毕业设计基于AT89S52单片机的电动车防盗系统设计

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1、本 科 毕 业 设 计（论文） 题目 电动车防盗系统设计 院（系部） 专业名称 电子信息工程 年级班级 学生姓名 指导教师 2009 年 06月 2日摘要电动车具有环保，快捷，方便的优良特点。随着电动车的普及，防盗问题越来越突出。为了很好地解决防盗问题，应用新技术对防盗系统的设计非常必要。本系统主要由单片机，振动传感器以及GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息形式，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现险情，从而进行必要的防范。它主要是采用振动传感器进行检测，把感应到的振动信号转换为电信号，单片机是该系统的主要部件，通过GSM

2、模块发送信息。该基于GSM模块的电动车防盗系统较之以往传统的防盗系统有很多优点。首先，本防盗系统报警准确，误报率低，避免车主不必要的担心；其次，本防盗系统无噪音，避免了传统报警器报警声不断，吵人，扰民的情况；再次，本防盗系统借助的是最可靠、最成熟的GSM移动网络，由于GSM全球无线移动通讯网络信号覆盖面积广，真正实现了低价优质的超远距离方便、灵活的智能无线控制及报警，解决了固定 或有线宽带网络有线报警的局限性。 关键词：单片机; GSM模块; 振动传感器; 防盗。AbstractThe fine features of electric bicycle are environmentally

3、friendly, efficient, convenient.With the popularity of electric bicycle, security issues become more grave. In order to solve security issues, application of new technologies on the design of anti-theft system has become very necessary.This system consists of single-chip microcomputer, pressure sens

4、ors and GSM modem. It uses the most reliable, most mature GSM mobile network, in order to tell the state of electric bicycle to the owner in the form of short message in Chinese. This will help owners find the first time danger of electric vehicles in order to carry out preventive. It uses sensors t

5、o detect vibration, the vibration signal is converted to electrical signal. Single-chip microcomputer is the main components of the system. This system dispatches a short message by GSM modem. The anti-theft system of electric vehicles compared to the traditional anti-theft system has many advantage

6、s. First of all, the anti-theft alarm system is accurate, false alarm rate is low, to avoid unnecessary worry of the owner; Secondly, this alarm system is no noise,to avoid the traditional alarm sounds unceasingly; once again, the system uses the most reliable, most mature GSM mobile network,as the

7、signal of the GSM global wireless mobile communication network is the broad coverage,truly complete low-cost, long-distance high-quality ultra-convenient, flexible and intelligent wireless control and alarm, to solve the limitations of fixed-line telephone and cable Alarm Cable broadband network.Key

8、 word: single-chip microcomputer； GSM modem； vibration sensor； anti-theft. 目录第一章 绪论51.1 电动车防盗器的现状51.2 本电动车防盗系统设计的意义61.3 本电动车防盗系统设计的主要内容7本论文的组织结构7第二章 电动车防盗系统总体设计82.1 系统的结构82.2 硬件总体设计和分析92.2.1 主控系统92.2.2 无线通信部分102.2.3 报警信息的检测电路102.2.4 遥控器电路设计112.3 软件总体设计与分析112.4 本章小结11第三章 电动车防盗系统硬件详细设计与实现123.1 系统的构成12

9、3.2 AT89S52单片机模块设计123.2.1 AT89S52单片机的功能特性133.2.2 AT89S52单片机的主要性能133.2.3 AT89S52单片机的P0、P1、P2、P3口功能133.2.4 AT89S52的管脚排列如下图163.2.5 ECU系统部分163.3 无线GSM通信模块设计183.3.1 TC35i总体描述183.3.2 TC35i主要特点183.3.3 TC35i的工作原理图193.3.4 TC35i的硬件设计193.3.5 短消息服务的通信接口建立213.3.6 短消息的发送和接收223.3.7 短消息检测与控制电路部分233.4 振动传感器ZD25243.4

