GSM汽車報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

姚 曼，王 銀

(西安文理學(xué)院，陜西 西安 710065)

汽車的防盜安全問題一直都是人們關(guān)注的話題，傳統(tǒng)的遙控防盜報(bào)警裝置聲音報(bào)警器，但是其報(bào)警距離短，在倡導(dǎo)綠色環(huán)保的今天容易產(chǎn)生噪聲污染，而基于GPS全球定位技術(shù)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)價(jià)格昂貴，普通市民望塵莫及。筆者所設(shè)計(jì)的基于GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警的汽車防盜報(bào)警器，具有成本低、安全性高、報(bào)警范圍大的特點(diǎn)。GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警是利用基于時(shí)分多址技術(shù)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)，通過自動(dòng)給車主手機(jī)發(fā)送短消息的手段實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，這樣就大大提高了汽車防盜報(bào)警器的安全可靠性。

1 系統(tǒng)原理

1.1 系統(tǒng)工作過程

該系統(tǒng)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將用戶手機(jī)作為監(jiān)控終端，AT89C52單片機(jī)作為監(jiān)控核心，系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)傳感器檢測模塊檢測到汽車有異常振動(dòng)時(shí)，立刻將數(shù)據(jù)送至單片機(jī)處理，單片機(jī)對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后向GSM模塊發(fā)送AT指令，控制其向用戶手機(jī)發(fā)送報(bào)警短消息，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警，切斷點(diǎn)火線圈及汽車油路。車主收到消息后，可以根據(jù)具體情況向汽車發(fā)送控制短消息，GSM模塊接收到消息后對(duì)其進(jìn)行分析解碼后控制繼電器執(zhí)行相應(yīng)的操作，如切斷汽車油門電路等，從而很好地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離汽車防盜功能。

1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

1)報(bào)警功能用戶將手機(jī)號(hào)碼存入報(bào)警主機(jī)后，當(dāng)車體受到碰撞振動(dòng)或有人非法進(jìn)入車內(nèi)等不安全情況發(fā)生時(shí)，車內(nèi)的單片機(jī)通過TC35i向車主手機(jī)發(fā)送短信息同時(shí)聲光報(bào)警器也開始報(bào)警。尤其在某些場合也可單獨(dú)選擇車主手機(jī)反饋報(bào)警功能，車內(nèi)聲光報(bào)警器不發(fā)聲，報(bào)警信號(hào)直接發(fā)送到司機(jī)的手機(jī)上，既迅速、隱蔽，又避免了報(bào)警聲大帶來的擾民現(xiàn)象。

2)遠(yuǎn)程操縱功能司機(jī)可通過手機(jī)來控制實(shí)現(xiàn)各種功能，如鎖死車門、切斷油門，用遙控器不能解鎖，只能通過手機(jī)設(shè)定警報(bào)解除。

3)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高利用GSM網(wǎng)絡(luò)將需發(fā)送的信息通過服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)給目的地址，具有抗干擾性強(qiáng)、保密性好、可靠性高等特點(diǎn)，及時(shí)方便地實(shí)現(xiàn)了汽車的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 系統(tǒng)硬件組成

汽車防盜報(bào)警器主要由傳感器檢測模塊、AT89C52單片機(jī)為核心的微機(jī)系統(tǒng)、GSM通信模塊TC35i、車主手機(jī)和報(bào)警電路組成，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作框圖

2.1 傳感器檢測電路

此裝置采用的是ND－1型高靈敏度振動(dòng)位移傳感器，它是一種集振動(dòng)和位移測量為一體的固態(tài)控制器件，將振動(dòng)體碳化后密封封裝，其振動(dòng)檢測靈敏度高，可通過設(shè)定靈敏度電阻調(diào)節(jié)，同時(shí)還具有很強(qiáng)的抗干擾能力，對(duì)聲音信號(hào)有明顯抑制作用，當(dāng)車輛受到外力作用而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)傳感器就會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集并輸入單片機(jī)控制繼電器開合來進(jìn)行報(bào)警、切斷發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路等。如圖2所示。

圖2 振動(dòng)傳感器檢測電路

同時(shí)，也可附加紅外傳感器來進(jìn)行人體入侵監(jiān)測，通過檢測車內(nèi)人體紅外線能量的變化，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)經(jīng)放大輸出來驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路。

