基于GPS和GSM的跟踪器设计毕业设计论文.docx
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基于GPS和GSM的跟踪器设计毕业设计论文
机动车辆跟踪防盗系统设计
前言
当今科技飞速发展,电子通信技术取得了日新月异地变化。
各种通信网络的出现以及应用给人类带来了方便,数字化地概念开始深入人心。
在此时期一些相应地高新科技应用产业应运而生。
比如有线电话通信技术使得人们的距离拉近了;Internet网络带动了很多PC智能远程控制,以及人机远程控制地发展;GSM无线蜂窝通信技术地完善使得远程监控地概念无处不在。
GPS定位技术在军事领域的应用人们已经知晓,并且经年来GPS技术逐渐走向了商业化、免费化,这给人们随时了解自己爱车精确定位信息带来了很大的方便。
所以GSM与GPS的结合很完美的满足了人们的需求。
摘要
21世纪是信息化的世纪,许多移动通信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步,进而许多数字化远程控制系统应运而生。
近年来,随着社会的进步,以及人们物质生活和精神生活质量的不断提高,机动车辆已开始普及普通家庭,随之而来的车辆安全性问题也成为人们十分关注的问题。
人们越来越希望能即时、准确的、随时的知道自己爱车以及某些人或物的重要信息,如地理位置、移动目标的速度和方向等等,因此,能实现这种愿望的高科技产品,就越来越受到人们的关注和喜爱。
GPS就是这样一种能实现高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、价格可接受的高科技定位产品。
而GSM除了能够提供人们熟悉的语音信息以外,它还能在GPS和使用者之间,通过数据业务和短消息业务,很好的传递控制和定位信息,为GPS这种高科技定位产品,在民间廉价的应用奠定坚实的基础。
因此,GPS和GSM这两个当今热门技术结合的产物,将最大程度的满足人们对移动目标的跟踪需求。
关键词:
GSM远程控制、单片机、GPS定位、跟踪仪、车辆防盗
Abstract
The21stcenturyisthecentury,manyoftheinformatizationofmobilecommunicationandInternettechnologypromotedthegreatprogressofhumancivilization,andmanydigitalremotecontrolsystem.Inrecentyears,alongwiththeprogressofthesociety,aswellaspeoplematerialandspirituallifequalityriseceaselessly,themotorvehiclehasstartedtopopularizehouseholds,vehiclesafetyproblemhasbecomethefocusofattentionpeople.Moreandmorepeoplehopecanreal-timeandaccurate,andthecarhimselfatthatsomepeopleorthingsimportantinformation,suchaslocation,movingtargetsspeedanddirectionand,therefore,canrealizethedesireofhigh-techproducts,andmoreandmoreattention.GPSissuchacanachievehighprecision,all-weather,highefficiency,muti_function,theoperationissimple,priceacceptablehigh-techpositioningproducts.ButinadditiontoprovidepeoplewiththeGSMspeechinformation,itcanalsoinGPSandusers,throughthedatabetweenbusinessandshortmessageservice,goodrelaycontrolandpositioninginformationfortheGPSpositioning,thiskindofhigh-techproducts,theapplicationinfolkcheapsolidfoundation.Therefore,GPSandGSMtwocurrentpopulartechnologycombiningproduct,willmeetpeoplemovingtargettrackingondemand.
Keywords:
GSMremotecontrol,SCM,GPS,tracker,vehicletheft
第一章相关背景
1.1GPS概述
GPS导航系统 由24颗覆盖全球上空的卫星组成,它们均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角55度,各个轨道平面之间夹角为60度,同一轨道平面上的卫星之间的升交角距相差90度,任意轨道平面上的卫星比西边相邻平面轨道上的相应卫星超前30度。
空间部分总投资200亿美元,它的实施分成三个阶段:
第一阶段:
1974~1978年为方案论证阶段,在美国加利福尼亚的范登堡空军基地,采用AtlasF火箭,从1978年2月22日发射第一颗GPS试验卫星起,到1985年10月9日发射完最后一颗卫星,共发射了11颗代号为BLOCK的GPS试验卫星在轨道上,运行轨道呈椭圆形,长半轴为26560km,倾角为64度,轨道高度约20000km。
目前仍有4颗卫星在工作。
第二阶段:
1979~1987年为系统论证阶段。
第三阶段:
1988~1993年为生产实验阶段。
自1989年初开始,在美国佛罗里达州肯尼迪空间中心的卡纳维拉尔角基地,采用Delta火箭,发射了代号为BLOCKⅡR型的第三代GPS试验卫星,组成了GPS的卫星星座。