10、.1 振动传感器ZD25工作原理243.4.2 振动传感器ZD25电路原理图253.4.3 振动传感器ZD25的主要性能指标253.4.4 振动传感器ZD25的主要工作参数263.5 电动车防盗系统遥控器设计273.5.1 调幅遥控器的主要优点273.5.2 调幅遥控器的工作原理27发射、接收电路无解码电路图分别如下：283.6 本章小结28第四章 电动车防盗系统的软件设计294.1 系统软件流程294.2 GSM模块软件设计294.2.1 西门子TC35i模块的AT指令29格式简介314.2.3 汉字编码324.3 本章小结32第五章 电动车防盗系统总结与展望335.1 系统总结335.2

11、系统展望33参考文献34附录 135附录 236致谢41第一章 绪论1.1 电动车防盗器的现状 当今社会，电动车由于其环保，快捷，方便的优良特点，已经逐渐深受消费者的喜爱，在国内大街小巷到处可见各式各样的电动车。随着电动车的使用用户的增多，电动车被盗的数量也逐年上升，这给社会带来极大的不安定因素，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题。丢车事件层出不穷，给车主们造成了经济上和精神上的双重损失，因此电动车的防盗问题异常严峻。随着科学技术的进步，为对付不断升级的盗车手段，人们研制出各种方式、不同结构的防盗器，目前防盗器按其结构可分为两大类：机械式防盗器和电子式防盗器。（1）机械式防盗器。早期的

12、电动车防盗器材主要是机械式的防盗锁。机械锁发展至今经过了数次技术升级，钩锁、转向盘锁和电机锁，它主要是通过锁定车把，轮胎和电机来达到防盗的目的，只防盗不报警。其优点是价格便宜，只需几十元，且安装简便，可以在一定程度上吓阻盗车贼，或增加盗贼被发现的可能性。缺点是防盗不彻底，破解的手段众多，由于核心是一把锁，这就当不住溜门撬锁之徒，更挡不住如液压剪之类的粗暴手段。（2）电子式防盗器。为了克服机械锁只防盗不报警的缺点，电子报警防盗器应运而生。电子式防盗器是目前应用最广泛的防盗器，分为单向和双向的两种。这两种防盗器都是车主通过遥控器来控制车辆，双向防盗器可以把车辆的真实状况反馈给车主。单向防盗器主要是

13、用遥控器向主机发出指令，控制设定和解除防盗。单向防盗器在主机报警时，遥控器没有报警信号接收功能，不能同步报警。双向防盗器具有单向防盗器的所有功能外，还可接收车辆报警信息，形成信息互通功能，用遥控器随时查寻当前车辆状态。当车辆在防盗状态时，受到碰撞、非法移动、启动。防盗器主机会立刻报警，同时遥控器液晶显示屏上，会有相应的同步符号显示，车主即可根据报警显示内容及时了解车辆状态。双向报警器相比单向防盗器的主要优势有：第一，在嘈杂环境中双向防盗器能够知道车的状态；第二，在看不到车的情况下，双向能够监测到车的状态；第三，在众多情况下，双向能够监测到车的状态。电子防盗器品牌分类有：经典型盗传盗电动车双向防

14、盗报警器智能型盗传盗电动车双向防盗报警器实用型盗传盗电动车双向防盗报警器经典型双遥控盗传盗电动车双向防盗报警器智能型双遥控盗传盗电动车双向防盗报警器实用型双遥控盗传盗电动车双向防盗报警器但是电子防盗器也暴露了一些安全隐患，电子防盗器带来的麻烦是误报率较高，特别是大车经过、鞭炮响起、雷雨交加时，刺耳的报警声会影响居民的休息，引起民愤。将车停在地下停车场或距离停车距离较远时，还接收不到反馈信号。目前的情况是盗贼根本没有将此类防盗手段放在眼里，几个人配合（断线、对火、解码）轻松搞定，时间少于3分钟。1.2 本电动车防盗系统设计的意义针对以上几种防盗设备的缺点，本人设计了基于GSM短信模块的电动车防盗

