汽车防盗报警系统设计毕业论文Word格式.docx
《汽车防盗报警系统设计毕业论文Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车防盗报警系统设计毕业论文Word格式.docx（39页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
其优点是可以用远程操作控制启动小车，给用户解决很多不必要的麻烦，缺点是盗窃分子在距离车主不远处通过软件远程截取控制汽车信号并加以破解，制作一个与其相同的电子控制锁，可以悄无声息的打开汽车并开走。
GPS卫星定位汽车防盗系统，具有车辆定位、遥控熄火、网络查询及跟踪、车内监听、路况信息查询、人工导航等多种功能。
当汽车的机电和机械防盗器被不法分子拆除后，仍可以通过全球卫星定位系统持续锁定汽车的大概行驶方向和停靠地点，发送连续信号告诉车主位置，方便警方和车主查找丢失车辆，这也是找回爱车的最后一道屏障。
其优点是防盗报警装置非常小，方便隐藏在汽车的许多隐秘角落而不盗窃分子察觉，实时监控汽车方便车主找回爱车。
缺点是造价成本非常高昂，需要巨大的资金进行系统维护，一般老百姓很难给予这方面的资金支持。
1.3汽车防盗技术的发展现状
现阶段发达国家生产的汽车中安装了电子防盗器的比例非常高，但这些汽车防盗装置普遍存在结构复杂、价格昂贵、功能单一和可靠性差等缺点，并不能实现真正的防盗。
要适应现代科技防盗，必须进一步提高产品的灵活性和适用性等特点，将控制技术、数据通讯及网络技术等应用技术综合运用到汽车防盗领域，使汽车防盗装置朝着安全、简单、高智能化及功能多样化方向发展。
现在流行的一键解锁启动就是高智能电子锁的充分体现，未来汽车防盗装置还将向指纹密码、虹膜密码等多样性密码锁发展，国外发达国家已经率先开始着手研发这类项目，其中有很多优秀的方案可以拿来国人借鉴。
1.4中国汽车防盗系统的改革发展
中国科技现在正处在飞速上升时期，原来很多东西都是拷贝发达国家的成品技术，在细致精确层面没有一个突出的表现，在国外很多人都知道中国制造（madeinchina），但仅限于一些日用生活和小成本物品，我记得原来老师跟我说过一个实例发达国家制造的一个汽车零部件在市场上可以买到100美元，中国制造的一个相似的零部件却只能买到10美元甚至更低，很多方面达不到高科技所要求的工艺，这就是为什么国外纯进口的车起步价都是30万以上，而中国制造的汽车普遍都在10万左右。
现在世界各国都十分重视有自主知识产权的高科技应用，我们要走上世界的舞台必须打破常规思维创新，并且有着自主知识产权的精简、尖端科技产品，这样才能得到别国的认可，尤其是中国加入了WTO世贸组织后跟外界联系越加频繁，在这场没有硝烟的战争中我国电子防盗系统这块商业大蛋糕正在被许多商家锁定，希望从中分得一小块蛋糕，这种形势也积极的推动着这个新兴产业的蓬勃发展，相信在不久的将来电子防盗系统市场会更加激烈。
国内的各大商家也应该把握好时机，多与国外优秀的防盗器材商家合作，从中完善自己的技术水平，建立科学有效的防盗系统开发流程体系，加快国内的防盗技术发展。
相信中国的新兴科技产业也会有在世界舞台上初展鳌头的一天。
2系统设计方案选择
2.1系统设计思路
电子科技的飞速发展，使得单片机应用也悄然进入现实生活中，通过单片机技术和其他相关电子应用技术有机的融合，各种各样的电子防盗报警装置孕育而生，所以我们现在要开发一个性价比高的汽车防盗报警系统，使得汽车报警产品有可靠的优越性和廉价的经济适用性。
汽车报警系统初步构想是：
开启防盗报警模式后，整个系统处于待工作状态并且接受车主手中钥匙控制指令，当受到设定的外界干扰信号后，系统便会正式开始工作，干扰信号传输到单片机程序中，单片机开始检测外界干扰信号并作出反馈，单片机下达指令到报警装置，报警装置开始运行持续发出警报声，告诉外界汽车报警装置已经启动很好的震慑不法分子；
另一方面单片机通过无线网络传输报警信号到监控用户手机中，提醒车主车辆正在被不法分子盗窃，及时告诉车主采取必要措施，并且持续发送汽车位置信号，使车主通过无线网络的相关软件查找到被盗车具体位置范围。
2.2选用方案
根据现在4G（TD-LTE）网络的覆盖程度和运行的高效率，在结合防盗报警装置现阶段发展情况，我们用4G（TD-LTE）网络来解决本次设计传输的难题。
