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基于GSM網絡的汽車防盜報警系統設計

2008-06-10
作者:樊振方,彭愛華,周 健,周金鵬

  摘 要: 介紹了一種利用西門子TC35短信模塊、基于GSM網絡的汽車防盜" title="汽車防盜">汽車防盜報警系統" title="報警系統">報警系統。本系統采取多種不同的探測手段并利用多種不同的報警策略,在軟件中對信號進行積分采樣,有效地解決了傳統報警器存在的各種問題。
  關鍵詞: 89C51 GSM TC35 信號采樣


  GSM(Global System for Mobile Communication)網絡是基于時分多址技術和頻分多址技術的通信網絡體系,屬于第二代通信技術(2G)。該技術成熟,覆蓋范圍廣。GSM短信息" title="短信息">短信息服務(Short Message Service)作為GSM網絡的一種基本業務,已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視。
  傳統的報警系統存在很多問題,如作用距離短、報警器產生的噪聲污染環境、誤報現象經常發生。這些問題給居民生活帶來了很大的困擾,某些居民區甚至因此禁止安裝汽車報警器。
  利用GSM網絡設計的汽車報警系統,附加了軟件智能化設計控制,很容易解決上述各種問題。
1 系統結構與原理
  系統結構如圖1所示。汽車報警器檢測到信號以后,通過軟件處理系統、GSM網絡將報警信號傳到用戶手機,實現了報警信號的長距離傳輸。


2 硬件設計
  系統的主要硬件結構如圖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生。控制信號" title="控制信號">控制信號通過P0.7輸出。單片機的串行接口通過電平轉換芯片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是西門子公司開發的高性能GSM模塊,在應用系統中很容易集成。其特點是:(1)頻段為雙頻GSM900MHz和GSM1800MHz(phase2/2+);(2)支持數據、語音、短消息" title="短消息">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節。振動傳感器可采用ND-1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控制器件,對振動有很高的檢測靈敏度,對周圍環境的聲音信號抑制并具有很強的抗干擾能力。其靈敏度通過電容可調。
2.3 控制電路
  當用戶收到報警信息后,如需采取措施,可以向TC35模塊撥號。單片機收到信號后,發出ATH指令將撥號掛斷,然后向P1.7口發出控制信號。控制信號通過運放放大后,繼電器將點火線切斷,從而保證汽車的安全。如要恢復,再向TC35撥號即可。
  繼電器的內阻很小,須用OC門驅動,驅動電路如圖3所示。


3 軟件設計
3.1 與SMS有關的AT指令
  GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規范。GSM07.07中定義的AT Command接口,提供了一種移動平臺與數據終端設備之間的通用接口;GSM07.05對短消息作了詳細的規定,在短消息模塊收到網絡發來的短消息時,能夠通過串口發送指示消息, 數據終端設備可以向GSM 模塊發送各種命令。與SMS有關的GSM AT指令如表l所示。


  本系統中用到的AT指令如下:
  發送:AT+CMGF=0//設置短消息發送格式(1-文本模式; 0-PDU模式)
  回答:OK
  發送:AT+CMGS=24//短信息長度,注意為十進制。
  回答:>
  發送:0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01//PDU數據包
  回答:+CMGS:[,]
3.2 PDU格式簡介
  目前, 發送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit)模式。使用Text模式收發短信代碼簡單, 容易實現,但最大的缺點是不能收發中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信, 也能發送英文短信。PDU模式收發短信可以使用三種編碼:7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符,8-bit編碼通常用于發送數據消息,UCS2編碼用于發送Unicode字符,編碼類型在PDU數據包中指定。
  下面舉例說明PDU格式的組成。例如要把“有人動車!”五個字發送到13808460649,則PDU數據為:
  0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01
  (1) 00表示省略短信中心號碼;
  (2) 01表示文件頭字節;
  (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,經過了位移處理;
  (7) 32表示協議標識TP-PID;
  (8) 08表示數據編碼方案TP-DCS,因為要發送UNICODE內碼,所以使用USC2(16bit)編碼;
  (9) 0A表示用戶數據長度TP-UDL(以8位碼為單位(octet));
  (10) 67094EBA52A88F66FF01表示用戶數據。
3.3 漢字編碼
  由于在GSM 標準中,中文編碼采用Unicode編碼,而不是目前國內常用的GB-2312編碼,所以只要將十進制的Unicode編碼轉化為十六進制即可,也可以由GB-2312編碼通過換算得來。例如“您好”二字的十進制Unicode碼分別為24744和22909,轉化為十六進制為60A8和597D。
3.4 報警策略
  為了區分情況的緊急程度,可以設置兩條短信。若單一檢測器檢測到信號則發送短信一;若兩個都檢測到信號則發送短信二。發出短信息以后,用戶只需撥號就可以切斷點火線。若網絡出現問題則向用戶手機撥號。
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行采樣,相當于對信號進行積分。如果4秒內80%(可根據實際情況調節)的信號有效,則說明有非法人員入侵,產生報警信號以后通過程序控制,以保證15分鐘之內不會產生第二次報警信號。
  程序的主循環如圖4所示。


  經實驗驗證,采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報警系統,不僅可以提高報警系統的通信可靠程度,而且通信距離基本不受限制,從而實現用戶對汽車的長距離實時監控。此外本系統還可對入侵的緊急程度進行區分,便于用戶根據情況采取措施,滿足了汽車用戶對汽車防盜的要求。本系統成本不高,易于推廣。通過在多種汽車上的實際應用,系統運行良好。
參考文獻
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2 李國華.基于SMS短消息的遠程測量系統設計[J]
3 潘 斌,郭紅霞.短信收發模塊TC35i的外圍電路設計[J]
4 AT Command Set Siemens Cellular Engines(Version:03.10)[S]
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