15、系统。此系统可以解决传统的防盗器的种种隐患，让电动车的防盗能力更加成熟稳定，让车主更加放心。这个防盗系统运用电动车防盗报警技术和移动通信技术集成，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。1.3 本电动车防盗系统设计的主要内容本设计利用在大学期间学过的单片机控制技术，传感器技术，以及GSM无线通信模块的知识，把防盗技术应用到电动车上。该防盗系统采用AT89S51为中央处理单元，作

16、为控制系统的核心；通过振动传感器ZD25检测电动车的异常振动信号把感应到的振动信号转换为电信号，传递给单片机；利用西门子TC35i GSM无线通信模块向预设的车主手机发送报警短信本论文的组织结构第一章阐述课题的背景，课题的研究意义，并介绍了本课题的主要工作内容。第二章介绍系统总体设计方案。根据系统需求设计了系统的总体结构模型，分析了其工作机理，最后详细分述了系统硬件设计方案和软件设计方案。第三章详细介绍系统硬件的具体实现。将硬件按功能模块的设计分类描述，每个部分包括主要芯片的功能介绍和使用规则，主要管脚的说明、线路的连接和对应的原理图。第四章详细介绍系统软件的具体设计。论述了电动车防盗系统软件

17、设计的要点，详细定义了程序中所用到的AT指令集。并给出了相应的软件流程图和相应的程序代码。第五章总结了系统的工作，以及对整个系统的展望。第二章 电动车防盗系统总体设计2.1 系统的结构该防盗报警系统是依托GSM网，利用GSM无线通信业务及短消息服务业务，对电动车进行远程监控。主控装置采用单片机的控制，功能由软件编程实现：GSM手机控制方式有两种方式，一种是模拟键盘控制方式，采用双DTMF双音信号编解码实现数据信号发送接收。一种是采用GSM手机串行数据接口，利用GSM网络消息服务业务，实现数据信号发送接收。采用GSM手机串行数据接口方式，控制方便简单，是首选方案。本系统选定西门子TC 35i手机

18、模块，并提供了数据接口协议。系统实现原理方框图如图21所示。-本文是用AT89S52实现的基于GSM短信模块的电动车防盗报警系统，图21 系统组成框图防盗报警系统的主要工作原理：当报警器处于设防状态时，若警情检测电路检测到警情信号时，输入AT89S52单片机，通过判断处理后,AT89S52通过无线调制解调器接入数字移动通信系统（GSM），拨打预存 号码。当报警器处于撤防状态时，不响应此报警信息。2.2 硬件总体设计和分析总体设计方案是根据系统功能的要求和系统构成的需要来设计防盗系统，其总体设计方案如图21所示。根据实际系统的需要和产品的性价比，选用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52

19、，作为系统的控制器，配有无线调制解调GSM模块、警情检测电路和遥控电路。2. 主控系统主控系统是整个防盗系统的核心，本系统选用Atmel 公司生产的AT89S52微处理芯片作为控制器。控制系统主要完成以下工作。（1）处理传感器采集到的报警信息，对报警信号进行综合判断，确定警情，从而做出正确的判断。（2）与GSM模块建立通讯，完成对GSM模块的初始化以及报警系统的设置。（3）完成单片机系统，GSM模块之间的数据协议转换，包括将报警信息转换成符合SMS协议的数据格式并传递给GSM模块进行发送，以及将GSM模块收到的短信控制命令转换成相应的控制信号。主控系统的单片机选用Atmel 公司生产的AT89

20、S52微处理芯片，该芯片与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器 八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符 。2. 无线通信部分利用通讯模块进行数据通信，就是将数据体作为短消息的内容，从发送方的通讯模块发送出去，通过短消息中心进行转发，接收方通讯模块收到此短消息后即存储在SIM卡上，模块外接的控制器（单片机）从模块中读取短消息后，根据需要将无用的信息去除，取出有效信息，然后将SIM

