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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车远程防盗报警系统设计.精品文档.摘 要随着汽车被盗事件不断增多，汽车防盗己成为当今社会急需解决的问题。利用GSM网络的短消息业务设计一种汽车远程控制防盗报警系统是本文的主要内容。该系统以GSM网络作为远程信号的传输平台，由传感器检测到的安防信号、微处理器、GSM模块、GSM网络、用户手机(或监控中心)等组成。当防盗模式启动后，系统中的传感器检测模块便处于工作状态。一旦检测到相应的干扰信号，防盗报警系统便被触发，微处理器控制系统进行综合判断后，通过GSM网络将短消息发送至用户手机(或监控中心)，告知车辆正遭到外部入侵。此外，如要查找被盗汽车
2、，还可以通过GSM网络对车载通讯装置的讯号进行基站搜索，以确定被盗车辆的位置。本文查阅并分析了国内外汽车防盗报警系统的相关技术，并在此基础上进行了研究和设计。首先，阐述了目前国内外汽车防盗技术发展的现状，比较了几种常用的汽车防盗技术及其应用。其次，对汽车远程控制防盗报警系统进行了构建和方案设计，通过比较分析并优化了该系统。再次，论文详细描述了系统的软硬件设计，硬件设计主要有单片机控制系统电路、传感器的选型、GSM通讯模块等；软件设计包括系统软件整体流程和GSM通讯流程等。将GSM网络的短消息业务应用于汽车远程防盗报警系统，弥补了传统防盗报警方法的不足，并且降低成本、不受地域限制、报警准确迅速，
3、能够达到汽车远程控制防盗报警系统的要求。随着通讯技术的不断发展，GSM网络也会越来越完善，必将有更好的发展和应用前景。关键词:防盗报警；GSM；短消息；AT89C52AbstractWith the rob of automobile increasing unceasingly, the automobile security has become a society question that need to be soluted urgently now. Designs one kind of automobile long-distance control security alar
4、m system using the GSM network short news service is this article Primary coverage. This system by the GSM network took the long-distance signal the transmission platform，examines from the sensor guards against the signal，the microprocessor，the GSM module，the GSM network，the user handset peacefully(
5、or monitoring center) and so on composes. After the security pattern start in the system sensor examination module then is at the active status. Once examines the corresponding unwanted signal，the security alarm system is then triggered, after the microprocessor control system carries on the synthet
6、ic judgment，through the GSM network the short news transmission to the user handset(or monitoring center)，informs the vehicles to encounter exterior invasion. In addition，if must search is robbed the automobile，but also may carry the communication installment through the GSM network to the vehicle t
7、he signal to carry on the base depot search，by determined is robbed the vehicles the position.This article elaborated the present domestic and foreign automobile security technological development present situation，compared with several kind of commonly used automobile security technologies and appl
