基本信息
- 项目名称：
- 基于GPS和GSM的新型汽车防盗系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本系统将GPS、GSM、远程监控、Zigbee技术运用到了汽车防盗，结合电子地图与手机实现了对汽车的实时监控和保护。应用物联网相关技术，在车辆内建立Zigbee无线传感网络，使用系统具有一定的智能性，能够在汽车被盗走、破坏以及防盗系统被部分破坏的情况下，将相关信息发送到车主预先设定的终端通信设备，从而提高了系统的安全性，有效解决了传统汽车防盗器功能单一、可靠性不高、容易遭到破坏等弱点。
- 详细介绍：
- 本系统以高速嵌入式微控制器为核心，通过处理器的数字端口对GPS模块、GSM模块和其他传感器操控，实现对汽车的实时监控保护。 系统由车载设备、接收设备和显示设备构成。车载设备以Zigbee无线局域网为核心，局域网各节点由一个Zigbee模块和一个GPS模块或GSM模块（或其它传感器）构成，各模块通过局域网通信，主要功能是监测车辆状况、采集车辆的位置信息并将信息发送给接收设备；接收设备采用嵌入式系统与GSM模块结合，并与显示设备连接，主要功能是发送用户命令、接受和处理远程端的数据、并将数据送给显示设备。显示设备为用户的计算机（笔记本、PDA等），主要功能是显示车辆的实时位置，并跟踪车辆行驶路径。 系统启动后，一旦监测到异常，车载设备通过GSM网络向用户定义的接收端或手机发送报警信号。用户通过接收端或手机下达命令，获取车辆的位置信息，借助电子地图，可以实现对被盗汽车的跟踪。 车辆内部的Zigbee无线网络，能够较好应对窃贼车载设备的攻击。各模块在物理连接上是独立的，可安装在车辆内任何位置；模块的数量是不确定的，由用户自定，模块间由Zigbee无线网络连接。各模块间能相互通信，当个别模块被破坏，其它模块能迅速响应，启动备用模块，并向用户发出信息；若被破坏的是局域网中的主节点，则其它节点可按照设定的优先级申明成为主节点，同时网络自动更改结构，维护系统正常运行。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品主要针对中小城市的个人汽车用户，设计一种安全可靠的卫星定位汽车防盗系统。 本系统由车载设备、接收设备和显示设备构成。车载设备以Zigbee无线局域网为核心，局域网各节点均由一个Zigbee模块和一个GPS模块或GSM模块（或其它传感器）构成，各模块通过局域网通信，主要功能是监测车辆状况、采集车辆的位置信息并将信息发送给接收设备；接收设备采用嵌入式系统与GSM模块结合，并与显示设备连接，主要功能是发送用户命令、接受和处理远程端的数据、并将数据送给显示设备。显示设备为用户的计算机（笔记本、PDA等），主要功能是显示车辆的实时位置，并跟踪车辆行驶路径。 创新点：①将GPS、GSM和Zigbee技术运用到了汽车防盗，结合电子地图，能够在汽车被盗走、破坏以及防盗系统被部分拆卸的情况下，将相关信息发送到车主预先设定的手机等通信设备，实现了对汽车的实时跟踪和监控。②应用Zigbee技术在车辆内部组建无线传感网络的方法使系统具有一定的智能性，能够较好的应对盗贼对系统的破坏，其安全性相对同类产品有很大提高，开创了物联网技术应用于汽车防盗的先例。 本系统涉及多项技术，其关键技术主要有：车辆信息集、GSM网络数据传输、ZigBee无线局域网的组建。 主要技术指标： 电源电压：3.3～5.0V 电流消耗：休眠状态3.5mA，空闲状态25mA，发射状态300mA(平均)，峰值2.5A 定位精准度: 小于10 meters at 2D 适用范围：GSM网络覆盖地区
科学性、先进性
- 与普通的GPS汽车防盗系统比较，本系统增加了冗余的GPS、GSM模块，提高了系统的可靠性。由于模块间采用无线自组网络技术，增加了防盗系统的隐秘性，降低了系统遭受彻底破坏的可能。 采用无线传感网络的方法的提高了系统的安全性，有效解决了传统汽车防盗器功能单一、可靠性不高、容易遭到破坏等弱点。 与现有的产品相比，其优点在于不依赖监控中心、无须中间商服务、在被窃贼破坏、防盗系统被部分拆卸的情况下也能对汽车进行跟了解，具有可靠性高、实用性强的特点。