21、卡中的短消息删除，这样就完成一次单向数据的传输。利用通信模块的短消息方式实现数据的发送和接收具有通信成本低、系统容量大、抗干扰能力强等优点，而且短消息经过服务中心再到达目的地的特点使通信模块无需24小时开机，降低了系统功耗。目前国内已经开始使用的GSM模块有CENTEL PIML的2D系列、西门子的TC35系列、Wavecom的WMOZ系列、爱立信的DM I OIDM20系列、中兴的ZXGM18系列等，这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本系统的设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的较新的无线模块，功

22、能上与TC35兼容、设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2、2+兼容、双频（GSM900/GSMI800）,RS-232数据口、符合ETSI标准。GSM07.07和GSM07.05，且易于升级为GPRS模块。TC35i模块同时还支持RTSO/CTSO的硬件握手和XONIXOFF的软件流控制。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准饿AT指令接口，为数据、语音、短信息和 提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。2. 报警信息的检测电路报警信息通过振动传感器ZD25检测振动传感器可以直接安装在系统板上，当车子被移动碰撞时，传感器马上向主控系统发出相应的报警信号

23、。2. 遥控器电路设计本系统的遥控模块主要完成报警状态的切块功能，即当用户在车上时可以将报警器设为撤防状态，以免误操作；当用户离开车时将报警器设为设防状态，实现无人时的报警。本文采用调幅遥控器实现对系统的遥控功能。2.3 软件总体设计与分析系统软件包括三个方面内容，系统初始化，单片机对输入输出信号处理，通过单片机控制GSM模块向手机发送短信。2.4 本章小结本章分析了总体设计方案及系统的架构，着重分析了硬件和软件设计的总体思路，对后续章节课题的设计与实现进行了展望并打下铺垫。第三章 电动车防盗系统硬件详细设计与实现在前面的两章中，本文论述了课题的背景、系统设计意义、总体设计方案及系统的构架，着

24、重分析了硬件和软件设计的总体思路。下面本文将提出系统硬件具体的整体设计方案，并对与之相关的各种外围具体电路图进行详细分析和设计，给出硬件设计方案和电路原理图。3.1 系统的构成本文设计的防盗系统是一种能与手机实现互相通信的装置。装置由单片机及其外围电路构成，它的输入口与被检测的对象相连接、只要被检测对象的平衡点被破坏，其输出口立刻发出信号，信号通过本装置中的通信平台，经GSM网络传递给手机。本系统是应用GSM网络作载体，传递手机与装置的互动信息。只要GSM网络能覆盖到的地方都能实现通信、即使在千里之外也是如此。系统由AT89S52单片机最小系统部分，TC35 GSM无线通信模块，ZD25振动传

25、感器，调幅遥控器四个部分构成。整个系统原理图见附录13.2 AT89S52单片机模块设计AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片。6.1 AT89S52单片机的功能特性AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，

26、256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。.2 AT89S52单片机的主要性能与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz、三级加密程序存

27、储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。.3 AT89S52单片机的P0、P1、P2、P3口功能P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻

28、。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在 flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节表31 P1的第二功能引脚号第二功能T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出T2EX（定时器/计数器 T

29、2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）MOSI（在系统编程用）MISO（在系统编程用）SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口

30、输出 P2 锁存器的内容。在 flash 编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 表32 P3口的第二功能引脚号第二功能RXD（串行输入）TXD（串行输出）INT0(外部中断 0)IN

31、T0(外部中断 0)T0（定时器 0 外部输入）T1（定时器 1 外部输入）WR(外部数据存储器写选通)RD(外部数据存储器写选通)3.2.4 AT89S52的管脚排列如下图图31 AT89S52管脚排列.5 ECU系统部分鉴于AT89S52的各种优良特点，本设计采用AT89S52单片机最小系统构成电子控制单元（EDU），系统电路图如图22所示32单片机最小系统图 无线GSM通信模块设计目前市场上可供选择的GSM模块较多，经过对模块的综合性能比较，本系统选用了西门子公司生产的TC35i无线通信模块。该模块由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（专用集成电路）、闪存、ZIF连接器、天线接口