2.2 單片機(jī)處理模塊

系統(tǒng)采用的是AT89C52系列單片機(jī)為核心，該單片機(jī)無論片內(nèi)RAM容量、I/O功能、系統(tǒng)擴(kuò)展能力、指令系統(tǒng)等都非常強(qiáng)，小巧靈活、可靠性高、使用方便。它內(nèi)帶8 kB的在線可重復(fù)編程的存儲(chǔ)器，256字節(jié)的RAM，主時(shí)鐘頻率為24 MHz，中斷響應(yīng)時(shí)間大大縮短，程序執(zhí)行速度有了很大提高。用其作為中央處理模塊，主要來完成傳感器所收集信號(hào)的分析處理、綜合判斷以及系統(tǒng)報(bào)警控制等功能。

2.3 GSM通信模塊

該部分使用的是西門子公司開發(fā)推出GSM通信模塊TC35i，它自帶RS232通訊接口，可快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音傳輸、短消息服務(wù)等，其集射頻電路和基帶于一體，可以給用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口，支持Text和PDU格式的短消息服務(wù)SMS，其獨(dú)特的ZIF連接器可實(shí)現(xiàn)信號(hào)及數(shù)據(jù)指令的雙向傳輸。主要是將數(shù)據(jù)作為短消息內(nèi)容發(fā)送來向車主進(jìn)行通信報(bào)警。

2.4 繼電器電路

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成，線圈兩端加上電壓產(chǎn)生的電磁力控制銜鐵吸向鐵芯，從而使常開觸點(diǎn)閉合，發(fā)出報(bào)警聲音;常閉觸點(diǎn)斷開，切斷汽車點(diǎn)火裝置等。當(dāng)收到復(fù)位信號(hào)后，線圈斷電，電磁吸力消失，銜鐵又恢復(fù)到原來的位置，線路斷開警報(bào)解除，汽車便可正常啟動(dòng)。圖2電路中K1即為小功率繼電器。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)流程

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)初始化、對(duì)報(bào)警信號(hào)的檢測以及單片機(jī)向GSM模塊發(fā)送AT指令以控制其完成與車主手機(jī)間的雙向通信，其主程序流程圖見圖3。

圖3 系統(tǒng)流程圖

當(dāng)單片機(jī)初始化后，就開始處于監(jiān)測傳感器檢測電路送來信號(hào)的狀態(tài)中，不斷對(duì)I/O口進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)經(jīng)過分析確認(rèn)為有效信號(hào)就開始啟動(dòng)發(fā)送報(bào)警短消息的程序，利用GSM模塊向車主進(jìn)行發(fā)送短消息報(bào)警，并進(jìn)行油路切斷，當(dāng)控制系統(tǒng)接收到用戶解鎖的短消息后才能解除警報(bào)進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)。如果一切正常，程序則處于循環(huán)預(yù)警等待中。

3.2 AT指令

GSM模塊與單片機(jī)之間的通信協(xié)議即為AT指令集，單片機(jī)利用AT指令控制MODEM向用戶撥號(hào)和收發(fā)短消息，每個(gè)指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。通常AT指令有三種調(diào)用形式，設(shè)置、讀取和查詢。設(shè)置調(diào)用形式一般為:AT+命令名+參數(shù)，如AT+CMGF=1用來設(shè)置所使用短消息為Text模式。讀取調(diào)用形式一般為:AT+命令名如輸入AT+CMGF?系統(tǒng)返回CMGF:0，就說明短消息為PDU模式。目前短消息模式一般有以上兩種，即TextMode和PDUMode，但 Text模式不支持中文輸入，為了系統(tǒng)的通用性，筆者選用PDUMode。查詢的調(diào)用形式一般為:AT+命令名=?如AT+CMGF=?返回AT+CMGF:(0，1)則表明當(dāng)前系統(tǒng)支持兩種模式的短信。

參考GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)，與 SMS有關(guān)的 GSMAT指令如表1所示:

表1 常用的AT指令集

系統(tǒng)初始化指令:命令為AT+CMGF=0，設(shè)置成功后返回 OK;命令 AT+CSCA =“8613602901000”用來設(shè)置當(dāng)前所使用的短消息中心號(hào)碼為13602901000，一般無需調(diào)用此命令，用默認(rèn)的即可;命令A(yù)T+CMGD=1，返回OK，目的是刪除手機(jī)中所存儲(chǔ)的短消息。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)采用AT89C52作為主控芯片，充分利用了GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合所學(xué)數(shù)字通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了汽車的狀態(tài)監(jiān)控、防盜報(bào)警、遠(yuǎn)程控制、車載電話等功能，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性及可靠性。該系統(tǒng)大大改善了現(xiàn)有汽車報(bào)警器的諸多缺點(diǎn)，具有報(bào)警范圍廣、可靠性高、價(jià)格低、使用擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，擁有很好的市場發(fā)展前景。

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