用GSM短信遙控模塊制作家居安防報警器
加入技術交流群
近年來，市場上出現(xiàn)了許多依托 GSM網絡的安防報警設備。這類 產品主要是吸收了GSM網絡盲區(qū)少、 信號穩(wěn)定，通信距離基本不受周圍環(huán) 境影響，尤其是短信靈活方便、價格 低廉，不受占線影響的突出優(yōu)勢，較 好地解決了固定電話撥號報警安防設 備普遍存在的室外電話線易受預先破 壞、接警電話占線時無法撥入、不能 獲取警報內容詳情等諸多弊端。筆者 使用了一種可供二次開發(fā)的GSM短信 遙控報警模塊——JB35G系列GSM模 塊，無需外圍單片機，可以很方便地 用來制作機動車防盜報警器、家居防 盜報警器、機房監(jiān)控報警器等。本文 介紹如何使用該模塊制作家居防盜報 警器。
電路可實現(xiàn)的功能
來電號碼過濾、安防監(jiān)控報警、 遠程監(jiān)聽現(xiàn)場、緊急情況求助、遙控解防設防、遠程遙控家電。
需要準備的元器件
本 文 用 到 的 元 器 件 詳 見 表 1 。 其中，核心器件為GSM模塊，采用 JB35G-A型模塊（如圖1所示）。讀者 也可根據(jù)個人需要，選擇體積更小、 電壓更寬、功耗更低的JB35G的后續(xù)產 品（如圖2所示）。后續(xù)產品中，B、 C型模塊的管腳與A型模塊完全兼容， 可以直接代換。考慮到GSM和CDMA不 同網絡間通信費用比較高的問題，如 果你和家人的手機為CDMA網絡的，則 建議使用F、G型的CDMA模塊。 上述幾種模塊的管腳定義完全一 致，不同之處在于超小型模塊的 主管腳與擴展管腳之間的間距較 小。如果需要使用315MHz無線遙 控手柄和無線報警探頭（存在安 全隱患，不推薦），因用到GSM 模塊上的擴展管腳，則需要重新 設計本文中的印制電路板圖。
常見的有線式報警傳感器探 頭如圖3所示。從左至右分別是： 有線門磁探頭、有線幕簾紅外探 頭、有線扇形紅外探頭、有線火 災煙霧（燃氣泄漏）探頭。制作 過程中，各種報警傳感器探頭應 實際需要予以選配。如防盜門、 保險柜等一般使用有線門磁探頭，窗 口一般使用有線幕簾紅外探頭、陽臺 和客廳一般使用有線扇形紅外探頭、 廚房使用有線燃氣探頭、臥室使用有 線煙霧探頭等。
讀者還可以選擇高響度報警器， 主要用于現(xiàn)場阻嚇盜賊，選擇時注意 保證額定工作電壓與系統(tǒng)電壓相同即 可。如圖 4 所 示 。 該高響度 報警器紅 色線接電 源正極、 黑色線接 電源負 極，根據(jù) 綠色引線 接法的不同（懸空、接電源正極、接電 源負極），有"警笛音、救護車音、安 防音"等3種音響模式可供選擇。如果 實際工作環(huán)境中，不需要在現(xiàn)場進行高 響度報警對盜賊進行阻嚇（比如需要在 現(xiàn)場抓獲盜賊），則該器件也可以省 去。
用于驅動高響度報警器的繼電器
使用小型的JRC4100即可，而用于家電 遠程遙控的繼電器，則應根據(jù)家電負載 大小等情況進行選配，并保證其額定工 作電壓與系統(tǒng)電壓相同即可。
電路工作原理
電路原理圖見圖５。JB35G模塊 的EN引腳（第20腳）用來控制系統(tǒng)的 設防和解防，當EN接高電平時，系統(tǒng) 處于設防狀態(tài)，有線或無線報警傳感 器如果被觸發(fā)就立即向外報警；當EN 接低電平時，系統(tǒng)處于解防狀態(tài)，有 線或無線報警傳感器即使被觸發(fā)也不 向外報警。