32、等6部分组成，可以快速安全可靠地实现数据、语音传输、短消息服务和 ，作为中介，它将报警信息送入GSM网络。.1 TC35i总体描述TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.34.8V ,电流消耗休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，峰值；可传输语音和数据信号, 功耗在EGSM900(4类)和GSM1800(1类)分别为2W和1W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。SIM电压为3V/1.8V，TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向

33、传输指令和数据,可选波特率为300b/s115kb/s , 自动波特率为1.2kb/s115kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。作为TC35i的核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。 .2 TC35i主要特点 （1）支持双频：GSM900/DCS1 800 MHZ； （2）符合ETSI GSM Phase 2/Phase 2+标准； （3）Class 4（2W900MHz）、Class 1（1 W 1800MHz）； （4）支持语

34、音、短消息、 和数据传输功能 （5）SMS支持PDU（协议数据单元）格式和TEXT（文本）格式，符合GSM 07.05标准； （6）RS 232接口界面（CMOS电平）； （7）AT命令控制，完全符合GSM 07.07、GSM07.05、V.25标准，以及扩展的SIEMENS AT命令； （8）接收灵敏度：-105dBm （9）可由电源或者电池供电；5.5V; （11）外形规格：*36mm*.3 TC35i的工作原理图 图33 TC35 GSM模块工作原理图.4 TC35i的硬件设计TC35i模块1有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。

35、这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。TC35i的第15引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第610引脚是电源地。11、12为充电引脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。15脚是启动脚IGT，系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。1623为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串

36、行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。其中18脚RXD、19脚TXD为TTL的串口通讯脚，需要和单片机或者PC通讯。TC35i使用外接式SIM卡, 2429为SIM卡引脚，SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接

37、正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。TC35i的第32脚SYNC引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态，可用AT命令AT+SYNC进行切换，本模块使用的是后一种。当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600 ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当LED为75 ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。30、31、32脚为控制脚，其中30为RTC backup，31为Power down，32 为SYNC。3538为语音接口，35、36接扬声器放音。37、38

38、可以直接接驻极体话筒来采集声音（37是话筒正端，39是话筒负端）模块的供电电压如果低于3.3V会自动关机。同时模块在在发射时，电流峰值可高达2A。同时在此电流峰值时，电源电压（送入模块的电压）下降值不能超过0.4V。所以该模块对电源的要求较高，电源的内阻+FFC联接线的电阻必需小于200m。单片机通过两根I/O口控制TC35的开关机、复位等，通过串口与TC35进行数据通信，通信速率为9600Kbps，采用8位异步通讯方式，1位起始位，8位数据位，1位停止位。TC35模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V，而是+2.9V，因此必要时加端口保护。.5 短消息服务的通信接口建立 由于TC35通信模

39、块支持GSM07. 05所定义的AT命令集的指令,因此,单片机AT89S52 能十分方便地通过串口,使用AT指令与TC35通信模块连接并实现报警信息的传输。单片机AT89S52 发出的AT指令用来建立通信链路。AT命令集的指令格式帧都以AT开头,选择PDU(协议数据单元)模式,用十六进制格式编码,存储在E2 PROM中。TC35通信模块收到短信后将自动反馈给单片机,使其停止发送,避免多次发送。这样就方便、快捷地实现了基于短消息的收发、查询和管理。.6 短消息的发送和接收 报警短消息的发送和接收是利用现有GSM网络的短消息服务中心资源实现的，如图34所示 通信模块移动基站基站控制器车主手机移动基