TD-LTE系统是目前开发比较成熟的系统，这种网络信息服务是通过移动4G（TD-LTE）通信的强大覆盖面，实现不用单独建立通信网络，不受区域限制任意地点可以接受信号，而且数据传输相当高效化。
方案流程如下图所示：
图2-2汽车远程报警电路控制方案
2.3系统结构功能图
图2-3汽车远程报警系统结构功能图
单片机是现在电子工业中非常常见的控制器，它以廉价、控制简单、兼容性好被广泛用于电子控制领域。
TC35I西门子工业中TD-LTE网络模块是一个新兴的科技传输领域，通过数据传输实现了人们理想中的人机交换。
当汽车受到不法侵害时振动传感器持续发送频率信号到单片机AT89C51上，单片机AT89C51进行系统性的处理把信号编写成数据传输到TC35I中，再通过TC35I中的TD-LTE强大的网络模块实现汽车报警信号传输。
当车主对此报警作出反馈时用逆推思维，把车主的控制信号通过TC35I的TD-LTE网络传输到单片机AT89C51中，单片机开始解读处理数据，下达指令到继电器控制模块，通过继电器控制报警器持续报警，并切断汽车主电路，锁死主要制动和控制装置。
3系统优越性的介绍
3.1中央处理控制器AT89C51单片机
中央处理器AT89C51单片机是现在电子工业中使用比较广泛的单片机，它以高性能，低功耗，使用简单方便，兼容性好等绝对优势占据着半壁江山，CMOS8位微控制器是其中的代表之作，它的8K系统兼容了现在一般编程使用的电脑，把系统主要存储在Flash存储器中，使其可以与工业中的80C51产品对接和脚本兼容，优于常规编程器。
它的八位CPU帮助现在嵌入式控制系统提高了整体的灵活性和运行效率。
AT89C51的内部结构可分为：
（1）系统CPU
CPU简称中央处理器它具有8位的处理单元，处理单元主要分为运算器和控制器；
运算器以算术逻辑为单元核心，主要包括累加器和寄存器两种，这两个运算器一般互不干涉，累加器是通过加减乘除数字1的累计调整（计算器中的1,0运算）；
寄存器主要是通过与、或、非、异或逻辑运算的方法完成移位、判断、循环转移等多功能数据的运算功能。
控制器当接收到运行器所算出的合理参数发送到控制器中，控制器接收开始读取依次通过指令寄存器、指令译码器、震荡器、定时电路及控制电路等等，主要通过指令译码器解读出来运算器发送的指令，指示控制操作装置进行程序控制，实现单片机各部件的运行，两个运算器分别对应着单片机控制器，通常情况下在运行时候一般互不干涉，只能通过数据指令调节来进行控制。
（2）存储器
ROM存储器是属于程序存储器，一般用于单片机AT89C51存放已经编写好的程序指令，又被称作为长期存储器。
RAM存储器是属于读/写存储器，一般存储器内随即存放输入、输出数据和随时变化的数据程序，同时还作为存储器中的数据堆栈区，方便把之前使用过的程序保存或弹出，节省系统空间使用的内存容量，存储器上面还有很多卡槽在内存不够的情况下可以进行外部扩展。
3.2振动位移传感器
振动传感器是对车体特殊频段振动进行监测的元器件，在车体被外力破坏的情况可以产生警报。
核心部件为ND-1型高灵敏振动位移传感器，它把机械振动转化成数据频率波动，通过系统设定进行筛查从而得出结论，是一种集振动、位移、测量于一身的多方位控制传感器。
它的通信端口直接和中央处理器AT89C51单片机相连，减少了很多程序上所带来的麻烦，提高了数据传输效率和及时反馈能力。
由于振动传感器对周围振动检测过于灵敏，所以通常在系统上设定屏蔽掉一些周围自然环境所带来的干扰因素，使其工作性能更加可靠。
图3-1MOST非门振动传感器电路图
图3-2振动传感器波形图
图为MOST非门电路组成的震动检测电路及其输出波形，其输出的波形是幅度相同的震动脉冲信号。
该信号送到单片机，由单片机软件检测震动信号的真伪，通过脉冲宽度、脉冲数量判断震动的类型。
微型振动传感元件的内部结构，有一根金属棒架在两个电极中间，当无振动或倾斜时，传感器的导通电阻稳定，当检测到振动时金属棒发生振动，引起电极间导电电阻迅速增大，并产生正比幅度振动信号，从而触发电路。
微型振动传感元件是一种采用新型高灵敏度振动传感器，具有全向检测、灵敏度可调、高抗干扰能力、产品一致性和互换性好、体积小、可靠性高、价格低、全密封式封裝可防水防尘等特点,主要性能参数：
