基于GSM網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

GSM(G10bal System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)是基于時分多址技術(shù)和頻分多址技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)體系，屬于第二代通信技術(shù)(2G)。該技術(shù)成熟，覆蓋范圍廣。GSM短信息服務(wù)(sholt Message Service)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。

傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)存在很多問題，如作用距離短、報警器產(chǎn)生的噪聲污染環(huán)境、誤報現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。這些問題給居民生活帶來了很大的困擾，某些居民區(qū)甚至因此禁止安裝汽車報警器。

利用GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的汽車報警系統(tǒng)，附加了軟件智能化設(shè)計控制，很容易解決上述各種問題。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。汽車報警器檢測到信號以后，通過軟件處理系統(tǒng)、GSM網(wǎng)絡(luò)將報警信號傳到用戶手機(jī)。實現(xiàn)了報警信號的長距離傳輸。

2 硬件設(shè)計

系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。探測信號通過P0.0和P0.1輸入，不采用中斷方式是為了防止誤報警的產(chǎn)生?？刂菩盘柾ㄟ^P0.7輸出。單片機(jī)的串行接口通過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX202與TC35的串口相連。由于是異步串行通信，可采用無流控制方式，連接接口J1的2、3、5即可。

2.1 TC35模塊簡介

TC35是西門子公司開發(fā)的高性能GSM模塊，在應(yīng)用系統(tǒng)中很容易集成。其特點是：(1)頻段為雙頻GSMg00MHz和GSMl800MHz(phase2/2+);(2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真;(3)電源范圍寬;(4)具有RS232接口和語音接口。

2.2 傳感器

傳感器可利用熱釋電紅外傳感器或振動傳感器。熱釋電紅外傳感器通過檢測人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號，作用角度為110°。可使用BISS001型紅外成品組件，作用距離通過菲聶爾透鏡調(diào)節(jié)。振動傳感器可采用ND-l型高靈敏振動位移傳感器。它是一種集振動和位移測量于一身的全方位固態(tài)控制器件，對振動有很 高的檢測靈敏度，對周圍環(huán)境的聲音信號抑制并具有很 強(qiáng)的抗干擾能力。其靈敏度通過電容可調(diào)。

2.3 控制電路

當(dāng)用戶收到報警信息后，如需采取措施，可以向TC35模塊撥號。單片機(jī)收到信號后，發(fā)出ATH指令將撥號掛斷，然后向P1.7口發(fā)出控制信號。控制信號通過運(yùn)放放大后，繼電器將點火線切斷，從而保證汽車的安全。如要恢復(fù)，再向TC35撥號即可。 繼電器的內(nèi)阻很小，須用OC門驅(qū)動，驅(qū)動電路如圖3所示。

3 軟件設(shè)計

3.1 與SMS有關(guān)的AT指令

GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。GSM07.07中定義的AT Command接口，提供了一種移動平臺與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之問的通用接口;GSM07.05對短消息作了詳細(xì)的規(guī)定，在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時，能夠通過串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向GSM模塊發(fā)送各種命令。與SMS有關(guān)的GSM AT指令如表1所示。

本系統(tǒng)中用到的AT指令如下：

發(fā)送：AT+CMGF=0 //設(shè)置短消息發(fā)送格式

回答：OK

發(fā)送：AT+CMGS=24 //短信息長度，注意為十進(jìn)制。

回答：>

發(fā)送：0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01 //PDU數(shù)據(jù)包

回答：+CMGS：[，]

3.2 PDU格式簡介

目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Prutoeol Data Unit)模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，容易實現(xiàn)，但最大的缺點是不能收發(fā)中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。PDU模式收發(fā)短信可以使用三種編碼：7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符，編碼類型在PDU數(shù)據(jù)包中指定。

下面舉例說明PDU格式的組成。例如要把“有人動車!”五個字發(fā)送到13808460649，則PDU數(shù)據(jù)為：

0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01

(1)00表示省略短信中心號碼;

(2)01表示文件頭字節(jié);

(3)03表示信息類型(TP-Message-Reference);

(4)0D表示被叫號碼長度;

(5)91表示被叫號碼類型;

(6)683108480646F9表示被叫號碼，經(jīng)過了位移處理;

(7)32表示協(xié)議標(biāo)識TP-PID;

(8)08表示數(shù)據(jù)編碼方案TP-DCS，因為要發(fā)送U-NICODE內(nèi)碼，所以使用USC2(16bit)編碼;

(9)0A表示用戶數(shù)據(jù)長度TP-UDL(以8位碼為單位(octet));

(10)67094EBA52A88F66FF01表示用戶數(shù)據(jù)。

3.3 漢字編碼

由于在GSM標(biāo)準(zhǔn)中，中文編碼采用Unicode編碼，而不是目前國內(nèi)常用的GB-2312編碼，所以只要將十進(jìn)制的Unicode編碼轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制即可，也可以由GB-2312編碼通過換算得來。例如“您好”二字的十進(jìn)制Unicode碼分別為24744和22909，轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制為60A8和597D。

3.4 報警策略

為了區(qū)分情況的緊急程度，可以設(shè)置兩條短信。若單一檢測器檢測到信號則發(fā)送短信一;若兩個都檢測到信號則發(fā)送短信二。發(fā)出短信息以后，用戶只需撥號就可以切斷點火線。若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題則向用戶手機(jī)撥號。

3.5 軟件流程

在主程序中，89C51利用巧妙的算法對紅外信號和震動信號進(jìn)行采樣，相當(dāng)于對信號進(jìn)行積分。如果4秒內(nèi)80%(可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié))的信號有效，則說明有非法人員入侵，產(chǎn)生報警信號以后通過程序控制，以保證15分鐘之內(nèi)不會產(chǎn)生第二次報警信號。

程序的主循環(huán)如圖4所示。

經(jīng)實驗驗證，采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報警系統(tǒng)，不僅可以提高報警系統(tǒng)的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實現(xiàn)用戶對汽車的長距離實時監(jiān)控。此外本系統(tǒng)還可對入侵的緊急程度進(jìn)行區(qū)分，便于用戶根據(jù)情況采取措施，滿足了汽車用戶對汽車防盜的要求。本系統(tǒng)成本不高，易于推廣。通過在多種汽車上的實際應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行良好。