40、站基站控制器移动交换中心访问寄存器归属寄存器短消息中心图34 系统报警短消息的发送和接收.7 短消息检测与控制电路部分本系统最终选定西门子TC 35i作为无线通信模块，其外围电路图短消息检测与控制电路如图33所示图35 短消息检测与控制电路 振动传感器ZD25振动传感器是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，并通过LM358等运放放大并输出控制信号。具有成本低、灵敏度高、工作稳定可靠，振动检测可调节范围大的优点，被大量应用到汽、摩托车车防盗系统上，目前80的车辆报警器都用这类传感器。同样，本系统也是采用振动传感器作为检测信号的器件，选择用振动传感器ZD

41、25。2.1 振动传感器ZD25工作原理振动传感器的工作原理，将传感器紧接触在被测的振动体上，当振动体在传感器敏感的测量方向上振动时，传感器的敏感元件产生相应的强制振动。振动产生的振动信号使磁敏元件产生电阻变化，导致输出电压产生相应的变化。并经电路处理放大，最后输出与振动运动相似的（频率和幅度大小）电压变化的波形信号。如图41、图42所示10图36 无振动时的波形图图37 有振动时的波形图振动信号的输出特征是与振动的幅度频率相似，输出电压波形频率同振动频率，电压幅值大小与振动位移幅值呈正比。 传感器的工作电压为12V，输出信号稳定性，抗杂波干扰。在单电源工作下，无振动时，输出为DC4V左右直流

42、信号，有振动时，输出为叠加在DC4V上的交变电压信号。3.4.2 振动传感器ZD25电路原理图 图38 振动传感器电路原理图.3 振动传感器ZD25的主要性能指标表33 ZD25的主要性能指标表工作电压 频率范围符号输出信号振动方向灵敏度输出电压幅度DC12V 40HZS 叠加在直流上的交流信号与传感器轴向平行灵敏度可调无振动近似DC4V20 320HZM有振动最小50mV160 3KHZG最大5V.4 振动传感器ZD25的主要工作参数表34 ZD25的主要性能参数表项目符号单位MinTypMax差动压力范围PopKpa 010工作电压VsV1016满量程电压VFSSmV242526零位输出V

43、offmV灵敏度V/PmV/kPa线性度压力滞后温度滞后全量程温度影响TCVFSS零位的温度影响TCVOffmV输入阻抗Zin10002550输出阻抗Zout14003000响应时间tRms温度误差带085 电动车防盗系统遥控器设计为了实现车主在进入防区前或离开防区后能够随时随地地对系统的布、撤防状态进行改变，本设计需要选用一种315M调幅遥控器3，以便车主无论是在较近距离还是在较远距离都能够使用这种遥控器布、撤防盗系统。OOK调制尽管性能较差，然而其电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用，在汽车，摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了这样的电路。同样在本防

44、盗系统设计中还是要采用这种调制设计的调幅遥控器。.1 调幅遥控器的主要优点该遥控器具有以下优点：（1）工作在业余频段，不用花钱购买频点；（2）有效距离远，一般可达2001000米；（3）有丰富的地址码供车主选择，由于遥控器和遥控器接收板上应用的PT2262/PT2272编解码芯片对都提供8位三态的编解码状态，也就是说有3的8次方地址码可供用户选择，足以满足停车区域内所有车主的防盗报警布、撤防应用。.2 调幅遥控器的工作原理早期的发射机较多使用LC振荡器，频率漂移较为严重。声表器件的出现解决了这一问题，其频率稳定性与晶振大体相同，而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。无需倍频，与晶振相比电路极其简单

45、。以下两个电路为常见的发射机电路，由于使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线。声表或电路其它部位，发射频率均不会漂移。接收机使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放。一级振荡。一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。然而，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。发射、接收电路无解码电路图分别如下：图39 遥控器发射、接收电路图3.6 本章小结 本章在对电动车防盗系统功能需求进行综合分析的基础上，分析了AT89S52单片机和TC35i无线通信模块的技术性能、主要参数和引脚功能，振动传感器ZD25的