它是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,称为(21+3)GPS星座。
卫星轨道面有6个,长半轴为26609km,偏心率为0.01,倾角为55度,轨道高度约20200km,运行周期为11小时58分钟(恒星时12小时),载波频率为1575.42MHz和1227.60MHz,卫星能覆盖地面面积38%,通过天顶时可见时间为5小时。
在地球表面上的任何时间和地点,在高度角15度以上,平均可同时观测到6颗以上卫星。
由于卫星对地面的距离和波束覆盖面积基本不变,因此在覆盖区域内,接收机接收到的信号近似相等,这非常有利于定位精度的提高。
GPS卫星是由洛克菲尔国际公司空间部研制的,卫星重774kg,使用寿命为7年。
卫星采用蜂窝结构,主体呈柱形,直径为1.5m。
两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板,全长5.33m接受日光面积为7.2平方米。
对日定向系统控制两翼电池帆板旋转,使板面始终对准太阳,为卫星不断提供电力,并给三组镉镍电池充电,以保证卫星在地球阴影部分能正常工作。
在星体底部装有多波束定向天线,能发射张角大约为30度的两个L波段的信号。
在星体的两端面上装有全向遥测遥控天线,用于与地面监控网的通信。
此外卫星还装有姿态控制系统和轨道控制系统,以便使卫星保持在适当的高度和角度,准确对准卫星的可见地面。
GPS卫星的作用主要有三点:
1.用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号。
2.在卫星飞越注入站上空时,接收由地面注入站用S波段(10cm波段)发送到卫星的导航电文和其他有关信息,并通过GPS信号电路,适时的发送给用户。
3.接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时地改正运行偏差或者起用备用时钟等。
GPS接收机(用户部分)
由于近十几年来,世界各国的企业公司和科研单位竞相开发出各种类型的接收机,因此GPS接收机的分类形式很多。
常规分为两种:
导航型和测地型。
导航型接收机结构简单,体积小,价格便宜,采用C/A码伪距接收技术,定位精度一般可达100~20m,最高可达3~1m。
若采用P码接收技术,达到的精度将更高。
普通C/A码伪距接收机的价格大约在2~3千左右。
测地型接收机结构复杂、精度高,它采用双频伪距和载波相位接收技术,测量基线的精度和高度都比导航型接收机高许多数量级。
双频接收机可达5mm+1ppm?
D,单频接收机可达10mm+2ppm?
D,若用差分定位其精度可达亚米及厘米级。
目前,GPS接收机的体积是越来越小,重量越来越轻,价格越来越低。
1.2GSM概述
我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准,此前一直是采用蜂窝模拟移动技术,即第一代GSM技术(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。
GSM(全球移动通信系统)是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。
GSM使用的是时分多址的变体,并且它是目前三种数字无线电话技术(TDMA、GSM和CDMA)中使用最为广泛的一种。
GSM将资料数字化,并将数据进行压缩,然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去,另外的两个用户数据流都有各自的时隙。
GSM实际上是欧洲的无线电话标准,据GSMMoU联合委员会报道,GSM在全球有15亿的用户,并且用户遍布140多个国家。
因为许多GSM网络操作员与其他国外操作员有漫游协议,因此当用户到其他国家之后,仍
可以继续使用他们的移动电话。
美国著名通信公司Sprint的一个辅助部门,美国个人通信正在使用GSM作为一种宽带个人通信服务的技术。
这种个人通信服务将最终为爱立信、摩托罗拉以及诺基亚现在正在生产的手持机建立400多个基站。
手持机包括电话、短信寻呼机和对讲机。
GSM及其他技术是无线移动通信的演进,无线移动通信包括高速电路交换数据、通用无线分组系统、基于GSM网络的数据增强型移动通信技术以及通用移动通信服务。
1.3总述
GSM网络的不断发展使我们生活交往拉近了距离。
GPS定位系统的不断完善以及不断解禁,使我们知道了我们的精确地立足点。
于是两者的结合形成了一套系统让我们实现了传说中的“千里眼、顺风耳”概念。
今年来该系统广泛应用于航海、航空、陆地交通、地质勘探等行业。
为了进一步了解给系统,本课题基于GSM、GPS技术结合单片机总控管理来实现远程跟踪的目的。
第二章方案论证
2.1设计要求
设计一款大众实用性机动车辆远程跟踪防盗仪。
2.2实现方案
该研究课题的目的,实现通过普通手机随时随地监控远程跟踪设备的精确经纬度、运动速度、标准时间、监听该设备的现场情况以及实现相应的远程报警远程控制等功能。
定位数据的检测采用高性能SRIF3GPS模块实时接受GPS定位卫星数据以及相应的处理计算,数据远程传输采用SIM300D小型GSM模块;该模块随时等待远程终端的指令并及时将定位信息发送给控制终端。
GPS、GSM模块的驱动以及相应数据的处理识别由单片机总控。
该设计方案硬件简洁、造价低廉、使用方便适合大众使用。
第三章系统设计
3.1硬件设计
3.1.1系统构架
图1主机框架图
该系统主要有电源部分、MCU单片机控制部分、GPS定位数据实时采集部分、GSM数据传输部分、外部信号检测部分、振铃提示以及对外控制部分组成。
3.1.2系统电源电路设计
图2电源管理电路
该设备采用12V供电,经LM7805降压,将电压稳到5V从而供单片机、定位模块的部分供电;5V电压再经过二极管1N4007,由于二极管导通会有0.7V的压降,于是可以得到4.3V的电压,由于GSM模块的电压使用范围是3.4-4.5V,所以4.3V可以是GSM模块稳定工作。
电路中C1、C2、C3、C
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