參考]基于gsm全球移動通信系統模塊的車載蓄電池報警系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 信號調理電路設計 、數模轉換電路 設計 、單片機控制電路 設計 、 GSM 短信報警電路 設計、液晶 顯示電路設計 。 本設計中選用明基公司的 M22 模塊來實現遠程報警；信號處理采用運算放大器和A/D 轉換器件實現電池電量的估算；單片機控制電路完成對輸入信號的處理并經過串口與GSM 模塊通信， 通過發送 AT 指令控制明基 M22 模塊 給用戶發送短信實現智能報警。 在 對設計方案的不斷改進和對 硬件 電路的調試 之后 ， 完成了系統設計和功能實現，基本達到期望設定值。電量估算電路和調理電路以十二位 A/D 轉換芯片為核心，能準確的采集蓄電池 開路電壓并送到單片機主控單元，采集到的信號在液晶屏上顯示出轉換好的蓄電池 SOC 值，到顯示屏上顯示的電量值 小于 50%時會自動給指定手機號碼發送報警短信。 本系統的設計是在特定汽車環境上設計而成的，以汽車實際工作情況作為依據設計，可是由于汽車環境的復雜性和嚴密性無法實際滿足汽車蓄電池運行的復雜可變條件，本文旨在 基本完成了對蓄電池電量估算并實現短信報警功能。通過實物的巖石 探討此 設計 理念的可行性 ，為以后深入的研究提出方案和思路。 關鍵詞 ： 電量估算 ， GSM 模塊 M22， 單片機 武漢理工大學畢業設計（論文） II Abstract With the development of science and technology, as well as people39。s living standards improve, now, of the fort and safety of a car put forward higher requirements. This project concept is the source of life to live. Believe many owners have experienced it when the car won39。t start, many cases are caused due to insufficient battery power. In today39。s automotive industry matures, there are few dedicated to car battery and alarm system does. This is what I am concerned about the direction this design uses GSM module for a battery capacity alarm system through wireless munications technology at home and abroad and the methods of estimation of SOC of battery development and research, proposed the programme of implementation of system design. Module through the demonstration of different options and calculations, determine the module circuit design and software control methods. After reviewing relevant information , based on the thesis, the battery power estimation circuit design, signal conditioning circuit design, digital to analog conversion circuit design, MCU control circuit design , GSM SMS alarm circuits , liquid crystal display circuit design. Selection of the design of the BenQ M22 module to achieve remote alarm 。 signal processing using operational amplifiers and A / D conversion device to achieve the batter y estimate 。 MCU control circuit to plete the processing of the input signal and municate through the serial port and GSM module , by sending BenQ M22 module AT mand control to the user to send text messages to achieve intelligent alarm . In the continuous improvement of the design and after debugging the hardware circuit, plete system design and implementation, essential to achieve desired set value. Estimation of power and conditioning circuit with 12bit a/d converter chip at its core, can accurately capture the battery open circuit voltage and sent to the MCU control unit, collected signals convert better on the LCD the battery SOC values, to the power value is shown on the display is less than 50% will automatically send alarm SMS to specified phone numbers. Design of this system is designed on the specific automotive environments, for cars actually work as a basis for design, but due to the plexity and rigour of automotive environments