基于GSM的汽车定位防盗系统研究
摘要
经济全球化加快了我国经济的发展，家庭汽车的数量也逐渐增多，相应的汽车被盗事件也越来越多，如今防盗技术已与安全、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。本文秉承汽车防盗装置智能化的发展方向，提出了利用GSM与GPS技术，采用DSP作为主控制器，结合源代码开放的嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ实现的汽车防盗定位系统。该定位防盗系统理论上可以实现全天候的对汽车状态进行检测控制，只要在GSM覆盖的范围内，都能实现人车通信。
本文介绍了汽车定位防盗系统所涉及的主要技术，包括GPS全球卫星定位系统及定位原理和GSM移动通信系统及其短消息业务的分类与特点，并分析了GPS定位误差和短消息延时理论，为校正GPS定位信息提供了依据。
本系统分为车载部分和用户手机两部分。车载终端利用模块化的思想进行设计，主要包括DSP中央处理模块，GPS模块，GSM模块，电源模块，检测控制模块和显示模块。构建此硬件平台实现了用户与车载系统的通信，使用户通过手机短消息对汽车的状态进行监控，结合车载终端安装的GPS接收机获取地理位置信息，从而实现了全方位的汽车定位与防盗。
本文软件部分介绍了GPS通信协议NMEA-0183，短消息收发格式，AT指令及源代码开放的嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ，详细描述了μC／OS-Ⅱ移植到TMS320LF2407A的步骤。最后设计了主要应用程序，如GPS数据采集处理、GSM模块数据传输以及状态检测控制模块等。通过引入实时操作系统，提高了系统的实时性和可靠性；将系统功能任务化，便于软件后期维护与修改。
With the economic globalization, Chinese economy rises fleetly, and the amount of family car also increases gradually, correspond to the car stolen affairs are more and more. Nowadays theft-against technology already with safety, environmental protection, economize on energy has been listed as the four topics of automobile technology development. Following the intelligentized development direction of theft-against technology, the thesis puts forward making use of GSM and GPS technique, adopting DSP as a controller, and combiningμC/OS-Ⅱto realize the theft-against and position system. The system can realize all-weather detect and control theoretically, under the GSM.
The thesis describes the main technologies of automobile theft-against and position system, including Global Positioning System(GPS) and its principle, and Global System for Mobile communication(GSM) and its short message business, and also analyzes position error and short message relay, it provides a basis for correcting the positioning information.
The system is divided into two parts--vehicle terminal and customer's cellular phone. The vehicle terminal makes use of the modularization thought, mainly including DSP central processing module, GPS, GSM, power supply, detect and control module, and display module. The hardware platform carries out communication between customer and vehicle terminal, the vehicle's state is monitored by cellular phone's short message, and it can obtain a geography position information through GPS module.
The software part introduces the communications protocol of GPS, the short message receive and send mode, AT command and the Embedded Real Time Operation systemμC/OS-Ⅱ. Then, introduces how to transplantμC/OS-Ⅱto TMS320LF2407A. At last, the application programs are completed, such as GPS data collection, GSM module data transmission and system detect program. WithμC/OS-Ⅱ, the system will be more real time and reliable, and the software design is easy to maintain and improve.
本文介绍了汽车定位防盗系统所涉及的主要技术，包括GPS全球卫星定位系统及定位原理和GSM移动通信系统及其短消息业务的分类与特点，并分析了GPS定位误差和短消息延时理论，为校正GPS定位信息提供了依据。
本系统分为车载部分和用户手机两部分。车载终端利用模块化的思想进行设计，主要包括DSP中央处理模块，GPS模块，GSM模块，电源模块，检测控制模块和显示模块。构建此硬件平台实现了用户与车载系统的通信，使用户通过手机短消息对汽车的状态进行监控，结合车载终端安装的GPS接收机获取地理位置信息，从而实现了全方位的汽车定位与防盗。
本文软件部分介绍了GPS通信协议NMEA-0183，短消息收发格式，AT指令及源代码开放的嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ，详细描述了μC／OS-Ⅱ移植到TMS320LF2407A的步骤。最后设计了主要应用程序，如GPS数据采集处理、GSM模块数据传输以及状态检测控制模块等。通过引入实时操作系统，提高了系统的实时性和可靠性；将系统功能任务化，便于软件后期维护与修改。
With the economic globalization, Chinese economy rises fleetly, and the amount of family car also increases gradually, correspond to the car stolen affairs are more and more. Nowadays theft-against technology already with safety, environmental protection, economize on energy has been listed as the four topics of automobile technology development. Following the intelligentized development direction of theft-against technology, the thesis puts forward making use of GSM and GPS technique, adopting DSP as a controller, and combiningμC/OS-Ⅱto realize the theft-against and position system. The system can realize all-weather detect and control theoretically, under the GSM.
The thesis describes the main technologies of automobile theft-against and position system, including Global Positioning System(GPS) and its principle, and Global System for Mobile communication(GSM) and its short message business, and also analyzes position error and short message relay, it provides a basis for correcting the positioning information.