8、ication. Has carried on the construction and the project design to the automobile long-distance control security alarm system，and optimized this system through the comparative analysis. once more，the paper in detail described the system software and hardware、design，the hardware design mainly had the
9、 monolithic integrated circuit control system electric circuit，the sensor shaping，the GSM communication module and so on: Software design including system software overall flow，data acquisition flow and GSM communication flow and so on.Applies the GSM network short news service in the automobile lon
10、g-distance security alarm system，make up the tradition security to report to the police the method insufficiency，and reduced the cost，the region limit，is not reported to the police accurately rapid，could achieve the automobile long-distance control security alarm system the request. Along with the c
11、ommunication technology unceasing development，the GSM network also can more and more consummate，will certainly to have a better development and application prospect.KeyWords: Guard against theft and alarm，GSM，Short Message， AT89S52目 录第1章 绪论11.1 GSM汽车防盗报警系统的目的及意义11.2 汽车防盗报警技术的研究现状11.2.1国内研究现状11.2.2国外
12、研究现状31.3汽车防盗技术的发展趋势5第2章 系统的总体方案设计72.1系统设计思路72.2选用方案72.3系统的结构及功能82.4 GSM网络介绍8第3章 系统硬件设计113.1 CPU主电路、继电器电路及振动信号采集电路113.1.1 AT89C52113.1.2 振动传感器133.2红外信号采集电路143.2.1热释电红外线传感器介绍143.2.2描述特点153.2.3 BISS0001引脚及功能153.3 GSM及其外围电路173.3.1 GSM网路的特点183.3.2 TC35i的引脚说明183.3.3启动电路183.3.4数据通信接口193.3.5 SIM卡连接电路和SYNC电路
13、203.4 报警遥控电路213.4.1 VD5027213.4.2密码钥匙红外遥控电路213.5 电源电路22第4章 系统软件设计234.1相关通信知识234.1.1通信协议和AT指令234.1.2 PDU 编码规则244.2 主程序设计244.2.1 主程序流程图244.2.2主程序清单264.3电话呼入提示子程序284.4查询信息字子程序294.5解防与设防子程序304.5.1解防子程序304.5.2设防子程序314.6检测短信中心号码子程序324.6汉字发送子程序334.7发送AT指令354.8其他相关子程序374.8.1手机状态子程序374.8.2鸣叫一声子程序384.8.3删除SIM
14、卡中所有短信的子程序38第5章 总结39参考文献40致谢42附录43附录48附录51附录52第1章 绪论1.1 GSM汽车防盗报警系统的目的及意义近年来，随着我国人民生活水平的不断提高和汽车工业的高速发展，汽车迅速成为人们的工作、生活中不可缺少的代步工具，但车辆的频繁被盗又成为当今普遍关注和急需解决的社会问题。虽然各种各样的汽车防盗技术已得到普遍应用，但传统的汽车防盗装置己不适应现代发展的要求，主要存在以下不足：防盗方式比较单一；报警范围小；容易产生误报，其声控报警的噪音干扰周围居民生活等等。我国目前已建成了覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是公众陆地移动通信网的主要方式。GSM的短消息业务
