电动车防盗系统论文

基于GSM模块电瓶车防盗系统设计基于GSM模块电瓶车防盗系统设计所在院系：通信学院作者：陈兴兴曾伟胡阿敏时间：2014-5-25基于GSM模块电瓶车防盗系统设计1基于GSM模块电瓶车防盗系统设计摘要全球移动通讯系统(GSM)是一种基于全球各地共同使用一个移动电话网络标准的第二代移动通信技术；全球定位系统（GPS）是由空间星座、地面控制和用户设备等三部分构成的能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息的定位系统；本论文基于GSM与GPS电瓶车防盗系统设计和研究，阐述GSM模块防盗系统的主要的系统设计思路、系统设计的元器件和工作模式，其次具体介绍了防盗系统的硬件和软件设计，最后是对本防盗系统的远行调试的结果进行分析和评价，并对该系统的市场应用性进行了评估。关键词：MSP430F149单片机；震动传感器；GSM；GPS；防盗报警；电瓶车1引言由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游,具有网络能力强的特点,利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双数据传输功能,性能稳定,为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。因此利用短信来实现报警是一个非常可行的方案。这个防盗系统运用电动车防盗报警技术和GSM网络移动通信技术集成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，在车上的系统主机感知到发生被盗时，立即通过GSM移动通信网络及时、准确、有针对性地以最直观的中文短消息形式向车主的手机发送报警短信，直接把电动车的遇险情况反映到车主的手机屏幕上，以便车主在第一时间发觉爱车遇险，从而进行防范。基于GSM模块电瓶车防盗系统设计22方案设计与论证2.1总体方案描述随着移动通信技术的迅猛发展,利用移动通信技术实现远程控制有着越来越广阔的理论和实践方面的研究价值，基于GSM手机模块的无线遥控控制开关电瓶车防盗系统就是充分利用了移动通信技术，它区别与一般报警系统的最大优点在于它能实现实时双向通信和不受地域范围方面的限制。为了有效地防止电瓶车被盗，基于GSM模块的电瓶车防盗报警系统被运用于电瓶车监控中去整个系统由MSP430F149微控制器，12864液晶显示模块，全球定位系统（GPS）模块，全球移动通信系统（GMS）模块,语音报警模块；振动传感器其振动作用是模拟防盗系统中盗窃过程中电动车产生的振动，当车产生振动时语音报警模块发出报警，单片机立即控制GSM系统向车主发送信息询问是否阻止，车主可以查看GPS准确定位当前车的位置，然后通过GSM系统控制继电器是否正常工作或者强行终止电机的工作确保电动车的安全，总体框图如图2—1所示。2.2微处理器模块的比较与论证根据题目要求，控制器的选择有以下三种方案。方案一：采用STC89C52STC公司生产的STC89C52控制简单，应用广泛，但内部资源较少，指令集复杂，且仅有8位运算能力，运算速度较慢。方案二：红外目标跟踪与无限测温系统采用以ARM为系统控制器采用32位RISC微处理器ARM实现调节装置和风扇控制功能的核心，能完成研究题目的要求，但是ARM不适合多线程操作，另外应用在系统中会使电路和软件设计变得复杂。基于GSM模块电瓶车防盗系统设计3方案三：用MSP430F149做控制芯片，MSP430F149是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH的单片机,它体积小，有丰富的中断资源功能齐全,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小可靠性能好。在此系统中，采用MSP430F149单片机作为控制比采用ARM及AT89C52更实用实用。基于综合性价比，确定选择方案三。2.3通信模块方案一：采用全球移动通信系统GSM模块是一种基于全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准的通信技术。它可以实现实时监测，大大的提高了整个系统的有效性和安全系数；他的远程控制更吻合防盗系统的需求，而且它成本低廉，共给外界的接口多易于扩展操作简单。方案二：采用蓝牙模块蓝牙是一种短距离的无线通信技术用于替代数字设备运行在和计算机外设间的电缆连接，以及实现数字设备间的无线组网，可以同时传送数据和语音但是它对距离要求较高只能实现近距离的通信。方案三：采用WIFI模块无线以太网技术（WIFI）是一种基于无线传输的局域网技术，与有线网络技术相比，具有灵活、建网迅速、个人化等特点。将这一技术应用于电信网的接入网领域，能够方便、灵活地为用户提供网络接入，适合于用户流动性较大、有数据业务需求的公共场所、高端的企业及家庭用户等。但它成本太高基于成本与性能综合考虑我们选用GSM模块。2.4定位模块方案一：采用GPS模块GPS是一个全球性、全天候、全天时、高精度的导航定位和时间传递系统，周期近12小时，卫星用两个L波段频率发射单向测距信号，区别不同卫星采用码分多址。它是一个军民两用系统，提供两个等级的服务。为了提高导航精度、可用性和完整性，各国发展了各种差分系统，完全可以满足一般的民用需求。同时SA加扰已经在逐步被取消，民用精度大大提高。方案二：采用电子罗盘定位电子罗盘，又称数字罗盘，在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。它能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，其输出信号通过处理可以实现数码显示，但在实际测量中其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区，基于GSM模块电瓶车防盗系统设计4GPS信号的有效性仅为60%。并且在静止的情况下，GPS也无法给出航向信息。由于方案二定位中受地理影响较大使用时有一定的局限性所以选择方案一进行定位。