获奖情况及鉴定结果
- 1、本作品发表相关科研论文三篇： 论文一：《基于GPS和GSM的新型汽车防盗系统》，2010年8月《电子设计工程》（中国科技核心期刊） 论文二：《基于TC35i GSM模块的SMS设计和应用》，2010年8月《现代电子技术》（中国科技核心期刊） 论文三：《基于J2ME技术的电子地图的设计》，《电脑编程技巧与维护杂志社》（中国核心期刊（遴选）） 2、本作品于2009年10月在“第二届全国大学生创新论坛”（南京东南大学）上进行了科研成果展示与交流，并发表学术报告一篇，《基于GPS和GSM的新型汽车防盗系统》研制报告，《第二届全国大学生创新论坛》论文集。 3、本作品于2010年8月在“第六届全国高等学校物理实验教学研讨会”（西安交通大学）上进行了科研成果交流，并获得“全国大学生科研论文评比三等奖” （论文一）。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 图片，样品，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用方便，用户只需要随身携带本系统的无线钥匙即可，自动设防解防，无须其它操作。 产品的主要优势有： ①本防盗系统具有GPS定位跟踪、短信告警、用户识别等功能，用户可实时了解车辆的状况。 ②与同类产品相比，本产品采用ZigBee技术，将整个系统分解成物理上独立的模块，分布在车辆内部，各模块间通过无线局域网通信。各模块的体积很小，数量也不确定，可安装在车辆内任意位置，提高了系统的隐蔽性，降低了系统遭受彻底破坏的可能。 ③使用方便，系统自动设防解防，用户只需携带无线开关，自动识别用户，不需其它操作。 ④低能耗。在大多数情况下，系统的多数模块是关闭的，只有ZigBee模块开启，而ZigBee模块的耗电量非常低，在使用专用电池的情况下，系统可以用使用1～2年不换电池。 ⑤没有第三方参与，最程度保护了用户隐私。 基于GPS和GSM的汽车防盗系统属于第三代网络式防盗系统，它代表着汽车防盗的发展方向，可广泛适用于个人用户，随着汽车数量增多，应用前景非常广阔。
同类课题研究水平概述
- 汽车防盗设备主要有机械式防盗器、电子式防盗系统和网络式防盗系统。它们之间各有优劣，但其发展趋势是向智能程度高的网络式方向发展。20世纪年60代以来，电子信息技术的飞速发展使电子信息技术、传感器技术、数据通讯技术和计算机处理技术等有效地应用于汽车防盗技术，促进了汽车防盗技术的高度智能化和功能多样化。国内已有部分高校、公司开发了相关的产品。从相关资料看[1]-[9]，存在易被破坏、易受干扰等缺陷。 目前在市场上所使用的汽车GPS防盗报警设备，它们必须加入GPS监控中心，监控中心通过电子地图，把经纬度转化为相应的地理位置，来确定被盗车辆的位置。防盗报警设备的车载部分，是把GPS-OEM接收到的GPS数据由GSM-OEM通过GSM网络（或3G-OEM通过3G网络或CDMA-OEM通过CDMA网络）传送到监控中心，然后监控中心来查看车辆所处的位置和判断车辆报警类型及车辆所需要的服务，监控中心通过核实后为车主提供相应服务。此类GPS防盗报警设备具有以下缺点： 1. 用户不仅要购买设备，还必须每月（或每年）向监控中心交纳服务费，加重了用户的经济负担。 2. 防盗器结构单一，各模块集中在一个黑匣子里，一旦被破坏将完全失去作用。 3. 监控中心知道用户的行踪，暴露了用户的个人隐私。 4. 由于监控中心地理位置的限制，不能满足广大用户的需要。 从建造监控中心的系统集成商来看，各个系统和设备之间没有一个行业标准，不能兼容，这也为用户选择系统集成商以达到更优质的服务造成了一些不必要的麻烦。 本作品正是在深入研究现有GPS汽车防盗产品的基础上，提出一种新的汽车防盗系统的设计方法，可有效解决现在产品的不足，为广大中小城市的用户提供一种安全可靠的解决方案。