able to run plex variable actually satisfy the car battery condition, this article is intended to plete the estimation and realization of SMS alarm function on battery power. Physical rock exploring the feasibility of this design concept, indepth research proposals and ideas for the future. Key words: power estimation, M22 GSM module, microcontroller 武漢理工大學畢業設計（論文） 1 1 緒論 選題背景 汽車的發明改變了人類發展的歷史進程，促進了國民經濟發展，給人們的生活帶來了諸多便利，汽車已經成為人們生活中不可或缺的一部分。自 1886 年第一臺汽車問世以后，汽車行業經歷的蓬勃發展，從少數人的奢侈品到大多數人的消費品，汽車行業拉動了整個世界經濟快速發展，特別是九十年代中后期以來信息高速公路的貫通，有力的促進了世界汽車產業的全球化發展。國際互聯網的廣泛使用使得信息傳遞的方式更 為多樣化，提高了信息傳遞的速度和內容，使汽車產業發生了翻天覆地的變化，大大促進了汽車設計的創新與發展。隨著科技的發展和人們生活水平的不斷提高，現在的人們對汽車的舒適性和安全性提出了更高的要求。各大汽車公司都推出了自己的智能化汽車，中國在無人汽車駕駛技術上也取得了很大的進步。與此同時各種基于汽車舒適和智能設計都獲得了巨大的成功。本課題的理念就是來源生活應用于生活。 相信眾多有車一族都遇到過這種情況，當你因為趕時間下車時忘記關上 車前大燈、車內照明系統或車載 DVD 時，當你回來 時卻 汽車打不著火 了 ，這是很尷尬的時刻，因 為這時你只能選擇拖車或者找好心人幫你推車借此給電池充電。又或者由于汽車長時間停在車庫，汽車電池會緩慢的放電，等你來時可能電池的電量已經不足以達到汽車的點火電壓，嚴重可能導致汽車電瓶的損壞，只能花大價錢更換電池。這只是生活中一點點的忽視，卻會帶來很大的不便和麻煩。在汽車行業趨于成熟的今天，致力于車載電池報警系統的確寥寥無幾。這個正式我關注的方向。但汽車這一移動的物體無法用上傳統的線路或者是電纜報警系統。 車載電池對汽車的正常使用有著極其重要的作用，不僅僅是點火系統，在信息噴張的現在：像車載導航，車載視頻電視，報 警系統都會受影響，汽車行業趨于日益趨于成熟，但是注意到致力于車載電池報警系統的確寥寥無幾。這個正是我關注的方向。通過 GSM 模塊無線通訊功能這一優勢，即便是在高速運動中的汽車也可以得到很好的利用。 GSM 技術在汽車智能化中的應用 當前，單片機和 PC 機通過串行接口構成的多微機系統己經廣泛應用于工業控制、環境監測等場合，這些系統大多采用是有線 modem 的通信方式，雖然很經濟適用，但是有線數據傳輸方式很大程度上限制了其使用的場合，使得在偏遠的山區和架設通信線路比較困難的地區無法應用。針對這種情況，國內外的很 多開發者在傳統的單片機系統中利用支持語音、短消息 (SMS)、數據通信、傳真等業務的 GSM 引擎模塊，結合有的單片機系統通過 RS 一 232 接口連接 GSM 模塊，從而利用 GSM 網絡實現數據的無線傳輸。 GSM 是（ Global System For Mobile Communications）的縮寫。由 歐洲電信標準組織 ETSI 制訂的一個數字 移動通信 標準。自 90 年代中期投入商用以來，被全球超武漢理工大學畢業設計（論文） 2 過 100 個國家采用。 GSM 標準的設備占據當前全球蜂窩移動 通信設備 市場 80%以上，是當前應用最為廣泛的 移動電話 標準。全球超過 200 個國家和地區超過 10 億人正在使用 GSM 電話。 GSM 較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語 音信道都是數字式的，因此 GSM 被看作是第二代 (2G)移動電話系統。這說明數字通訊從很早就已經構建到系統中。 GSM 是一個當前由 3GPP 開發的開放標準。 早期的 GSM 模塊主要是供手機廠使用，手機廠直接購買模塊，配上外圍的器件就可以生產一部手機。 GSM 模塊解決了手機設計中復雜的射頻發送和基帶處理問題，并提供了標準的通信接口，廠商不用再從底層的芯片級開始進行手機的設計，縮短了設計周期。 5年前，國內的手機廠家幾乎 都是購買國外的成品 GSM 模塊進行二次開發生產手機的，近幾年，隨著國內手機設計公司的逐漸成熟，手機廠家才擺脫對 GSM 模塊的依賴，轉為直接從芯片級入手生產手機。 GSM 模塊是繼 GSM 手機外又一種非常重要的 GSM 移動通信系統的終端設備。 GSM 模塊在短信息方面的應用最具優勢，具有永遠在線、不需撥號、價格便宜、覆蓋范圍廣等特點，特別適用于需頻繁傳送小流量數據的應用，實現無線數據的雙向傳送、無線遠程檢測和控制等。 目前， GSM 模塊依然在廣泛的工業應用領域使用，在各行各業都能看到 GSM 模塊應用的產品。例如，在車載監控領域， 使用 GSM 模塊將車輛行駛的 GPS 數據傳輸回車輛管理中心；在電力、水務系統，通過 GSM 模塊實現了遠程智能抄表，可以實時監控用戶的用電和用水量；在測繪行業，為很多偏僻的測繪點安裝了 GSM 模塊實現了實時的監控，不必再人工收集數據；在家庭生活中，可以安裝無線報警系統，一旦發生火情或盜竊行為，可以立即通知戶主和報警；在國外，很多老人小孩帶了個人跟蹤器，防止老人和小孩走失或意外發生，里面也是集成了 GSM 模塊 [3]。可以說，隨著 GSM 的網絡建設的完善， GSM模塊的應用范圍也越來越廣。 本選題 —基于 GSM車載蓄電池報警系統 實際上就是一個基于 GSM網絡應用的遠程監控系統，通過這道題的實際設計及測試，可以讓參與者深入了解 GSM 具體硬件設備的工作原理，以及使用 GSM 技術實現遠程監控的可行性。 車載蓄電池 SOC 技術發展 隨著電池能源的廣泛應用，對電池運行狀態的管理變得越來越重要。所謂電池管理，就是對電池組、電池單元運行狀態進行動態監控，精確測量電池的剩余容量 SOC(state on charge) ，同時對電池進行充放電保護，并使電池處于最佳工作狀態，充分發揮電池的功能。電池管理系統就是實現該功能要求的管理系統。由于電池工作 方式的特殊性，電池的管理特別是電池剩余電量狀態 SOC 的測定十分困難 [4]。 本課題的著重點是基于 GSM 模塊進行遠程監控，實現功能是傳統汽車蓄電池電量報警，目的是使司機能及時發現汽車電量不足，避免造成打不著火或者電瓶損壞造成的不必要的損失。所以系統還需要解決的問題就是如果檢測電池電量 SOC 并且轉