15、SMS(Short Message Service)是GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，是GSM通信网所特有的。短消息业务是利用短消息业务中心的存储和转发功能，直接把要发的信息加上目的地址发送到短消息中心，由短消息中心再发送给最终的信宿，这种方式非常适合于将采集到的数据随时发送到手机(或监控中心)。短消息业务可以使网络端知道被叫方是否已经收到短消息，如果传送失败，被叫方没有回答确切消息，网络一侧会保留所发的消息，一旦网络发现被叫方能被叫通时，消息重发以确保被叫方能收到。由此可见，短消息业务是GSM网络的一种传递可靠性高的电信业务。本文研究的汽车远程防盗报
16、警系统是利用GSM网络的短消息业务实现数据通信，用于对汽车运行状态的远距离监控。重点探讨通过采用单片机控制GSM模块进行短信息收发的实现过程，其低投人、高效率的特性带动起一个全新的通讯技术的推广应用，而且随着无线网络的不断发展，短消息的应用将进一步适用于3G网络。因此，研究汽车远程防盗报警系统具有较好的实用价值和广阔的市场前景。1.2 汽车防盗报警技术的研究现状1.2.1国内研究现状汽车的防盗报警由于巨大的市场前景，出现了许多不同类型的产品。虽然产品的结构和特点各不相同，但概括来讲，我国现有的汽车防盗装置主要包括机械式防盗装置、电子防盗报警装置、芯片式防盗装置、网络式防盗系统和其它防盗系统等等
17、。机械式防盗装置。它是比较常的汽车防盗装置，主要是利用简单的机械式原理锁住汽车上的某一机构，使其不能有效发挥应有的作用，以达到防盗的目的。目前，国内常见的机械式防盗装置有以下几种:方向盘锁，即常见的拐杖锁。主要是将方向盘与制动脚踏板连接在一起，使其不能做大角度转向或制动.有的可直接使方向盘不能正常使用。轮胎锁，即用一套锁具把汽车的一个轮胎固定，使之不能转动。这种方法比较麻烦，而且锁具也比较笨重。变速器锁。通常在停车后，把换挡杆推回P位或1挡位置，加上变速锁可使汽车不能换挡。机械式防盗装置主要靠锁定离合器、转向盘、变速杆等来达到防盗的目的。但只能防盗不能报警。其优点是价格便宜，安装简便。缺点是使
18、用不隐蔽，防盗不彻底，拆装也比较麻烦。机械防盗装置经历数次技术升级后，目前有了较可靠的方向盘锁和排挡锁等。此外，车主为了增加防盗安全系数，给车辆安装数种机械式防盗装置，可在一定程度上可以吓走盗车贼，增加盗贼被发现的可能性。电子防盗报警装置。随着电子技术在汽车上的应用，各种电子防盗报警器应运而生。它克服了机械锁只能防盗不能报警的缺点，主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的，同时具有声音报警等功能。电子防盗装置设计比较先进、结构复杂，包括起动控制、遥控车门和报警部分，主要由防盗控制单元识读线圈、警告灯、汽车钥匙等元件组成。其点火钥匙和信号发生器也制成一体，当钥匙处于接通位置时，防起动装置向钥匙接收器
19、发出电信号，信号接收器随即通过防起动装置向控制单元发送密码信号以供识读。车门控制和报警系统制成一体，报警系统在关闭点火开关、拔下钥匙并锁定车门、行李箱等后自动进入警戒状态，若车门或发动机盖被强行打开，报警系统将会自动报警。汽车电子防盗器一般都具有遥控功能，安装隐蔽，操作简便。缺点是容易误报，不能从根本上解决车辆丢失问题。随着科技的发展，汽车电子防盗器增加了许多方便、实用的附加功能。现在市场上出现了具有双向功能的电子防盗器，它不仅能由车主遥控车辆，车辆还能将自身状态传送给车主。芯片式防盗装置。它通过锁住汽车马达、电路和油路达到防盗目的，若没有芯片钥匙便无法起动车辆。数字化的密码重码率极低，而且要
20、用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁，杜绝了被扫描的可能。由于特点突出且使用方便，大多数轿车均采用它作为原配防盗器。目前国产大众、广州本田等车型都装用原厂的芯片防盗系统。芯片式防盗已经发展到第四代，除了比电子防盗系统更有效的防盗作用外，它还具有特殊诊断功能。如独特的射频识别技术可保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶者，当驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份，打开或关闭车锁。无论在车内还是车外，独创的TMS372H能够探测到电子钥匙的位置。网络式防盗系统。它通过网络实现车门的开关和车辆的起动、截停、定位，及根据车主要求提供远程车况报告等功能。主要使用的网络有CPS，即卫星定位系统，它是靠锁定点火
21、或起动发动机达到防盗的目的。网络式防盗突破了距离的限制，覆盖范围广，可用于被盗汽车的追踪侦查，可全天候应用，破案速度快，监测定位精度高。GPS防盗技术可以说是一场技术革命，它一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务，能为车主提供全方位的主动式服务，是目前其他类型汽车防盗系统所不能比拟的。但我国的网络式防盗技术的发展水平比较落后，与发达国家还有明显差距。其它防盗系统。我国吉林省发明家现已研制成功一种DF-816型是一种全方位遥控汽车防盗器。这种防盗器适用于各种车型，有全车、全方位防盗、报警和锁定功能。除车主之外，任何人想开动或撬、拆、击打汽车、盗窃轮胎或车上货物，都会发出不小于120分贝的强力