46、工作原理和工作参数，调幅遥控器的主要特点和工作原理，提出了系统整体方案，并根据所设计的框架，对与之相关的各种外围电路图，包括单片机最小系统图，短消息检测与控制电路，调幅遥控器的发射、接收电路图进行详细分析和设计。第四章 电动车防盗系统的软件设计 在本章中本文将根据第二章中提出的软件的总体设计方案，进一步讨论单片机控制手机模块的AT指令的使用方法，详细定义课题中具体要使用到的AT指令集。分析并设计软件流程图，对关键的部分子程序进行分析，并给出相应的程序代码。4.1 系统软件流程系统软件采用采用汇编语言与C语言混合编程实现，程序主要流程如图41所示。系统程序主要包括系统初始化程序5、GSM模块通信

47、程序3等。程序编写见附录2。图41 系统软件流程图4.2 GSM模块软件设计4.2.1 西门子TC35i模块的AT指令 西门子TC35i模块支持PDU格式的短消息的发送和接收，该模块通过AT指令与单片机通信。AT(Attention)指令集是调制解调器通信接口的工业标准。由于没有控制移动 文本消息的先例，因此开发了一种叫SMS Block Mode的协议，通过终端设备（TE）或电脑来完全控制SMS。几年后，主要的移动 生产厂商诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP共同为GSM研制了一整套AT指令，其中包括对SMS的控制。AT指令在此基础上演化并被加入GSM07.05标准，以及之后的GSM0707标准。

48、11GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM0705和GSM0707规范。GSM0707中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM0705对短消息作了详细的规定，在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息， 数据终端设备可以向GSM 模块发送各种命令。与SMS有关的GSM AT指令如表所示。表41 部分GSM AT指令表控制端发送的AT指令指令的功能AT通讯握手AT+CLCC来 时有信号输出AT+CMGL=0读取全部未读过的SMS消息AT+CMGL=2列出已有的短信息AT+CMGL=4读取全部SMS消息AT+CMGR=X读取第X条短

49、消息AT+CMGF=0用PDU格式AT+CMGD=X删除第X条短消息AT+CGSN读取TC35I的序列号AT+CSCA显示短信息中心地址，4.2.2PDU格式简介目前， 发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit)模式。使用Text模式收发短信代码简单，容易实现，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用三种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8- bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符，编码类型在PDU数据包中指定。4.

50、2.3 汉字编码由于在GSM 标准中，中文编码采用Unicode编码，而不是目前国内常用的GB-2312编码，所以只要将十进制的Unicode编码转化为十六进制即可，也可以由 GB-2312编码通过换算得来。例如“您好”二字的十进制Unicode码分别为24744和22909，转化为十六进制为60A8和597D。4.3 本章小结 本章从分析单片机控制手机模块的AT指令入手，论述了电动车防盗系统软件设计的要点，详细定义了程序中所用到的AT指令集。设计了相应软件流程图和相应的程序代码。 第五章 电动车防盗系统总结与展望5.1 系统总结本文根据GSM网络的短消息实现远程监控这样一种思路，重点分析了A

51、TMEL公司的AT89S52单片机和SIEMENS公司的GSM模块TC35i的体系结构，讨论了用AT指令控制TC35i模块，深入探索了整个系统硬件和软件的设计方法和具体实现，完成了系统的主要组成部分TC35模块和AT89S52单片机系统的各种外围电路设计图，以及系统软件设计流程图和部分关键程序代码。5.2 系统展望 本设计依托GSM公众网，建立的远程遥控和报警防盗系统，监控范围广，系统成本低，功能较多。除了设计的功能外，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，该设计投放市场后，将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。 作为方兴未艾的