JB35G模塊的S1～S8引腳是8路有 線報警傳感器輸入端，用來接駁各種 有線報警探頭。其中，S1～S3為下降 沿觸發(fā)、S4～S6為上升沿觸發(fā)，S1～ S6輸入端受系統(tǒng)設防/解防控制；S7為 下降沿觸發(fā)，開機后即永遠設防，一 般用于接火災或燃氣泄漏探頭；S8為 下降沿觸發(fā)，開機后即永遠設防，一 般用于接緊急按鈕，并對應兩條報警 短信內容（可向不同手機發(fā)送不同短 信內容）。輸入端電壓跳變邊沿觸發(fā) 報警的工作模式，可以有效避免同一 報警內容多次重復發(fā)送的問題，如防 盜門被撬開時，則只在被撬開瞬間向 各個受警手機發(fā)送一遍短信，或是撥 打一遍各個受警手機。之后，系統(tǒng)就 重新進入待機狀態(tài)，等待房主遠程遙 控指令或是其他報警探頭發(fā)來的報警 信號。為方便后期制作和安裝，對每 一路有線報警通道都采取"+12V、信 號、+5V、地"的四線制統(tǒng)一接口。 J1～J8引腳可外接8路繼電 器，當模塊收到遙控命令時，可 通過這些繼電器控制外部電器的 開關。其中，當模塊接收到經過 系統(tǒng)認證（通過軟件設置）的手 機或座機來電振鈴時，J8引腳狀 態(tài)會翻轉。在家居安防報警系統(tǒng) 中，由于設防/解防操作比較頻 繁，選用免通信費的控制方式就顯得 尤為重要。將J8引腳與EN引腳直接相 連，即可利用J8引腳的這個特點，在 模塊未自動接聽前掛斷電話，由于通 話雙方都未進入通話狀態(tài)，卻能達到 遙控的目的，從而實現(xiàn)完全免費的設 防 /解防控制。
VT1及其外圍電路構成了系統(tǒng)狀態(tài) 指示電路。當系統(tǒng)處于設防狀態(tài)時， EN引腳為高電平，LED2（綠）熄滅， 并迫使VT1導通致LED3（紅）點亮，表 明系統(tǒng)處于設防狀態(tài)；當處于解防狀 態(tài)時，EN引腳為低電平，LED2（綠） 點亮，VT1截止致LED3（紅）熄滅， 表明系統(tǒng)處于解防狀態(tài)；當系統(tǒng)處于 登錄注冊或發(fā)送短信，撥打電話等過 程中時，BUSY引腳輸出高電平，迫 使LED1（黃）熄滅，表明系統(tǒng)處于登 錄或告警狀態(tài)；當系統(tǒng)處于待機狀態(tài) 時，BUSY引腳輸出低電平，迫使LED1 （黃）點亮，表明系統(tǒng)處于待機空閑 狀態(tài)。
JB35G的J1引腳接微型繼電器 K1，用來控制一個高響度報警器的 通斷?？赏ㄟ^系統(tǒng)自帶的軟件設置為 有聲報警模式或無聲報警模式，以適 應不同場合需要。當選擇有聲報警模 式時，只要有線報警或無線報警被觸 發(fā)，就能自動吸合繼電器K1，驅動外 接高響度報警器發(fā)出報警音，同時向 外發(fā)出報警短信和電話。當選擇無聲 報警模式時，只要有線報警或無線報 警被觸發(fā)，只向外發(fā)出報警短信和電 話，但現(xiàn)場不發(fā)出報警聲。
VT2及其外圍電路構成斷電報警傳 感器，市電供電正常時，經外接的電 源適配器輸出的電壓V DD經R7、R8分壓 后迫使VT2導通，將JB35G的S6引腳拉為低電平。一旦小偷企圖剪斷220V市 電后入室行竊，則在220V市電被剪斷 的瞬間，由于V DD端掉電，導致VT2由導 通轉為截止，JB35G的S6引腳跳變?yōu)?高電平，其上升沿會觸發(fā)一條報警短 信，提示市電線路被剪斷。
P1是外接GSM天線插座。J1～J7 為外接繼電器插座，可用來接駁7個繼 電器（選擇有聲報警模式時將占用引 腳J1），用來實現(xiàn)電器的短信遙控。 315MHz超再生接收頭CZS315和 IC1（PT2272）構成無線數(shù)據(jù)接收解 碼電路，可供選用無線報警探頭和遙 控手柄時的用戶使用。但筆者個人認 為，采用無線式報警探頭構成的安防 系統(tǒng)終端，看似安裝調試最為快捷高 效，但實則存在兩大技術安全隱患： 一方面是由于采用無線方式本身所造 成的信道開放易受干擾、結構復雜故 障率高等隱患；另一方面是由于智能 小偷的無線偵測破解技術層出不窮所 造成的隱患。比如，智能小偷偵測到無 線報警探頭的地址碼和數(shù)據(jù)碼后，就有 可能通過遙控手柄復制設備來對系統(tǒng)進 行解防操作。