GHz ISM频段，传输速率为100～250 Kb／s，传输距离为10～75 m。TI／Chipcon公司的CC2430内部集成有8051微控制器核和符合IEEE802．15．4标准的2．4 GHz的RF无线电收发机，还具有128 KG可编程闪存和8 KG的RAM。系统的数据处理程序运行在这个芯片上。ZigBee无线模块由CC2430芯片、时钟电路、复位电路、电源电路、天线及相应外围电路组成，为了增强模块的抗干扰能力。在PCB电路板上增加了一个防护罩。

2．1．2 GPS接收模块

选用SR-87型串口GPS接收模块，具有高灵敏度、高性能的SiRF StarⅢ导航芯片，最多可同时接收20个卫星，提供快速定位和l Hz数据更新速率。该模块支持NMEA0183．22通信协议，输出SiRF二位编码，能够快速启动(冷，暖，热开机时间分别为42，28，1 s)。并提供小于10 m的二维定位精度，适合车载GPS设备的要求。SR-87的2、3引脚为数据输出与输入端，分别连接CC2430的17、18引脚，6引脚为状态指示端，当输出有效的GPS数据时，该端输出脉冲信号，外接LED予以指示。模块的5引脚和外壳要同时接地。

2．1．3 GSM通信模块

系统采用Siemens公司的新一代无线通信模块TC35i，配合相应的外围电路可实现SMS消息服务功能。TC35i共有40个引脚。通过ZIF连接器分别与电源、启动和关闭、SIM卡、数据通信、状态指示等电路连接。模块上电后，需在其15引脚(启动引脚)加时长至少为100 ms的低电平信号，才能启动。启动后该引脚应保持高阻抗状态。

TC35i的数据接口采用串行异步收发，符合ITU-T RS-232接口电路标准，工作在CMOS电平(2．65 V)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300～115Kb／s的波特率下运行，支持的自动波特率为4．8～115 Kb／s(14．4 Kb／s和28．8 Kb／s除外)。

TC35i模块还支持RTS0／CTSO的硬件握手和XON／XOFF的软件流控制。模块的第18、19引脚为串口数据发送和接收端口，与CC2430的P02、P03连接(如图3)。此外，TC35i在发射时，瞬时电流可达到2 A，而此时的电压降不能超过0．4 V，否则模块将自动关闭。

2．2 控制设备
ATMEGAl28有2个串行异步收发接口，工作在COMS电平，一接口可与TC35i的数据接口直接连接，另一接口经过电平转换电路与PC串口连接。在相应外部电路的配合下。构成控制台，如图4所示。微处理器ATMEGAl28通过串口读取TC35i中的数据，经过处理后再通过另一串口发送给PC。控制按键产生中断信号，作为用户指令，控制数据收发。控制器的工作状态由状态指示电路显示。


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