采用短信方式的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著汽車數(shù)量不斷增多，汽車被盜已成為當(dāng)今普遍關(guān)注和急需解決的社會(huì)問題。目前各種汽車防盜方法和產(chǎn)品層出不窮，但是，汽車防盜問題依舊沒有完全解決。傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)存在很多問題，如作用距離短、報(bào)警器產(chǎn)生的噪聲污染環(huán)境、誤報(bào)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的GSM汽車防盜器，是依托覆蓋率極高的GSM網(wǎng)絡(luò)，利用GSM無線通信業(yè)務(wù)和短消息增值業(yè)務(wù)，具有實(shí)現(xiàn)簡單、通信成本低、頻譜利用率高和保密性好等特點(diǎn)。不僅實(shí)時(shí)、自動(dòng)、可靠及方便地實(shí)現(xiàn)了通信報(bào)警，而且突破了距離的限制，具有技術(shù)含量高、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
汽車報(bào)警系統(tǒng)主要由檢測(cè)模塊、處理器、GSM通信模塊、車主手機(jī)組成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。檢測(cè)模塊包括熱釋電紅外線傳感器和振動(dòng)傳感器，檢測(cè)模塊檢測(cè)到信號(hào)以后，通過軟件處理系統(tǒng)和GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警短信傳到車主手機(jī)或指定號(hào)碼手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)的長距離傳輸。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1 GSM通信模塊
GSM模塊TC35i是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊，工作在GSM900和GSM1800雙頻段，可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào)，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。其數(shù)據(jù)接口(CMOS電平)通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，它支持Text和PDU格式的SMS。可通過AT命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。

2 熱釋電紅外線報(bào)警電路
熱釋電紅外線傳感器是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測(cè)元件。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、自動(dòng)檢測(cè)等。熱釋電紅外傳感器只對(duì)中心波長為9～10μm的紅外線輻射敏感，能夠檢測(cè)到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車內(nèi)的監(jiān)測(cè)器件。熱釋電紅外傳感器通過檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)，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)，應(yīng)用電路如圖2所示。

圖2 熱釋紅外報(bào)警電路

圖2中BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外報(bào)警器，由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。

3 振動(dòng)傳感器
振動(dòng)傳感器能夠?qū)圀w特殊頻段的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在車體被外力破壞的情況可以產(chǎn)生警報(bào)。振動(dòng)傳感器可采用ND-l型高靈敏振動(dòng)位移傳感器。它是一種集振動(dòng)和位移測(cè)量于一身的全方位固態(tài)控制器件，將機(jī)械式振動(dòng)傳感器微型化，將振動(dòng)體碳化并進(jìn)行密封處理，對(duì)振動(dòng)有很高的檢測(cè)靈敏度，對(duì)周圍環(huán)境的聲音信號(hào)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)。其工作性能更可靠。輸出開關(guān)信號(hào)直接與TTL電路或者與單片機(jī)輸入電路相連接，電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出阻抗高，靜態(tài)工作電流小。

圖3 震動(dòng)報(bào)警電路圖及其輸出波形

圖3是用MOST非門電路組成的震動(dòng)檢測(cè)電路，其輸出的波形是幅度相同的震動(dòng)脈沖信號(hào)。該信號(hào)送到單片機(jī)，由單片機(jī)軟件檢測(cè)震動(dòng)信號(hào)的真?zhèn)危ㄟ^脈沖寬度、脈沖數(shù)量判斷震動(dòng)的類型。如果使用端口可編程的單片機(jī)，端口編程為輸入狀態(tài)時(shí)，可以直接檢測(cè)震動(dòng)信號(hào)，省去整形放大電路。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
1 與SMS有關(guān)的AT指令
GSM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(dòng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口。GSM07.05對(duì)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(shí)，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。

目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit)模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單、容易實(shí)現(xiàn)，但最大的缺點(diǎn)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位、8位和UCS2編碼。7位編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8位編碼通常用于發(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。

圖4 系統(tǒng)流程圖

2 系統(tǒng)流程
系統(tǒng)流程圖如圖4所示。主程序包括系統(tǒng)初始化、循環(huán)檢測(cè)。延時(shí)子程序用來產(chǎn)生一定的延時(shí)，然后啟動(dòng)報(bào)警器以防止誤報(bào)警：主程序用來控制報(bào)警電路、短消息發(fā)送電路。當(dāng)單片機(jī)接收到中斷報(bào)警信號(hào)后由短信發(fā)送電路及時(shí)向車主發(fā)送報(bào)警消息。如果一切正常，程序處于循環(huán)等待中。

結(jié)束語
經(jīng)驗(yàn)證，采用基于GSM短消息數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)，不僅可以提高報(bào)警的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長距離監(jiān)控。便于車主根據(jù)情況采取措施，滿足了車主對(duì)汽車防盜的要求。該系統(tǒng)安裝簡單、功能強(qiáng)、便于應(yīng)用、易于推廣。