1、最大工作电压：
48V
2、最大工作电流：
40毫安
3、工作温度：
不超过100度
4、体积：
直径5毫米长10毫米
3.3TC35i硬件
TC35i硬件是西门子公司开发基于电子工业TD-LTE模块控制器，其内部构造主要由供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口几部分组成。
TC35i在电子通信领域完美的兼容性能帮助TD-LTE模块具有良好的中文数据传输，通过数据接口（CMOS）和USIM读卡器天线连接，工作频段稳定在ETD-LTE900和TD-LTE1800之间，一般使用手动控制波特率为300b/s～115kb/s,系统自动控制波特率为1.2kb/s～115kb/s。
系统本身还自带信号重连功能，在信号薄弱地域造成通信中断时候可以通过reset指令使其实现信号重连。
TC35i硬件的工作直流电压稳定在3.3～4.8V，电流消耗：
休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA，一般低配的汽车电瓶就能维持硬件正常运行工作。
3.4移动4G（TD-LTE）网络介绍
第一代移动通信网络系统（1G）主要采用的是模拟技术和（FDMA）频分多址技术。
由于受到传输带宽的限制，不能很好的实现网络内部的信息交流，只能通过长途漫游实现通信数据的传输，通常需要打到一个给定的运营商号码上再转接到另一个区域运营商内部，从而建立通信数据的传输，这无形增加了很高的服务经费，不利于用户低消费理念。
一代网络通信带宽道路还处于刚刚开发状态，带宽道路非常狭小，一条道路上容不下几个用户同时进行网络使用，很容易出现网络堵塞，造成数据无法传输，给用户带来持续的等待。
当时手机网络运营商只有联通和移动两大巨头，两个运营商系统兼容还处在初级阶段，他们内部信息交换相对较为便宜，如果跳出各自的圈子时资讯费用需要多出好几倍。
第二代移动网络通信技术主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。
第二代网络技术在硬件和软件方面都有了很大的改进；
（1）硬件：
通信运营商通过架设基站扩大局域网络管理范围，提高基站性能实现信号覆盖面，实现移动网络全国各地区覆盖。
（2）软件：
通过系统自动化更新实现省内、省际自动漫游，无需再通过转接来建立网络通信，扩大网络带宽道路，方便多用户同时使用网络。
目前普及最广的是第二代（2G）手机，是移动公司牵头联合电信、联通两家公司采用国际上使用GSM或CDMA技术。
可提供话音业务低速的数据业务,也就是收发短消息之类。
不过随着现在科技的发展，2G网络生活已经不能满足人们的需求。
因此3G技术的发展成为必然。
第三代移动通信网络首次将移动网络和互联网带宽结合起来，将手机接入高速互联网内部，借助互联网的全球覆盖面实现有线网络和无线网络无缝连接起来，把网络速度从以前的20kb/s提升到200kb/s，这个速度的飞跃给开发商注入了很多遐想的可能。
秉着客户至上的新型服务理念，在通信技术的不断推动之下，象征着3G通信标志的技术WCDMA应运而生。
该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，使得现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递，除了强大的3G仍然有不足之处：
（1）速率不够。
3G支持的速率还不够高，单载波只支持最大2Mbps的业务。
虽然传输率比现有快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通讯需求。
（2）兼容性。
第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD—SCDMA三大分支，共同组成一个IMT2000家庭，成员间存在相互兼容的问题。
（3）带宽是非常稀缺的资源。
3G的频谱利用率还比较低，3G面临的应用问题制式标准仍然不统一，标准间不兼容,核心网络不基于IPv6，无法实现全球漫游,不能充分地利用宝贵的频谱资源；
