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

　　GSM(G10bal System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)是基于時(shí)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(lái)越多的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。

　　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。這些問題給居民生活帶來(lái)了很大的困擾，某些居民區(qū)甚至因此禁止安裝汽車報(bào)警器。

　　利用GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的汽車報(bào)警系統(tǒng)，附加了軟件智能化設(shè)計(jì)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(bào)警器檢測(cè)到信號(hào)以后，通過(guò)軟件處理系統(tǒng)、GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信號(hào)傳到用戶手機(jī)。實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸。

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。探測(cè)信號(hào)通過(guò)P0.0和P0.1輸入，不采用中斷方式是為了防止誤報(bào)警的產(chǎn)生?？刂菩盘?hào)通過(guò)P0.7輸出。單片機(jī)的串行接口通過(guò)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(wú)流控制方式，連接接口J1的2、3、5即可。

　　2.1 TC35模塊簡(jiǎn)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(diǎn)是：(1)頻段為雙頻GSMg00MHz和GSMl800MHz(phase2/2+);(2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息和傳真;(3)電源范圍寬;(4)具有RS232接口和語(yǔ)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(dòng)傳感器。熱釋電紅外傳感器通過(guò)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°?？墒褂肂ISS001型紅外成品組件，作用距離通過(guò)菲聶爾透鏡調(diào)節(jié)。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，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(guò)電容可調(diào)。

　　2.3 控制電路

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

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　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(dòng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之問的通用接口;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(lái)的短消息時(shí)，能夠通過(guò)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(zhǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)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-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(shuō)明PDU格式的組成。例如要把“有人動(dòng)車!”五個(gè)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(hào)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(hào)碼長(zhǎng)度;

　　(5)91表示被叫號(hào)碼類型;

　　(6)683108480646F9表示被叫號(hào)碼，經(jīng)過(guò)了位移處理;

　　(7)32表示協(xié)議標(biāo)識(shí)TP-PID;

　　(8)08表示數(shù)據(jù)編碼方案TP-DCS，因?yàn)橐l(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(zhǎng)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(guó)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(guò)換算得來(lái)。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(bào)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(cè)器檢測(cè)到信號(hào)則發(fā)送短信一;若兩個(gè)都檢測(cè)到信號(hào)則發(fā)送短信二。發(fā)出短信息以后，用戶只需撥號(hào)就可以切斷點(diǎn)火線。若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題則向用戶手機(jī)撥號(hào)。

　　3.5 軟件流程

　　在主程序中，89C51利用巧妙的算法對(duì)紅外信號(hào)和震動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣，相當(dāng)于對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分。如果4秒內(nèi)80%(可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié))的信號(hào)有效，則說(shuō)明有非法人員入侵，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)以后通過(guò)程序控制，以保證15分鐘之內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生第二次報(bào)警信號(hào)。

　　程序的主循環(huán)如圖4所示。

　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用基于GSM短消息的通信方式控制汽車報(bào)警系統(tǒng)，不僅可以提高報(bào)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(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外本系統(tǒng)還可對(duì)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(duì)汽車防盜的要求。本系統(tǒng)成本不高，易于推廣。通過(guò)在多種汽車上的實(shí)際應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行良好。