The system is divided into two parts--vehicle terminal and customer's cellular phone. The vehicle terminal makes use of the modularization thought, mainly including DSP central processing module, GPS, GSM, power supply, detect and control module, and display module. The hardware platform carries out communication between customer and vehicle terminal, the vehicle's state is monitored by cellular phone's short message, and it can obtain a geography position information through GPS module.
The software part introduces the communications protocol of GPS, the short message receive and send mode, AT command and the Embedded Real Time Operation systemμC/OS-Ⅱ. Then, introduces how to transplantμC/OS-Ⅱto TMS320LF2407A. At last, the application programs are completed, such as GPS data collection, GSM module data transmission and system detect program. WithμC/OS-Ⅱ, the system will be more real time and reliable, and the software design is easy to maintain and improve.
引文
[1] 李振宇．卫星定位系统在汽车防盗中的应用[J]．交通经济与科技，2004(3)：44，47
[2] 杨波．浅谈汽车防盗器的应用与发展[J]．大众科技，2006(1)：24-25，39
[3] 朱华．发展中的汽车防盗系统[J]．城市车辆，2005，3：55-56
[4] 肖军．现代汽车防盗智能化发展方向[J]．汽车与配件，2005：38-40
[5] 张会娟，朱瑞祥等．汽车防盗装置的现状及展望[J]．公路与汽运，2005，12(6)：13-15
[6] 鲍远律，刘振安．卫星定位、交通监控与数字地图[M]．北京：国防工业出版社，2006
[7] Elliott D．Kaplan．GPS原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2002：10-12，37-45
[8] 王泽芳．基于DSP定位系统的研究：[硕士学位论文]．广东：广东工业大学，2003
[9] 刘基余．GPS卫星导航定位原理与方法[M]．北京：科学出版社，2003
[10] 吴彦文．移动通信技术及应用[M]．武汉：华中师范大学出版社，2006
[11] 何林娜．数字移动通信技术[M]．北京：机械工业出版社，2004
[12] 张君，高福祥，谢钢锋．短消息业务系统的设计与实现[J]．计算机应用，2003，23：262-264
[13] 黄庆义．基于短消息的电网电力参数监测系统的研究：[硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2006
[14] 张鹏，熊磊，姚冬苹．GSM网络短消息业务的传输时延[J]．移动通信，2001(12)：32-34
[15] 刘和平，严利平等．TMS320LF240x DSP结构、原理及应用[M]．北京：北京航空航大大学出版社，2002：1-10
[16] 刘和平等．TMS320LF240x DSP C语言开发应用[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2002．1-5
[17] TMS320x/C2xx/C5x Optimizing C Compiler User's Guide, Texas Instruments, 1999
[18] Integrated Circuit Solution Inc. IS64LV6416 Datasheet
[19] 王庆香，孙炳达．基于DSP芯片的汽车定位防盗系统研究[J]．工业控制计算机，2006，19(2)：1-2
[20] 黄天健．基于GSM短消息的GPS汽车定位与防盗系统的研究：[硕士学位论文]．广东：广东工业大学，2005
[21] 74LVX4245 8-Bit Dual Supply Translating Transceiver with 3-STATE Outputs Data Sheet. Revised September 2003
[22] Texas Instruments Inc. ULN2003A High-voltage High-current Darlington Transistor Array Data sheet
[23] HOLUX GR-85 GPS Engine Board Use's Guide. March 01, 2004. Version 1.0
[24] Siemens Cellular Engine MC39i Hardware Interface Description Version: 0102
[25] Siemens Cellular Engine MC39i Hardware Interface Description Version: 0200
[26] National Semiconductor Inc. LM2576/LM2576HV Series Data sheet
[27] National Semiconductor Inc. LM1085 Data sheet
[28] 点阵字符型液晶显示模块使用手册(第一版)．北京精电蓬远显示技术有限公司．2001，7
[29] NEMA Protocol Specification, fastraxcorporation, 2002, 12
[30] SIEMENS. MC39i Siemens Cellular Engine ATCommand Set. Version: 01. 02
[31] AT Command Set Cellular Engines
[32] GSM 07. 07: Digital cellular telecommunications system(Phase 2+), AT command set for GSM mobile equipment 1999, 12
[33] [美]Jean J．Labrosse著，邵贝贝译．嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ(第二版)[M]．北京航空航天大学出版社，2003：1-20
[34] 罗蕾．嵌入式实时操作系统及应用开发(第1版)[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2004
[35] 林志锋．基于MEGA128微处理器与实时操作系统μ C／OS-Ⅱ的汽车导航定位与防盗系统研究：[硕士学位论文]．广东：广东工业大学，2004
[36] 王闯瑞．基于GPRS的远程心电监护系统研究：[硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2006
[37] 刘海峰，刘百芬．嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ在DSP上的移植研究[J]．华东交通大学学报，2006，23(1)：106-108
[38] 王建飞，闫建国，卢京潮．μC／OS-Ⅱ在TMS320LF2407上的移植[J]．微计算机应用，2006，27(2)：232-234
[39] 郭录军，翟传润，张炎华．一种车载导航系统的信号调理电路设计与GPS信息提取[J]．仪器仪表与监测技术，2004，23(12)
[40] 刘晓，伍小东，姚军光等．基于单片机采集GPS数据系统的设计[J]．青岛科技大学学报，2006，27(2)：172-175
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