基于 GSM 网络的汽车防盗报警系统设计
GSM(Global System for Mobile Communication)网络是基于时分多址技术和频分多址技术的通信网
络体系,属于第二代通信技术(2G)。该技术成熟,覆盖范围广。GSM 短信息服务(Short Message Service)
作为 GSM 网络的一种基本业务,已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。
传统的报警系统存在很多问题,如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境、误报现象经常发生。这
些问题给居民生活带来了很大的困扰,某些居民区甚至因此禁止安装汽车报警器。
利用 GSM 网络设计的汽车报警系统,附加了软件智能化设计控制,很容易解决上述各种问题。
1 系统结构与原理
系统结构如图 1 所示。汽车报警器检测到信号以后,通过软件处理系统、GSM 网络将报警信号传到用
户手机,实现了报警信号的长距离传输。
2 硬件设计
系统的主要硬件结构如图 2 所示。探测信号通过 P0.0 和 P0.1 输入,不采用中断方式是为了防止误报
警的产生。控制信号通过 P0.7 输出。单片机的串行接口通过电平转换芯片 MAX202 与 TC35 的串口相连。
由于是异步串行通信,可采用无流控制方式,连接接口 J1 的 2、3、5 即可。
2.1 TC35 模块简介
TC35 是西门子公司开发的高性能 GSM 模块,在应用系统中很容易集成。其特点是:(1)频段为双频
GSM900MHz 和 GSM1800MHz(phase2/2+);(2)支持数据、语音、短消息和传真;(3)电源范围宽;(4)
具有 RS232 接口和语音接口。
2.2 传感器
传感器可利用热释电红外传感器或振动传感器。热释电红外传感器通过检测人或动物发射的红外线而
输出电信号,作用角度为 110°。可使用 BISS001 型红外成品组件,作用距离通过菲聂尔透镜调节。振动
传感器可采用 ND-1 型高灵敏振动位移传感器。它是一种集振动和位移测量于一身的全方位固态控制器件,
对振动有很高的检测灵敏度,对周围环境的声音信号抑制并具有很强的抗干扰能力。其灵敏度通过电容可
调。
2.3 控制电路
当用户收到报警信息后,如需采取措施,可以向 TC35 模块拨号。单片机收到信号后,发出 ATH 指令
将拨号挂断,然后向 P1.7 口发出控制信号。控制信号通过运放放大后,继电器将点火线切断,从而保证汽
车的安全。如要恢复,再向 TC35 拨号即可。
继电器的内阻很小,须用 OC 门驱动,驱动电路如图 3 所示。
3 软件设计
3.1 与 SMS 有关的 AT 指令
GSM 引擎模块提供的命令接口符合 GSM07.05 和 GSM07.07 规范。GSM07.07 中定义的 AT
Command 接口,提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口;GSM07.05 对短消息作了详细的
规定,在短消息模块收到网络发来的短消息时,能够通过串口发送指示消息,数据终端设备可以向 GSM 模
块发送各种命令。与 SMS 有关的 GSM AT 指令如表 l 所示。
本系统中用到的 AT 指令如下:
发送:AT+CMGF=0//设置短消息发送格式(1-文本模式; 0-PDU 模式)
回答:OK
发送:AT+CMGS=24//短信息长度,注意为十进制。
回答:>
发送:0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01//PDU 数据包
回答:+CMGS:[,]
3.2 PDU 格式简介
目前, 发送短消息常用 Text 和 PDU(Protocol Data Unit)模式。使用 Text 模式收发短信代码简单,容
易实现,但最大的缺点是不能收发中文短信;而 PDU 模式不仅支持中文短信,也能发送英文短信。PDU
模式收发短信可以使用三种编码:7-bit、8-bit 和 UCS2 编码。7-bit 编码用于发送普通的 ASCII 字符,8- bit
编码通常用于发送数据消息,UCS2 编码用于发送 Unicode 字符,编码类型在 PDU 数据包中指定。
下面举例说明 PDU 格式的组成。例如要把“有人动车!”五个字发送到 13808460649,则 PDU 数据为:
0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F66FF01
(1) 00 表示省略短信中心号码;
(2) 01 表示文件头字节;
(3) 03 表示信息类型(TP-Message-Reference);
(4) 0D 表示被叫号码长度;
(5) 91 表示被叫号码类型;
(6) 683108480646F9 表示被叫号码,经过了位移处理;
(7) 32 表示协议标识 TP-PID;
(8) 08 表示数据编码方案 TP-DCS,因为要发送 UNICODE 内码,所以使用 USC2(16bit)编 码;
(9) 0A 表示用户数据长度 TP-UDL(以 8 位码为单位(octet));
(10) 67094EBA52A88F66FF01 表示用户数据。
3.3 汉字编码
由于在 GSM 标准中,中文编码采用 Unicode 编码,而不是目前国内常用的 GB-2312 编码,所以只
要将十进制的 Unicode 编码转化为十六进制即可,也可以由 GB-2312 编码通过换算得来。例如“您好”二字
的十进制 Unicode 码分别为 24744 和 22909,转化为十六进制为 60A8 和 597D。
3.4 报警策略
为了区分情况的紧急程度,可以设置两条短信。若单一检测器检测到信号则发送短信一;若两个都检
测到信号则发送短信二。发出短信息以后,用户只需拨号就可以切断点火线。若网络出现问题则向用户手
机拨号。
3.5 软件流程
在主程序中,89C51 利用巧妙的算法对红外信号和震动信号进行采样,相当于对信号进行积分。如果
4 秒内 80%(可根据实际情况调节)的信号有效,则说明有非法人员入侵,产生报警信号以后通过程序控制,
以保证 15 分钟之内不会产生第二次报警信号。
程序的主循环如图 4 所示。
经实验验证,采用基于 GSM 短消息的通信方式控制汽车报警系统,不仅可以提高报警系统的通信可
靠程度,而且通信距离基本不受限制,从而实现用户对汽车的长距离实时监控。此外本系统还可对入侵的
紧急程度进行区分,便于用户根据情况采取措施,满足了汽车用户对汽车防盗的要求。本系统成本不高,
易于推广。通过在多种汽车上的实际应用,系统运行良好