不支持高速流媒体业务;
不支持与WLAN、FWA、PAN的互联
3G网络存在的不足快速的推动了4G网络生活的发展，需要实现4G网络必须完善第三代移动通讯尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，提供更大的频宽需求。
第四代移动通信技术主要是包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，（从严格上来说现在的4G网络还没有达到国际电信联盟所规定的第四代移动通信技术标准，但是已经接近此技术标准，所以在专业领域一般被认定为3.9G网络）。
4G网络是集成了3G网络和WLAN一体，实现了单载波最大100Mbps的业务，通信运营商为了使4G通信达到100Mbps的传输速度，大幅提高了网络的频谱，使得每个4G网络通道会占有100MHz的频谱，相当于3G网络的20倍左右，基本能和有线光纤网络媲美，网络传输速度上稳定在1M到2M每秒之间，达到了现在网络通信的各项要求。
起初人们研究4G通信的目的就是提高它的移动装置访问Internet的速度，所以第四代通信技术的无线传输速度是4G网络的一大特色。
第四代通信以它无可比拟的兼容性使得4G网络具备全球漫游功能，通过多样式的数据接口，能跟多种网络兼容，免去了漫游资费，大大降低用户的使用成本。
4G网络的快速发展随之而来的是第四代通信终端设计的智能化，流畅的手机操作系统简化使用流程，基本上只用一个按键或者轻击显示屏就能帮助用户更加随性的使用4G网络。
目前移动公司已经与全世界9家网络运营商签署了TD-LTE的合作运行合同，努力推动全球构建一个网络体系整体，减少运营网络程序，降低运营网络成本，把更多优惠条件给于广大人民。
现在世界的电信巨头正在研发5G网络，预计2020年实现全世界覆盖，5G网络实现了可视通话，是手机发展到现在以来质的飞跃。
科技的更新使得小型手机取代笔记本电脑变成可能，或许以后电脑将退出历史的舞台，互联网手机将在舞台上占领主角。
4系统硬件设计
4.1CPU主电路、继电器电路及振动信号采集电路
控制主机为AT89C51单片机，该单片机价格低廉、功能强大、有广泛的应用开发基础，容易被技术人员接受。
主控机负责接收传感器的报警信号并对信号进行分析处理、控制继电器和报警喇叭、通过AT命令对TD-LTE和MOST进行信息读写，与振动传感器采用ND-l型高灵敏振动位移传感器相连接。
它是一种集振动和位移测量于一身的全方位固态控制器件，将机械式振动传感器微型化，将振动体碳化并进行密封处理，对振动有很高的检测灵敏度，对周围环境的声音信号抑制并具有很强的抗干扰能力，其灵敏度通过电容可调。
其工作性能更可靠。
输出开关信号直接与单片机输入电路相连接，电路结构简单，输出阻抗高，静态工作电流小。
图4-1CPU主电路、继电器电路及振动信号采集电路图
4.2电路的启动运行
通过10ms延时信号和100ms低电平信号启动电路，形成高阻态，在此电路启动设计中利用输出低电平信号形成高阻态模式，可以防止启动引脚的时候有强大的电流流入，保护电路安全性能。
图4-2电路模块启动电路图
4.3报警遥控电路
图4-3报警遥控电路图
报警遥控电路原理图主要由红外传感电路，译码电路部分组成。
当车主正确使用本撤防系统时,发射器发出的编码脉冲红外光信号被传感电路中红外接收管接收。
信号经IC1内部38kHZ解调电路检波处理后由8脚输出数字信号,经BG1放大后送入14脚.VD5026和VD5027为配对电路。
当这对电路A0-A7的状态和编码完全一致时，VT端输出高电平,点亮绿色发光指示二极管,解码有效。
当发射电路停止发送时,VT端复零,而VD5027的D3、D4端数据输出中的一路将保持到关机为止。
即D3导通时D4截止；
或D4导通时D3截止；
关断电源时，全部截止。
正常工作时,车主按动遥控发射电路中的绿色按钮AN2,与其对应的主电路的D4端输出高电平。
车辆停驶时,可按动红外发射器的红色按钮AN1使接收电路中VD5027地址码输出D3端相关的红色发光二极管导通点亮而D4端的数据复零。
4.4密码钥匙红外遥控电路
图4-4密码钥匙红外遥控电路原理图
密码钥匙红外遥控电路原理图。
