基于GSM和GPS的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的設計

董孝琪 鄧春偉 趙海池 劉婷婷

進入21世紀后，中國的經(jīng)濟呈現(xiàn)出了大跨步式的發(fā)展，科學技術水平也有了日新月異的變化，汽車不再是奢侈品，成為了人們生活的一部分，而隨著汽車保有量的快速增長，人們對汽車的安全性能的訴求也越來越高，但是現(xiàn)在市面上普遍使用的汽車防盜裝置有報警范圍小且會產(chǎn)生較大的噪聲污染，無法進行遠程報警缺乏及時性，功能不完善無法進行定位跟蹤等問題。

提出了一種基于GSM和GPS的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計主要由微處理器，GSM模塊，GPS模塊，紅外傳感器組成。紅外傳感器檢測是否有人闖入，若有人闖入，報告給處理器。處理器檢測到信號后會控制GSM模塊，發(fā)送報警短消息，當用戶使用手機發(fā)短信向系統(tǒng)提交位置請求時，系統(tǒng)使用GPS采集經(jīng)緯度，通過短信將采集到的經(jīng)緯度發(fā)送給用戶手機。這樣車主就可以第一時間知道汽車被盜并且迅速對自己的愛車進行定位，尋回愛車。

1 系統(tǒng)的總體設計

車輛丟失尋蹤系統(tǒng)結構框如圖1- 1所示，主要有微控制器、GPS模塊、GSM模塊、紅外傳感器等。GPS模塊主要是用接收位置信息，比如說用戶車輛在齊齊哈爾大學建華區(qū)文化大街42號，那么就會GPS就會接收此位置的經(jīng)緯度信息然后發(fā)送給微處理器。而GSM模塊就是使該信息能夠通過GSM網(wǎng)絡傳輸定位信息，通過控制器來控制GSM模塊發(fā)送報警短信和位置信息，實現(xiàn)車輛的被盜預警和定位追蹤等功能。

2 系統(tǒng)的硬件設計

硬件方面的選型和設計是完成設計的重要環(huán)節(jié)，其選型和電路設計以成本低廉和性能出色為基本原則，致力于打造一款有一定社會價值和推廣前景的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)，本節(jié)主要介紹了車輛丟失尋蹤系統(tǒng)各部分硬件的選型和電路方面的設計。

控制器是車輛丟失尋蹤系統(tǒng)設計的主要部件，其性能將直接影響整個車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的工作狀況，所以理應鄭重選擇。根據(jù)上文所述，本設計將利用單片機來實現(xiàn)控制，介于常用的51單片機閃存較小的缺點，經(jīng)過慎重的調(diào)研和考慮，本系統(tǒng)將選擇STC12C5A60S2型單片機作為本設計的控制器。其價格較低易于讓畢業(yè)生接受，而且無論是從處理能力還是抗干擾能力上來說，其性能要比一般的單片機要優(yōu)秀的多，最重要的是STC12C5A60S2是雙串口的，正好符合本系統(tǒng)的需求。

GPS模塊電路用于接收GPS定位信息和位置信息通過串口發(fā)送到單片機，GPS接收器的I/O接口模塊圖所示，實現(xiàn)了GPS定位信息的接收與實時顯示，以及定位功能。GSM無線通信系統(tǒng)是本設計中最為重要的一環(huán)，其短消息傳輸功能是遠程報警和實時定位的基礎。在車輛定位尋蹤系統(tǒng)中，其主要功用是將數(shù)據(jù)整理成短信，然后通過GSM將短信發(fā)送給用戶，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運轉。所以說GSM模塊的選擇是極為重要的，現(xiàn)在市場上的GSM模塊非常的多，但質(zhì)量各有不同，沒有辦法快速甄別好壞。不過根據(jù)這段時間的調(diào)研和咨詢，結合車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的實際需求，選擇了外觀小巧，但是功能齊全，抗干擾性也是極強的SIM300作為本設計的通信模塊。

3 軟件設計

本設計的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)主要的功能在于遠程報警和實時定位。報警功能是車輛丟失尋蹤系統(tǒng)應用的前提，只有用戶可以及時了解險情，定位跟蹤系統(tǒng)才有其實際的意義。車輛定位尋蹤功能其主要原理是將控制器和GSM模塊與GPS模塊相結合，當車主得知車輛被盜后，可以通過車輛丟失尋蹤系統(tǒng)向我們設定好的號碼發(fā)送密碼短信，車載端收到信息后會判斷其正確與否，如果正確就會控制GPS獲取位置信息，然后將該數(shù)據(jù)封裝以短信的方式再返回到用戶的手機上，以此來實現(xiàn)車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的定位跟蹤功能。

系統(tǒng)主程序首先是對主程序實施初始化操作，然后甄別GPS接收到的是否是有效的數(shù)據(jù)，若有效則接下來在對該數(shù)據(jù)進行分析，通過驗證短信來判斷是否要發(fā)送信息，驗證成功則用戶這時候就可以用手機收到尋蹤短信。

GPS模塊的定位算法是根據(jù)4顆衛(wèi)星同時可見的前提下進行定位的，所以有時候會接收到錯誤的數(shù)據(jù)。因此就需要對其進行解析，在處理該信息前。本設計主要是對$GPRMC和$GPGGA進行解析，通過對這兩條語句的分析就可以分離出我們所需要的信息，其子流程圖如圖3-1所示：

在車輛丟失尋蹤系統(tǒng)中，GSM和用戶之間傳遞的短信是由控制器通過串口進行控制的，我們可以利用AT指令設置兩者之間的短消息通信，完成車輛丟失尋蹤系統(tǒng)設計所需求的短消息通信。

4 系統(tǒng)測試

在基本完成了車輛丟失尋蹤系統(tǒng)各部分系統(tǒng)的設計后，將對其各項功能進行測試，以保證車輛丟失尋蹤系統(tǒng)能夠實現(xiàn)設計之初的預計目標，并在測試后差缺補漏，進一步完善本設計?；贕SM和GPS的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的測試具體分為兩大部分：報警功能測和定位功能測試。

當車主遠離車輛，紅外傳感器感應到有人闖入時，車輛丟失尋蹤系統(tǒng)就會控制GSM，通過其向車主發(fā)送一個報警信息，在這里我們設定的是“In danger，take action”，以提示車主有人闖入車輛，達到遠程報警的功能。

收到報警短信后，車主就可以通過車輛丟失尋蹤系統(tǒng)進行跟蹤定位，只要用手機向安裝在車輛上的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)中的SIM卡卡號發(fā)送驗證短信，當驗證通過后，車主就可以通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送回來的短信了解車輛當前的具體的坐標位置。

結論

以低成本和實用性為考量標準設計的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)。主要以GSM和GPS為核心，利用紅外傳感器采集報警信息，利用GSM網(wǎng)絡向車主發(fā)送遠程報警短消息，使車主能夠在車輛出現(xiàn)被盜的情況下及時收到報警，以便做出應對措施。當車輛被盜時，車主可以通過手機將事先設定好的短信密碼發(fā)給GSM模塊，系統(tǒng)會對其進行驗證，若驗證成功，用戶就可以通過我的系統(tǒng)收到GSM發(fā)送的信息，實現(xiàn)手機定位的功能。該設計完成后完全符合預期的目標，在汽車安全領域擁有一定的發(fā)展和推廣的前景。

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（黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目 項目名稱：基于GSM和GPS的車輛丟失尋蹤系統(tǒng)的設計 項目編號：201913299053）