22、报警声。其遥控器可像BP机那样随身携带。1.2.2国外研究现状数码防盗装置。P.AT.S微晶辨识密码防盗系统中含有独特的电子密码高达500多亿种，当装有密码发射器有汽车钥匙插入之后，钥匙孔内的受讯模组将密码传至控制模组进行判读，若吻合即可启动汽车发动机。该系统不用电池电线，使用接线点火的方式即可，若控制模组未解除禁令，发动机就无法启动。还有数码防盗钥匙，它是将小型化的无线电发射机与汽车钥匙合成一体，并在方向盘隐藏的地方装有一个接收阅读机。当这种汽车钥匙插入点火开关时，一个有20个数字码的无线电信号发射出来，阅读机接收后，确认无误时，点火开关便启动车辆，若是数字码对不上或无信号发出，车辆就无法点
23、火启动。密码防盗锁BMW全车系统均配有智慧型防盗锁，该防盗锁采用雷达收发器的原理，其特点是在点火器外装有螺旋天线，钥匙孔内装有微晶片，当钥匙转动时，天线便成为一种转换器，供电给微晶片，以显示密码次序，若符合次序，若符合授权身份，便可启动车门。每位BMW的车主，都配有四把原厂设计编码的密码钥匙，每一把钥匙的密码是由一个固定的个人密码及个别的常换的密码锁组成，此系统还可提供六套密码组合，以备万一。如果钥匙遗失，此系统能让车主注销任意一把钥匙。影像防盗装置。其微型相机体积小，可以安在汽车的任何部位而不被人注意，并能在很弱的光线下工作，可拍摄多达12幅的照片，与蜂窝式无线电话网络联接，可将闯入汽车的盗
24、贼照片直接传送到控制中心，使盗贼立即被辨认出来，以供警方采取相应的措施。电子防盗装置。美国的电子编码点火钥匙美国通用汽车公司开发出一种电子点火钥匙，其内部嵌有一粒陶瓷珠，每把钥匙上的陶瓷珠都对应不同电子编码的组件。当点火钥匙插入点火开关时，钥匙筒内的电触点对钥匙的电阻进行测量，并把信息传到上述组件。如果与陶瓷珠的阻值相同，则可以发动汽车，否则无法点火发动。美国得克萨斯仪器公司下属的一家子公司利用无线电射频技术，研制成功一种“车辆固定系统”，将射频发射应答器嵌入汽车钥匙中，应答器内存有与特定车辆相吻合的特别识别码。当钥匙插入电源开关并转动时，就会在转发器和识别器之间引发一种无线电信号，如果钥匙中
25、的识别码与汽车内的编码一致，汽车就可以发动起来。否则，识别码就不会接通电源，从而锁定点火系统和供油系统，汽车无法启动。该技术己为福特汽车公司所采用。德国把变密码防盗技术用于德国梅塞德斯。奔驰公司生产绝对防盗豪华轿车。这种汽车装配有“电子开门钥匙”红外线遥控器，发射出肉眼看不见的多次变换密码的光信号及接受这种信号的特种传感器来防盗。它由微型计算机与发动机的电子控制单元相联。当车门锁闭时，能切断全部功能。这种防盗装置之所以能绝对防盗，就在于密码的随时变换，只有与之相应的遥控器才能使用和识别密码。澳大利亚一家公司发明的电子追踪防盗技术是示踪标识和追踪雷达系统的结合，能在14米之内对行驶的汽车进行监视
26、和识别。每个标识都有一个硅集成电路和发射装置。标识可跟踪车主要求的密码电波，出厂时装在车内。追踪雷达系统则装在道路口的交通标志灯上，接收和识别每一辆驶过车辆的密码电波，警察据此扣留被盗车辆。网络式防盗系统。GPS技术是美国耗资100多亿美元，历时20多年发展的一大航天工程。1991年在海湾战争中被首次使用，海湾战争之后，GPS技术在非军事领域得到了更加深入的应用，特别是在汽车反劫防盗领域己取得实际效果。采用GPS技术的汽车反劫防盗系统中安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端及GSM通信网络组成，接受全球定位卫星发出的定位信息，计算移动目标的经纬度、速度和方向，并利用GSM网
27、络的短信息平台作为通信媒介实现定位信息的传输，具有传统GPs通讯方案无法比拟的优势。一旦汽车被盗或出现异常，指挥中心可立即通过GPS接收终端设备信号，确定汽车实时地理位置和多方面信息，配合各方面力量及网络优势追回被盗汽车，同时能熄灭发动机，使汽车不能行驶。其中报警网络系统主机安装在汽车尾部的行李厢中，并与空中警察全球定位系统联网。当汽车被盗后，报警网络系统工程可通过全球定位系统，不断向警方显示汽车行程坐标和传送汽车内人员的谈话内容，以便迅速找到被盗汽车并抓住盗贼。网络式防盗突破了距离的限制，覆盖范围广，可用于被盗汽车的追踪侦查，可全天候应用，破案速度快，监测定位精度高。瑞士塞基尤尔马克公司研制
28、成GPS，用于洲际汽车防盗。将微型电子收发报机安装在汽车任何部位，一旦汽车被盗，报案后GPS开始工作，发射出密码信号，汽车上的收发报机通过人造卫星收到该信号后立即作出回答，向卫星报告其所处方位。警察在卫星引导的区域进行搜索渐以地面测量仪表，就能准确测定信号方位，很快找到赃车。意大利费拉里汽车公司已把这种超微型电子收发报机安装在该公司出售的全部汽车产品上，以防远程失窃。当地保险公司对这种汽车收保险费一律减低20%。法国巴黎1994年开始进行了GPS失盗汽车侦查试验，装有微型收发报机的汽车通过人造卫星的一信号导航，可以随时准确知道自身所处的精确位置。据说其水平误差不超过5米。一些专家们认为，到本世