主要由VD5026组成编码电路,经17脚输出约为1.1KHZ的调制信号,对由CD4011与非门1和与非门2组成的约38KHZ的振荡器所产生的振荡信号进行调制。
已调信号经与非门3和与非门4以及三极管BG1,BG2组成的放大电路放大后,驱动红外发射管。
编码器VD5026共有A0-A11共12个编码器。
除A0引脚只有两种状态外,其余都可以有三种编码状态，三种编码状态指接地、悬空、接VCC相联。
5结论与展望
5.1结论
经过多次的查阅资料和实践的总结得出了以下结论：
（1）在使用TC35I模块的时候，只能保证接入电源电压在4V-5V之间，TC35I硬件承载电压是4.8V，超过5V后很容易造成TC35I模块损毁。
（2）手机卡在插入卡槽的时候，一定要先确认好已经断电，防止突然间通过手机卡电流过大，造成手机卡内的硬件芯片损毁，使卡无法连接网络。
（3）调节ND-1型高灵敏振动位移传感器的振动区间不好把控，很难调节到一个合适布防的状态。
5.2展望
（1）自我感觉在理工学科中理论是支持这件事物的一条主线真理，实践是实现这件事物的唯一准绳，理论中有很多实际因素都没有完全考虑到，只有通过不断的实践探索，才能达到自己心中的目标，在电子通信这个行业中，只有多动手实践才能真正避免少走弯路，从而走向成功。
（2）李克强总理提出的互联网家时代已经悄然改变我们的生活了，让普通老百姓体验到互联网科技的强大。
现如今智能机器人，智能家电等这些尖端科技正在孕育而生，有朝一日硬件和软件完美的结合组成的物联网时代，一定时今后发展的趋势。
参考文献
[1]陈杰.黄鸿等.传感器与检测技术.北京高等教育出版社2002.8
[2]陈丽芳.单片机原理与控制技术.东南大学出版社2003.1
[3]刘迎春，叶湘滨.传感器原理设计与应用.国防科技大学出版社2003.5
[4]何立民.单片机应用技术编选.北京航空航天大学出版社2004.9
[5]潘州，杨晋生，张丽萍，智能航标的设计实现[J]电子测量技术2006.2
[6]杨磊，田作华，朱俊微型电脑应用2006.3
[7]郑凌燕，葛万成，基于GMS短信的远程控制系统设计[J]微型电脑应用2006.10
[8]周高杯，戴瑜兴，闫博文，智能无线防盗系统的研制[J]电子测量与仪器学20006.1
[9]陈堂敏.刘焕平主编.单片机原理与应用.北京理工大学出版社2007.5
[10]TD-LTE网络规划设计与优化（4G丛书）.人民邮电大学出版社2013.7
[11]数字信号处理（普通高等教育十二五规划教材）.国防工业大学出版社2013.5
[12]移动通信系统.机械工业出版社2015.8
[13]TC35IIntroduce
[14]SinglechipAT89C51Introduce
[15]JohnJosephKeaveny[U]AnalysisandImplementationofaNovelSingleChannelDirectionFindingAlgorithmonaSoftwareDefinedRadioPlatform
[16]基维百科网站
[17]XX网站
致谢
非常感谢刘和生导师对我们的耐心指导，这次毕业设计不只是我们智慧的产物更饱含了刘老师对我们的深情教导和知识点拨，让我们能把这次毕业设计顺利完成。
通过这次毕业设计我对单片机又有了更深刻的了解，发现我们的身边很多电子产物都和单片机有着息息相关的联系。
再次感谢我的导师刘和生对我论文的构思以及内容不厌其烦的指导和细心指点，使我在完成论文的同时也深受启发，并给予我很多教益。
虽然时间很短，但是在学校却让我感受到了家的温暖，让我对人生有了明确的目标。
附录
主程序流程图
软件主程序清单：
main.c：
#include<
reg52.h>
#include<
intrins.h>
absacc.h>
//头文件
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar//宏定义
//按键
sbitkey1=P3^2;
//布防
sbitkey2=P3^3;
//撤防
sbitkey3=P3^4;
//紧急报警
sbitBUZZ=P0^4;
//蜂鸣器
sbitrsd=P2^4;
//传感器输入
sbitLED_B=P2^3;
//布防指示灯
sbitLED_S=
升级会员 