中心議題：

• 基於GPS和GSM的車輛自動跟蹤係統的原理與設計
• 係統工作原理

解決方案：

• 硬件係統的設計
• 利用單片機對GPS和GSM模塊的控製

• 采用串口通訊的方式

0 引言

隨著人們生活水平的提高，汽車已逐漸進入了普通家庭，隨著汽車數量的逐年增加

，汽車被盜、被(bei)搶(qiang)也(ye)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)較(jiao)為(wei)嚴(yan)重(zhong)的(de)社(she)會(hui)問(wen)題(ti)。在(zai)解(jie)決(jue)汽(qi)車(che)防(fang)盜(dao)問(wen)題(ti)上(shang)
，大(da)部(bu)分(fen)汽(qi)車(che)的(de)報(bao)警(jing)方(fang)式(shi)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)燈(deng)光(guang)閃(shan)爍(shuo)和(he)喇(la)叭(ba)鳴(ming)響(xiang)，這(zhe)種(zhong)防(fang)盜(dao)方(fang)式(shi)存(cun)在(zai)有(you)三(san)種(zhong)缺(que)陷(xian)，一(yi)是(shi)報(bao)警(jing)器(qi)容(rong)易(yi)被(bei)破(po)壞(huai)
，而(er)失(shi)去(qu)防(fang)盜(dao)功(gong)能(neng)；二是喇叭鳴響聲會造成周邊居民生活被嚴重幹擾；三是汽車被盜後

，外觀稍加改動，就很難追蹤。為了解決這些問題，本係統利用GPS定位係統實時跟蹤汽車位置，在被盜情況下可利用GSM短信模塊隨時向車主或公安部門發送汽車的GPS定位信息，加快破案速度。

1 係統工作原理及框圖

當車主離開車輛時
，即可啟動防盜係統，首先車主需設置手機號，以備接收車輛的定位信息

，此時，單片機控製GPS模塊
，不斷獲取GPS定位數據
，並對獲取的GPS數據進行分析，從而獲取包括車輛的經
、緯度以及速度等信息。係統通過車輛的速度或經、緯度的變化來判斷車輛是否被移動

，如果車輛被非法移動，單片機將控製GSM模塊將車輛的定位信息通過短消息
，以每間隔十分鍾時間發送到車主指定的手機中，同時，單片機將此信息存儲在EEPROM中
，以做將來的證據使用。車主第一時間知道車輛位置後

，即可通過GSM遠(yuan)程(cheng)網(wang)絡(luo)控(kong)製(zhi)防(fang)盜(dao)係(xi)統(tong)
，切(qie)斷(duan)車(che)輛(liang)的(de)點(dian)火(huo)電(dian)路(lu)，使(shi)車(che)輛(liang)熄(xi)火(huo)。同(tong)時(shi)，車(che)主(zhu)將(jiang)車(che)輛(liang)定(ding)位(wei)信(xin)息(xi)提(ti)供(gong)給(gei)警(jing)方(fang)，盡(jin)快(kuai)找(zhao)回(hui)自(zi)己(ji)的(de)車(che)輛(liang)。係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)框(kuang)圖(tu)見(jian)圖(tu)1。
2 硬件係統設計

2．1 單片機控製核心

采用宏晶科技公司的單時鍾機器周期的單片機STC12C5A60S2，它是高速、低功耗

、超抗幹擾的新一代51係列單片機，指令代碼完全兼容傳統的8051，但速度快8～12倍
，具有60kB在係統可編程Flash存儲器
，其具有兩個獨立的采用UART工作方式的全雙工串行通信接口
，可方便地實現單片機同時與GPS和GSM進行數據通信。

