基于GSM网络汽车防盗报警系统设计

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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：
　　0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01
　　(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。
　　参考文献
　　1 李 鸿.用单片机控制手机收发短信息.电子技术应用，2003;29(1)
　　2 李国华.基于SMS短消息的远程测量系统设计[J]
　　3 潘 斌，郭红霞.短信收发模块TC35i的外围电路设计[J]
　　4 AT Command Set Siemens Cellular Engines(Version：03.10)[S]
　　5 TC35 Terminal User Guide.Issued by Siemens AGICM Wire-less Modules Haidenau Platz 1，D-81667 Munich Germany[S]