2.5电机与继电器的驱动方案本设计中使用直流电机与继电器，驱动模块是必不可少，其方案有以下两种。方案一：采用大功率晶体管组合电路构成驱动电路这种方法结构简单，成本低、易实现，但由于在驱动电路中采用了大量的晶体管相互连接，使得电路复杂、抗干扰能力差、可靠性下降，我们知道在实际的生产实践过程中可靠性是一个非常重要的方面。因此，此中方案不宜采用。方案二：采用专用的电机驱动芯片L298N等电机驱动芯片，由于它内部已经考虑到了电路的抗干扰能力，安全、可靠行，所以我们在应用时只需考虑到芯片的硬件连接、驱动能力等问题就可以了，所以此种方案的电路设计简单、抗干扰能力强、可靠性好。设计者不需要对提高了工作效率。基于上述理论分析和实际情况，电机驱动模块选用方案二。2.6显示模块方案一：采用LCD12864显示LCD12864是显示分辨率为128×64显示屏，且内含中文字库，价格相对较低，该显示器功率低，易于驱动显示屏幕大，可对汉字和字符进行显示。方案二：采用2.8寸TFT彩屏显示2.8寸TFT是显示分辨率为240×320的彩色显示屏，其色彩丰富，具有触摸显示功能，且单页可显示内容较多，但价格相对较高。本系统只是显示GPS定位采集的经纬度信息基于总体性价比考虑方案一更合适。3系统硬件、软件的实现3.1硬件实现3.1.1微处理器电路本作品用的MSP430F149最小系统其中主要用到了它的中断系统，包括IO口中断与串口中断，IO口中断用于响应振动传感器的振动，还有两个串口中断基于GSM模块电瓶车防盗系统设计5分别用于服务GMS系统与GPS系统，电路如图3-1所示。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P4.0P4.1P4.2P4.3P4.4P4.5P4.6P4.7P5.0P5.1P5.2P5.3P5.4P5.5P5.6P5.7P6.3P6.4P6.5P6.6P6.71234567891011121314JPJATGDVcc1P6.3/A32P6.4/A43P6.5/A54P6.6/A6/DAC05P6.7/A7/DAC1/SVSIN6Vref+7XIN8XOUT9Veref+10Vref-/Veref-11P1.0/TACLK12P1.1/TA013P1.2/TA114P1.3/TA215P1.4/SMCLK16DVss63AVss62P6.2/A261P6.1/A160P6.0/A059RST/NMI58TCK57TMS56TDI/TCLK55TD0/TDI54XT2IN53XT0OUT52P5.7/TBOUTH/SVSOUT51P5.6/ACLK50P5.5/SMCLK49P1.5/TA017P1.6/TA118P1.7/TA219P2.0/ACLK20P2.1/TAINCLK21P2.2/CAOUT/TA022P2.3/CA0/TA123P2.4/CA1/TA224P2.5/Rosc25P2.6/ADC12CLK/DMAE026P2.7/TA027P3.0/STE028P3.1/SIM0/SDA29P3.2/SOMI030P3.3/UCLK0/SCL31P3.4/UTXD032P3.5/URXD033P3.6/UTXD134P3.7/URXD135P4.0/TB036P4.1/TB137P4.2/TB238P4.3/TB339P4.4/TB440P4.5/TB541P4.6/TB642P4.7/TBCLK43P5.0/STE144P5.1/SIMO145P5.2/SOMI146P5.3/UCLK147P5.4/MCLK48MSP430F169AVcc64U1MSP430F16912Y28M0.1uFC10.1uFC2X2INX2INX2OUTX2OUT10uFC30.1uFC4VCC100R110uFC60.1uFC5VCC100R2100R3VCC12Y13276810117123J121KR5VCCP6.0P6.1P6.2MSP430F149图3-1微控制器电路图3.1.2电机驱动图本系统中分别用到了直流电机与继电器，为了保证系统的正常工作必须配置相应的驱动模块，本系统用L298N驱动，电路如下图3-2D1+12V123456JP5Header6ISENA1OUT12OUT23VS4IN15ENA6IN27GND8VSS9IN310ENB11IN412OUT313OUT414ISENB15L1100uFC10.1uFC2+5V100uFC40.1uFC3TLP1+5V12345JP4MHDR1X5220R2VinVoutGNDVR17805+12V+5V12JP1Header2+12V12DS1LED2+5V220R112JP2Header212JP3Header2D2D3D4D5D6D7D812345678910JP6I1I3I2I410KR310KR410KR510KR6comcom图3-2电机驱动图基于GSM模块电瓶车防盗系统设计63.1.3声光指示电路声光指示部分就由单片机的一个普通IO口控制一个三极管，用三极管驱动LED和蜂鸣器。电路如图3-3所示。图3-3声光报警图3.2软件实现系统以单片机为控制器，采用C语言对单片机进行编程。程序主要用到单片机的中断模块，系统工作时单片机等待外界触发中断，一旦产生IO中断系统便声光报警同时通过GSM模块请求系统命令，此时系统可以通过GPS模块查询车的状态并通过GSM模块将车的状态返回给用户等待用户处理。Q5S8050GNDVCC-5V200R11LED01KR1212P812LSbazzer基于GSM模块电瓶车防盗系统设计7开始芯片内部资源初始化系统是否响应声光报警GSM通信GPS定位控制继电器或电机产生中断请求信号Y手机终端N基于GSM模块电瓶车防盗系统设计84主要测试4.1测试准备（1）将SIM卡装入TC35i模块中，并将TC35i的RXD端，TXD端，IGT端分别与单片机的TXD、RXD和P1.3相连接。（2）将单片机与振动传感器、外部时钟、蜂鸣器等外部设备相连。（3）先给TC35i上电并等待2分钟左右，以便SIM卡成功登入到GSM网络，然后再给单片机上电.4.2测试结果正常状态下当系统检测到振动模块产生的震动时测试系统的状态，结表4-1所示。表4-1测试结果测试第一次第二次第三次声光报警模块报警