29、纪末，该微型收发报机可做到只有香烟盒那么大小，售价不超过1万法郎，这2分钟便有一辆汽车遭窃的法国来，无疑成了汽车防盗的最佳利器。德国正在借助美国的GPS用于查找失盗汽车。失盗汽车同时接收到三颗卫星的信号，同时可画出三条几何地址线，这三条线的交叉点就是该汽车所处位置，误差30米至100米。它可发现被运到全球任何地方的失盗汽车，包括被伪装、掩盖起来的汽车。其他防盗系统。最近，瑞典Volvo汽车公司为580型轿车开发出一套新型防盗系统，其中既有机械式，也有电子式，还有防砸功能。它的车门钥匙锁芯可以无阻力旋转，当盗贼用螺丝刀或其它坚硬物体撬锁时，该锁芯可随撬动的物体旋转方向转动，而无法撬开。它还具有电
30、子静止状态控制，一但车主打开该系统离开汽车，如有人想移动该车，车辆就会拒绝进入行驶状态。它的前后风挡玻璃和车窗玻璃都是采用特种玻璃，即使用铁锤或铁棒击打，玻璃也不会出现缝隙和漏洞，令盗贼的手无法伸进车内，将车门打开。近年来，一种利用电波控制的防盗系统也在国际市场推出。它是在汽车上安装一个类似寻呼机的装置来对发动机点火系统进行控制，只要车主发现车辆被盗或车辆被抢劫后，通知总控制发射台，发出控制电波信号，使该车发动机无法运转。1.3汽车防盗技术的发展趋势国内外汽车工业的发展极其迅速其技术创新能力成为竞争取胜的关键。世界各国都十分重视将高、精、尖技术应用到汽车防盗领域。(1)汽车防盗装置迎来新的发展
31、机遇随着经济、科技的发展，国内外汽车防盗新技术和新产品不断涌现。法国将GPS卫星监控技术应用于汽车防盗装置进入实用化阶段，这为国内防盗技术的发展开辟了一条新思路。中国加入WTO后.随着国外防盗产品不断涌入国内市场.国内在汽车防盗法规方面一也制定了更为严格的标准，并投入大量资金积极开发新产品。因此，国内各大厂商应把握时机，合理利用国外先进防盗技术，建立行之有效的汽车防盗技术开发体系，以促进国内汽车防盗技术的快速发展。(2)汽车防盗装置将有一个较长的发展时期由于国内经济、科技发展不平衡及地区性差异的存在，不同档次的汽车用户对防盗产品和技术的需求各异，使汽车防盗新技术和新产品在国内大面积推广还需要一
32、段时间。目前，虽然国内外汽车防盗技术发展相当迅速，但对于汽车防盗方而的核心技术，世界各国普遍存在对外封闭的现象，造成国内汽车防盗技术的发展速度相对缓慢，要赶超发达国家需要一个长期的发展过程。(3)汽车防盗装置将朝着安全、简单、智能化和功能多样化方向发展目前，国内外广泛应用的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。要实现真正的防盗，进一步提高产品的灵活性和适用性，应将控制技术、数据通讯及网络技术等应用到汽车防盗领域，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。近年来流行的遥控无锁系统只是智能化、功能多样化的初步体现，未来汽车防盗装置
33、还将向电子密码等多样化识别方向发展。总之，汽车防盗技术的发展水平体现一个国家的科技发展水平和文明程度，发展先进、适用的汽车防盗装置具有重要的现实意义。要尽快提高国内汽车防盗的技术水平，缩小与世界发达国家的差距。结合国内实际情况，坚持自主研究开发和引进国外先进技术、设备相结合的方针，重视对汽车防盗技术的研究和推广，逐步提高汽车防盗科技水平。建立、健全以企业为中心的技术创新体系，使汽车防盗具有层次分明、形式多样和方法立体等特点，以便于不同地区、不同档次汽车用户正常使用，在必要时能采取不同的汽车防盗方式。加强汽车防盗技术与新技术的结合，研究开发适合我国国情的汽车防盗新装置，进一步提高产品的实用性、可
34、靠性和经济性。第2章 系统的总体方案设计2.1系统设计思路随着电子技术的不断发展，汽车防盗技术与其他新技术的不断相融合，各种电子防盗报警装置应运而生，那么需要开发出一种性价比高的的汽车防盗报警系统，使汽车防盗报警产品的实用性、可靠性和经济性得到进一步提高。汽车远程控制防盗报警系统的设计思路是:当启动防盗报警模式后，系统中的传感器检测模块便处于工作状态，一旦传感器检测到相应的外界干扰信号，系统便被触发，单片机控制系统进行判断处理后，一方面发出汽车警报声吓走入侵者;另一方面利用无线网络将短消息发送至用户手机(或监控中心)，告知车辆遭受外部侵入或盗窃，以便车主即时的采取防范措施。此外，还可以通过无线