52、无线服务，短消息正在展现出无穷的魅力和广阔的市场潜力，跟任何新兴的市场一样，在热潮的后面不可缺少的仍然是规范和多方的合作。随着通信技术的发展、新型通信网络3G系统的使用，远程监控系统的数据传输质量、传输效率以及覆盖地区将得到极大的改善，远程监控系统的实时性也大为增加，其应用也必将渗透到越来越多的领域。本人相信未来的通讯技术和嵌入式系统的高速发展，必将深深影响人们生活的方方面面，人与人之间的沟通将会更加自由，多样化，个性化。参考文献1胡蔷，鲍强. TC35 GSM模块在无线传输系统中的应用，现代电子技术，2005，31（9）：31-332何希才. 传感器及其应用. 北京. 国防工业出版社，200

53、13曾一凡，洋梅. 基于短消息的远程报警系统的设计与实现. 沈阳大学学报，2005，17（2）：68-704涂时亮等. 单片机软件设计艺术. 重庆. 科学文献出版社重庆分社，19875周航慈. 单片应用程序设计技术. 北京. 北京航空航天大学出版社，19906李华等. MCS51单片机实用接口技术. 北京. 北京航空航天大学出版社，19937何立民. 单片机应用技术选编. 北京. 北京航空航天大学出版社，19968余发山等. 单片机原理及其应用技术. 徐州. 中国矿业大学出版社，20039达新宇等. 现代通信新技术. 西安. 西安电子科技大学出版社, 20011011王芳. 基于GSM短消息无

54、线通信系统的研究. 河海大学. 硕士学位论文， 2006：13-56 附录 1附录1附录 2部分程序编写：1.程序初始化：;RAM定义BCOUNT DATA 07FHTIMER DATA 07EHTIMER1 DATA 07DHTIMER2 DATA 07CHHOURS DATA 07BHHOURG DATA 07AHMINUS DATA 079HMINUG DATA 078HSECOS DATA 077HSECOG DATA 076HSECO DATA 075HMINU DATA 074HHOUR DATA 073HTEN DATA 072HFLAG DATA 071HDIN DATA 02

55、0HDOUT DATA 021HSLA DATA 070HSUBA DATA 00HACK BIT 00H; I/O定义KEY BIT P3.2 CS BIT P1.2 DAT BIT P1.4 MTD EQU 04AHMRD EQU 058HMRD1 EQU 063H ORG 0000HAJMP STARTORG 0003H ;外部中断0中断服务子程序入口地址AJMP INTLORG 0013H ;外部中断1中断服务子程序入口地址AJMP INTYORG 0100HSTART: MOV SP,#30HMOV P1,#11110011B ;initial I/OMOV SLA,#0A0H ;F

56、M24C16器件从地址 MOV SUBA,#00H ;器件子地址 MOV TMOD,#20H ;串行口初始化MOV TH1,#0FDHMOV TL1,#0FDHMOV PCON,#00HMOV SCON,#40HSETB TR1SETB IT0 ;INT0为1,边沿触发方式SETB IT1 ;INT1为1,边沿触发方式SETB EX0 SETB EX1SETB PX1 ;INT1为高优先级SETB EA ;开总中断MAIN: AJMP MAIN ;主程序INTL: RETI ;外部中断0中断服务子程序INTY: RETI ;外部中断1中断服务子程序 END2.单片机控制TC 35模块发送短消息

57、程序#include#include#includeVoid initcomm()SCONO=OX50;SCON1=OX50;TMOD=OX90;PCON1=OX90;TH1=256-(sysclk/bandrate/16);CKCON1=OX10;TR1=1;TI0=1;SCON1=11;/控制手机模块发送短消息DoCmd=printf(tmp,“at+cmgs=d”,length);for (i=0;icmd;i+)SBUFO=TMPi;WHILE(!TI0);TI0=0;I=0/接受返回信息While （！（SCON1&(10)）.致谢在XXX即将结束之际，本人设计了基于GSM模块的电动车防盗系统，在做毕业设计过程中阅读了大量的有关GSM网络、SMS技术，单片机方面的书籍及论文，掌握了一定的理论知识，而且在设计过程中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，从而为今后更好地工作奠定了坚实的基础。在本人的毕业论文即将完成之际，谨