基于GSM的遠(yuǎn)程車載防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著監(jiān)控范圍的不斷擴(kuò)大， 傳統(tǒng)的有線監(jiān)控報(bào)警已不能滿足用戶的需求。然而， 伴隨著GSM 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)已成為可能， 有望取代傳統(tǒng)的僅由單機(jī)控制的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。本文針對(duì)目前的需求設(shè)計(jì)了一套基于GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)。其基本思路是： 將單片機(jī)與SIM300 通信模塊通過(guò)串口連接， 實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與SIM300 之間的相互通信。

　　SIM300 模塊設(shè)有SIM 卡插槽， 可以實(shí)現(xiàn)與各種用戶相互通信的功能。系統(tǒng)接有震動(dòng)、紅外、聲音等類型傳感器，當(dāng)汽車發(fā)生警情時(shí)， 傳感器將警情信號(hào)傳送給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)判斷處理后，向用戶發(fā)送報(bào)警短信，或者是直接撥打報(bào)警電話。如果情況緊急，用戶可以直接發(fā)送短信密碼，由單片機(jī)控制繼電器切斷線路或者油路，使汽車停止運(yùn)行， 從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制， 有效保證汽車的安全。

　　1 硬件電路設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)的硬件部分包括單片機(jī)主控模塊、LCD 顯示、按鍵電路、電源電路、信號(hào)采集電路和控制電路， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。 

　　1.1 單片機(jī)控制電路

　　系統(tǒng)采用STC89C52 單片機(jī)，STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS 8 bit 微控制器， 具有8 KB 系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。該型單片機(jī)具有很高的性價(jià)比， 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表、通信設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。

　　1.2 GSM 模塊電路

　　本系統(tǒng)采用SIM300 模塊， 其中SIM300 的16 管腳接網(wǎng)絡(luò)指示燈（LED） , 用于指示SIM300 信號(hào)的強(qiáng)弱，17 管腳與單片機(jī)的P3.3 相連， 其工作時(shí)首先由單片機(jī)發(fā)送低電平信號(hào)， 使該模塊處于工作狀態(tài)，43 、41 、49 為串行通信接口， 分別與單片機(jī)的P3.0 、P3.1 、P3.2 相連。1 、3 、5 、7、9 管腳接4.2 V 電源。SIM300 與單片機(jī)是通過(guò)串口連接， 單片機(jī)控制系統(tǒng)可以發(fā)給SIM300 模塊AT 命令，從而控制其工作狀態(tài)。

　　1.3 鍵盤、顯示及外部存儲(chǔ)電路

　　本系統(tǒng)采用4 行3 列矩陣鍵盤， 其中行線與P1.0~P1.3 相連， 列線與P1.4 ~P1.6 相連， 列線經(jīng)10 kΩ 電阻接+5 V 電源拉高。共12 個(gè)按鍵， 分別設(shè)定為0~9 、* 、#等按鍵號(hào)碼。

　　本系統(tǒng)采用LCD12864 液晶顯示模塊， 該顯示模塊每屏可以顯示4 行漢子或者字符， 用于顯示提示信息和手機(jī)號(hào)碼等內(nèi)容。

　　本系統(tǒng)要求在使用過(guò)程中儲(chǔ)存用戶預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼， 因此必須有外部存儲(chǔ)器。在存儲(chǔ)信息不大的情況下采用AT24C02 即可。

　　1.4 傳感器及繼電器電路

　　本系統(tǒng)采用振動(dòng)傳感器、紅外傳感器、聲音傳感器相互配合使用， 有效避免了系統(tǒng)誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)等情況。

　　繼電器電路用于切斷油路或者電路， 控制汽車運(yùn)行狀態(tài)， 當(dāng)用戶用手機(jī)發(fā)送控制命令時(shí)， 單片機(jī)某一端口輸出為高電平信號(hào)， 即可控制繼電器。當(dāng)警情解除時(shí)， 只需發(fā)送解除命令即可恢復(fù)汽車的正常工作。