2．2 GPS數據采集部分

GPS模塊采用瑞±u-blox公司的NEO-5Q主芯片
，該芯片采用u-blox最新的KickStart微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)攫(jue)取(qu)技(ji)術(shu)，能(neng)確(que)保(bao)采(cai)用(yong)此(ci)模(mo)組(zu)的(de)設(she)備(bei)在(zai)任(ren)何(he)可(ke)接(jie)收(shou)到(dao)信(xin)號(hao)的(de)位(wei)置(zhi)及(ji)任(ren)何(he)天(tian)線(xian)尺(chi)寸(cun)都(dou)能(neng)夠(gou)有(you)最(zui)佳(jia)的(de)初(chu)始(shi)定(ding)位(wei)性(xing)能(neng)並(bing)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)定(ding)位(wei)，且(qie)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian)，體(ti)積(ji)小(xiao)，功(gong)能(neng)強(qiang)等(deng)優(you)點(dian)。

單片機與GPS模塊的連接如圖2所示，采用了串口通訊的方式，模塊在上電後，會實時接收GPS數據包

，數據包的類型有：GPCSV：可見衛星信息
；GPGLL：地理定位信息；GPRMC：推薦最小定位信息；GPVTG：地麵速度信息；GPGGA：GPS定位信息；GPGSA：當前衛星信息等。設計中，隻對GPPMC型數據包進行解析
，數據包的內容為：$GPRMC
，<1>
，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>
，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，<12>*hh
[page]
<1>UTC時間，hhmmss(時分秒)格式

<2>定位狀態，A=有效定位，V=無效定位

<3>緯度ddmm．mmmm(度分)格式(前麵的0也將被傳輸)

<4>緯度半球N(北半球)或S(南半球)

<5>經度dddmm．mmmm(度分)格式(前麵的0也將被傳輸)

<6>經度半球E(東經)或W(西經)

<7>地麵速率(000．0～999．9節，前麵的0也將被傳輸)

<8>地麵航向(000．0～359．9度
，以正北為參考基準
，前麵的0也將被傳輸)

<9>UTC日期，ddmmyy(日月年)格式

<10>磁偏角(000．0～180．0度，前麵的0也將被傳輸)

磁偏角方向，E(東)或W(西)

<12>模式指示(僅NMEA0183 3．00版本輸出，A=自主定位
，D=差分，E=估算，N=數據無效)

2．3 GSM模塊部分

GSM模塊采用德國西門子公司的TC35I，可以實現單片機控製GSM模塊接收和發短信等功能。單片機通過向GSM模塊發送AT指令，控製GSM運行。發送短消息用到的AT指令有：

AT：握手命令

AT+CMGF=1：設置短信方式為文本方式
；

AT+CSCS=GSM：設置為GSM字符集
；

AT+CSMP=17．67．0．0：設置編碼類型和字符集；

模塊與單片機的連接如圖2所示，采用了串口通訊的方式，當需要發送短消息時，就按順序給模塊發送AT指令和數據，將信息發送給車主。

2．4 人機接口和存儲部分

人機接口包括矩陣鍵盤和液晶顯示部分，主要用於實現預置的手機號碼的輸入、顯示和防盜功能的開啟與關閉功能。存儲器采用HC總線的EEPROM AT24C08，其為非易失性存儲器，存儲的數據可保存100年以上，並可進行上萬次擦寫。單片機將GPS上接收來的數據進行解析後，所獲得的車輛所處的經、緯度，速度等信息保存在該存儲器中，為以後做為公安機關的證據依據。

3 係統軟件設計

自動跟蹤係統軟件由界麵程序

、信號處理程序和控製信號輸出程序等三部分組成。信號處理程序實現了單片機對GPS信號的采集、解析等以及通過GSM網絡向用戶發送車輛定位信息等
，是軟件程序的重點
；界麵程序主要完成手機號設置
、鍵盤處理、液晶顯示等，實現了與用戶良好的溝通

；控製信號程序實現對GSM信號的接收與分析
，完成對車輛的點火開關的控製；其軟件總框圖如圖3所示。
4 結束語

本係統利用單片機對GPS和GSM模塊的控製，實現了車輛防盜係統的設計。實驗模擬，當車輛被盜時，係統的工作可不受惡劣環境影響，接收、發送信息準確、實時。