35、网络对车载通讯装置的讯号进行基站搜索来确定车辆的位置，这样更容易寻找到被盗汽车。2.2选用方案考虑到目前汽车防盗报警装置的发展情况，既要降低成本，又要保证其功效，因此，我们可以充分GSM网络的短信息服务来实现。GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。基于GSM的短信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上储存和转寄的过程。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不须再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信应用将得到迅速普及。该系统由防盗传感器检测到的安防信号、微处理器、GSM模块、GSM
36、网络、用户手机等组成，其方案框图如图所示。安防信号微处理器GSM模块GSM网络用户手机图2.1汽车远程控制防盗报警系统方案框图2.3系统的结构及功能振动传感器89S52TC35I天线接口红外传感器电源模块SIM卡AUDIO接口模块继电器输出控制模块图2.2防盗报警系统结构框图控制主机为AT89S52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GSMMODEM进行信息读写。TC35I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GSM900和GSM1800
37、双频段，可传输语音和数据信号，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。其数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据，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。传感器采用热释电红外传感器和振动传感器。热释电红外传感器通过检测人或动物发射的红外线而输出电信号，作用角度为110。使用BISS001型红外成品组件，作用距离通过菲聂尔透镜调节。振动传感器采用ND-1型高灵敏振动位移传感器。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，对振动有很高的检测灵敏度，对周围环境的声音信
38、号抑制并具有很强的抗干扰能力。其灵敏度通过电容可调。继电器、报警喇叭继电器在主控机的控制下执行锁死车门，切断电路、油路等保护动作，报警喇叭发出报警声音。2.4 GSM网络介绍GSM系统即一个完整的数字移动通信网主要由网络交换子系统和基站子系统组成，除此以外还有大量移动台作为用户接入移动通信网的用户设备。网络运行部门为了管理整个移动通信系统还需要专门的操作维护子系统。图2.3 GSM系统结构图移动台(Mobile station ,MS)是整个移动通信系统中直接由用户使用的设备。其类型可分为车载台、便携台和手机，其中，手机本身小型、轻巧，而且功能也较强因此手机的用户将占移动用户的绝大多数。其主要
39、功能除了要能通过无线接入进入通信网络，完成各种控制和处理以提供主叫或被叫通信以外，还必须具备与使用者之间的人机接口或与其它终端设备相连接的适配装置，或两者兼有。移动台由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收。SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，是用户进入GSM网络的登记凭证。它是由C
40、PU(8位)、程序存储器(3-sbit)、工作存储器(6-16bit)、数据存储器(128-256kbit)和串行通信单元五部分组成。基站子系统(Base Station Subsystem，BSS)是GSM的基本组成部分。可分为通过无线接口与移动台一侧相连的基站收发信台(BTS)和另一侧与交换机相连的基站控制器(BSC)两部分。从功能上看，它们之间的分工是BTS负责无线传输，执行固定网与移动用户间的接口功能，提供移动台MS和GSM网络间无线信令和话音、数据信息交换，并处理这些信道数字化发射的全部无线功能，而BSC负责控制和管理，包括无线电资源的管理、无线电网络功能的管理、BSS的操作与维护等
41、。网络交换子系统州(Net work switching Subsystem，NSS)负责管理GSM系统内部的用户之间以及与其它电信网用户之间的通信。包括移动交换中心(MSC)和存储用户数据和移动管理信息的数据库，即访问用户位置寄存器(VL助、归属用户位置寄存器(HLR)，鉴权中心(AUC)、移动设备识别寄存器(EIR)和操作维护中心(OMC)六个功能单元，各功能实体间以及NSS与BSS之间通过符合CCITT信令系统No.7协议规范的7号信令网络互相通信。移动交换中心(MSC):MSC是NSS的核心，主要处理和协调GSM系统内部用户的通信连接，完成基本的交换功能。可从VLR，HLR，AUC获取