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　主程序流程圖如圖2 所示。 

　3 監(jiān)測(cè)報(bào)警流程

　　3.1 設(shè)置流程

　　用戶第一次使用時(shí)要設(shè)置手機(jī)號(hào)碼和短信中心號(hào)碼。開(kāi)啟電源， 按照液晶顯示的提示， 通過(guò)鍵盤進(jìn)行號(hào)碼預(yù)設(shè)， 需要設(shè)置本地短信中心號(hào)碼和個(gè)人控制號(hào)碼， 所設(shè)號(hào)碼存在外部存儲(chǔ)器中。預(yù)設(shè)程序結(jié)束后， 單片機(jī)向SIM300 發(fā)送AT 命令控制其向預(yù)設(shè)號(hào)碼發(fā)送驗(yàn)證短信"設(shè)置成功".若不是第一次使用，在提示輸入密碼后10 s 內(nèi)不進(jìn)行號(hào)碼的重新設(shè)置， 則自動(dòng)跳過(guò)設(shè)置號(hào)碼階段， 開(kāi)始正常監(jiān)測(cè)工作。設(shè)置流程如圖3 所示。 

　　3.2 監(jiān)測(cè)流程

　　在SIM300 工作狀態(tài)下， 若汽車有異常情況， 如車門被打開(kāi)、車窗被砸破， 產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)或聲音等只要觸發(fā)其中的一個(gè)傳感器， 使與傳感器相連的單片機(jī)管腳的電平發(fā)生變化（ 由低電平變成高電平）， 此變化作為信號(hào)， 經(jīng)單片機(jī)判斷后確認(rèn)是警情信號(hào)， 單片機(jī)將控制SIM300 發(fā)送短信給預(yù)設(shè)的個(gè)人監(jiān)控號(hào)碼， 例如： " 您的汽車出現(xiàn)緊急情況， 請(qǐng)及時(shí)查看" .監(jiān)測(cè)流程如圖4 所示。 

　　3.3 控制流程

　　確定SIM300 處于工作狀態(tài)時(shí)， 若遇到緊急情況， 如汽車被盜， 需要緊急關(guān)閉油箱閥門， 使汽車停下。編輯短信" 關(guān)閉" , 發(fā)送到與SIM300 連接的SIM 卡，SIM300 接收到短信后將信息存儲(chǔ)在SIM 卡中， 單片機(jī)發(fā)送命令讀取剛才收到的信息， 包括來(lái)信號(hào)碼、短信長(zhǎng)度、短信內(nèi)容等。單片機(jī)將其解析為PDU 碼， 判斷來(lái)信號(hào)碼是否是預(yù)設(shè)的用戶控制號(hào)碼。若不是， 則停止后續(xù)工作， 命令視為無(wú)效， 單片機(jī)向SIM300 發(fā)送命令刪除短信； 若是預(yù)設(shè)號(hào)碼， 則查看短信是否符合預(yù)設(shè)命令。若不符合， 停止后續(xù)工作并刪除短信； 若符合， 則執(zhí)行相應(yīng)命令， 即與繼電器相連的單片機(jī)管腳電平發(fā)生變化（ 由低電平變?yōu)楦唠娖剑?, 同時(shí)刪除短信（ 使SIM 卡中每次收到的短信都儲(chǔ)存在首條的位置， 方便下次讀?。?.輸出信號(hào)再經(jīng)信號(hào)放大器發(fā)大， 達(dá)到使繼電器正常工作的電壓， 切斷油箱供油開(kāi)關(guān)， 使汽車停止運(yùn)行?？刂屏鞒倘鐖D5 所示。 

　　經(jīng)過(guò)軟硬件的調(diào)試， 本系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都能很好地實(shí)現(xiàn)， 有效保證了汽車的安全。該系統(tǒng)將單片機(jī)與SIM300 功能模塊相結(jié)合， 充分利用了技術(shù)成熟的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)， 克服了普通監(jiān)控系統(tǒng)中的諸多局限性。該思想還可以用于家用電器、農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)等領(lǐng)域。本方案具有節(jié)約布線資源、控制范圍廣、通用性強(qiáng)、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)。