如果房主啟動了系統(tǒng)自帶 的禁止遙控手柄解防功能，智能小偷還 可以利用復制的無線遙控手柄，模擬無 線報警探頭來頻繁地制造虛假報警信 息，最終誘使房主誤以為安防系統(tǒng)故障 而在外出期間關閉報警系統(tǒng)。所以，筆 者強烈建議采用最穩(wěn)定可靠的有線報警 探測方式，僅使用個人隨身攜帶的手機 來控制設防/解防。由于手機SIM卡技術 含量高，基本無法通過接收空中散 播的無線信號來復制，故能有效避 免智能小偷的假冒，大大提高系統(tǒng) 自身的整體可靠性。
而 在 各 個 報 警 探 頭 單 獨 布 線受限的場合，則可以采取舍棄 315MHz無線接收頭、保留系統(tǒng)中 的PT2272解碼電路，并切斷無線 報警探頭中的315MHz無線發(fā)射電 路、保留PT2262編碼電路，通過將 PT2262的編碼輸出端和PT2272解 碼輸入端通過隔直電容后直接相連 的工作模式，以"報警探頭編碼? 總線傳輸?系統(tǒng)主機解碼"的方式 進行處理，如圖6所示。需要注意 的是，采用這種方式時，最多只能掛 接2～4個報警探頭，而且信號總線不 能太長，否則將因信號衰減嚴重導致 系統(tǒng)無法正常工作。
制作調試過程詳解
在家居裝飾時，建議預埋4芯電話 線作為報警探頭連接線，出線端建議 使用接線盒。這樣做的好處主要有兩方面：一是可以由系統(tǒng)主機向外提供 12V和5V電源，供不同額定工作電壓 的報警探頭使用。可省去有線報警探 頭的外接電源或內裝電池，避免頻繁 更換電池，降低使用成本，提高工作 可靠性和穩(wěn)定性。二是可以采用標準 化的RJ11電話專用接插件進行安裝施 工，簡化安裝維護流程。由于接線時 只需一把壓線鉗，而無需焊接，能夠 極大地提高安裝維護進度。
印制電路板如圖7所示。外接電 源插座、后備電源插座、報警探頭插 座、天線插座、高響度警報器插座等 都集中在整機背部，遙控輸出插座置 于整機前部（如需遠程遙控家電設 備，即可從此處接駁繼電器線圈，實 現(xiàn)強弱電分離）。在僅采用有線報警 模式時，無需焊接315MHz無線數(shù)據(jù)接 收模塊和PT2272解碼IC。焊接好的電 路板安裝在一個外部有4個固定孔的塑 料機殼內?？紤]到安防報警系統(tǒng)無需 反復更改軟件設置的使用特點，所以 不必在外殼上另外開孔來暴露串口和 SIM插座位置。初次安裝時，只需取下 機殼上蓋，即可更換SIM卡，接駁串口 線完成軟件設置。制作完成的實物如 圖8、9圖所示。
制作完成的GSM報警器整機，一 般可以安裝在入戶門上方。為美觀起 見，建議在裝飾施工時就預埋一個安 裝盒，并將高響度報警器固定在面板 上即可。為保證GSM網絡信號質量， 建議在面板上用一個SMA接口的插座 將GSM模塊上的天線引出，以便外接 GSM專用天線。有線門磁傳感器可以 安裝在防盜門的一角，用萬能膠將內 置干簧管、有引線的一端粘貼在門框 上，將內置永磁鐵、無引線的一端粘 貼在門板上的對應位置即可，如圖10 所示。
接在模塊12腳的報警探頭為主報 警探頭，建議安裝位置高于2m，探 頭的指向要能覆蓋盜賊必經的重點區(qū) 域。主報警探頭一般可以安裝在客廳 的適當位置。 其他部位，如保險柜、陽臺、窗 戶、臥室、廚房等，則可以根據(jù)實際 需要安裝相應的報警探頭。圖11為一 例廚房中安裝燃氣探頭、有線紅外幕 簾探頭的現(xiàn)場圖。
如果家庭成員中有聽力障礙者， 可能無法通過辨別高響度報警器的提示 音來判斷系統(tǒng)解防、設防狀態(tài)，則可將 設防指示燈（紅）、解防指示燈（綠） 引至防盜門貓眼部位，或者直接引到室 外適當部位即可，以免失聰人士在回家 時誤觸發(fā)報警系統(tǒng)。JB35G模塊還需要進行專用軟件 的設置，設置的方法請讀者到本刊網 站（www.raido.com.cn）上下載。
評論