42、处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据，并根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。MSC提供面向系统其它功能实体的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来，可为移动用户提供电信业务、承载业务和补充业务等一系列服务。访问用户位置寄存器(VLR):VLR是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内己登记的移动用户相关信息。它从该移动用户的HLR处获取并存储必要的数据，为己经登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR是一个动态用户数据库，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。VLR和MSC
43、之间有大量的数据需要存取，为提高移动管理和呼叫建立速度，VLR总是和MSC实现功能综合，以MSCIVLR形成NSS的一个物理实体。归属用户位置寄存器(HLR):HLR是GSM系统的中央数据库，存储着移动用户业务信息。它的主要任务是存储登记归属用户的档案、位置信息以及用户的VLR地址。鉴权中心(AUC):AUC存储鉴权算法和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。移动设备识别寄存器(EIR):EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)AUC依据MSC的要求检验IMEI及其状态，并将结果报告MSC，确保注册用户的安全性。操作维护中心(OMC):OMC用于
44、对GSM系统的集中操作与维护，允许远程集中操作和维护管理，并能支持高层网络管理中心NMC)接口。操作维护子系统(Operation support system OSS):OSS由操作维护中心(OMC)及操作和支持系统软件组成。它是相对独立的对GSM系统提供管理和服务功能的单元，包括移动用户管理、移动设备管理和网络操作和控制等三块功能。移动用户管理包括对HLR和SIM卡的数据管理以及计费管理。055通过对EIR控制实现对移动设备管理。网络操作和控制是通过对BSS和NSS的操作和维护中心(OMC)来完成的。第3章 系统硬件设计3.1 CPU主电路、继电器电路及振动信号采集电路图3.1 CPU主电
45、路、继电器电路及振动信号采集电路控制主机为AT89S52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GSMMODEM进行信息读写。振动传感器采用ND-l型高灵敏振动位移传感器。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TTL电路或者与单片机输入电路相连接，电路结构简单，输出阻抗高，
46、静态工作电流小。3.1.1 AT89C52系统选用的单片机是ATMEL公司生产的AT89C52，其片内带有SK字节闪速可编程、可擦除寿命1000次程序存储器。该产品与工业标准8051中单片机完全兼容，并且还可支持两种软件可选的省电模式，工作时钟最高可达到24MHz。使实时控制、实时处理的功能更加完善，简化了硬件配置。AT89c52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(FO)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flas
47、h存储器。引脚功能说明:AT89C52的40个引脚，从功能上来看可分为下面三个部分电源和时钟引脚Vcc:电源端;GND:接地端;XTAL1:振荡反相放大器及内部时钟发生器的输入端;XTAL2:振荡反相放大器的输出端。控制线或其他电源的复用引脚RET:复位输入端;ALE/PROG:外部扩展电路低位字节地址允许锁存和EPROM编程输入端;PSEN:程序存储器外部取指控制信号;EA/VPP:外部访问允许端和12V的编程允许电源;输入/输出引脚PO:8位漏极开路双向FO口。外接存储器时，作为扩展电路低8位地址和总线复用口;Pl:8位具有内部提升电阻的双向FO口;P2:8位具有内部提升电阻的双向FO口。
48、外接存储器时，作为扩展电路高位地址总线;P3:8位具有内部提升电阻的双向FO口。P3口除了作为一般的FO口线外更重要的用途是它的第二功能;P3.0:RXD(串行输入口);P3.l:TXD(串行输出口);P3.2:INTo(外部中断0);P3.3:INTI(外部中断1);p3.4:To(定时器0外部输入);P3.5:Tl(定时器1外部输入);P3.6:WR（外部数据存储器写选通);P3.7:RD(外部数据存储器读选通)。AT89系列单片机的串行通信口可以工作于同步方式和异步方式，当工作于异步方式时，它具有全双工的操作功能，也就是说，它可以同时进行数据的发送和接收，串行口内部的接收器采用的是双缓冲结构，它能够在接收到第一个字节从接收寄存器读走之前就开始接收第二个字节(如果第二个字节接收完毕，而第一个字节仍然没有被读走，那将会丢失掉一个字节)。串行口的发送和接收操作都是通过特殊功能寄存器中的数据缓冲寄存器SBUF进行的。在SBUF的内部，接收寄存器和发送寄存器在