摘 要：介紹了一種基于GSM技術(shù)的汽車(chē)防盜報(bào)警系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)采用GSM短信模塊來(lái)發(fā)送接收短消息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)被盜警報(bào)和遠(yuǎn)程遙控。選用多種傳感器探測(cè)被盜信息，運(yùn)用信息融合技術(shù)，獲得較為可靠的報(bào)警信息。車(chē)主接收到報(bào)警信息后，發(fā)送命令來(lái)報(bào)警或遙控汽車(chē)，達(dá)到了防盜的目的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、使用方便，并有效地解決了傳統(tǒng)報(bào)警器存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：GSM模塊;防盜系統(tǒng);傳感器;短消息

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004373X(2008)0319103

Design of Automobile Anti—theft System Based on GSM

LI Xiaohui，SUN Kangming，LU Yan，REN Yanjun，CHEN Aiqun

(School of Technology，Chongqing Radio TV University，Chongqing，400052，China)

Abstract：The automobile anti—theft system based on GSM is introduced in this thesis.It is expatiated on the basic frame and the design of software and hardware.The system applies a GSM module to transmit and receivethe short message to realize automobile theft alarm and remote control.Various sensors are chosen to scan the information on theft and information fusion technology is employed.Therefore，the reliable alarm information can be obtained.After receiving the information on theft，the automobile owner transmits command to alarm and control the antomobile，and the aim of automobile anti—theft is reched.The system has simple frame，better function，and it is installed，debuged simply and used conveniently.The problems exiting in the traditional alarm are solved effectivly.

Keywords：GSM module;theft—protection system;sensor;short message

收稿日期：20070802

基金項(xiàng)目：重慶廣播電視大學(xué)科研項(xiàng)目基金(06GZ—0007)資助

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來(lái)越多的家庭有了私車(chē)，這為人們帶來(lái)了出行的現(xiàn)代化，同時(shí)也給車(chē)主們帶來(lái)了一個(gè)最頭疼的問(wèn)題：對(duì)自己的愛(ài)車(chē)如何監(jiān)控和防盜？雖然大多數(shù)汽車(chē)都帶有防盜裝置，市場(chǎng)上也有各種汽車(chē)附加防盜器，可是這些防盜裝置都存在一定的缺陷，要么距離有限，一旦監(jiān)控器離汽車(chē)比較遠(yuǎn)就很難達(dá)到目的；要么使用單一遇警的檢測(cè)裝置，致使錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給車(chē)主造成了很多不必要的麻煩和損失。為此，擬依靠現(xiàn)代廣泛使用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GSM短信數(shù)傳技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)于移動(dòng)或聯(lián)通的GSM網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、費(fèi)用低、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，雙向通訊，用戶(hù)操作靈活、方便，報(bào)警短信可以做到近而無(wú)聲，傳輸報(bào)警信號(hào)卻能遠(yuǎn)及天邊。此外，采用多種傳感器檢測(cè)遇警信息并進(jìn)行信息融合，對(duì)汽車(chē)被盜信息進(jìn)行多方面地監(jiān)測(cè)，從而獲得較為可靠的信息，達(dá)到了準(zhǔn)確預(yù)警的目的，提高了報(bào)警系統(tǒng)的可靠性。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

汽車(chē)防盜系統(tǒng)由車(chē)主手機(jī)、GSM通信模塊、中央處理模塊、檢測(cè)模塊、報(bào)警模塊和執(zhí)行模塊組成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

(1) 監(jiān)測(cè)模塊由多組傳感器及信號(hào)處理電路構(gòu)成，用于車(chē)況信息的采集，并將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)加以處理后傳輸至中央處理模塊。

(2) 中央處理模塊接收來(lái)各個(gè)傳感器的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將處理的結(jié)果分級(jí)。中央處理模塊根據(jù)不同等級(jí)的警報(bào)觸發(fā)不同的報(bào)警信號(hào)和執(zhí)行操作，并通過(guò)通信模塊將事態(tài)判定結(jié)果發(fā)送到車(chē)主手機(jī)。

(3) 報(bào)警模塊接收中央處理模塊的指令，利用聲音、閃光等進(jìn)行報(bào)警。

(4) 執(zhí)行模塊通過(guò)通訊模塊接收車(chē)主手機(jī)發(fā)送的指令，車(chē)主可以方便地進(jìn)行“汽車(chē)鎖死”、“警報(bào)解除”等操作。

(5) 通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。

系統(tǒng)正常工作時(shí)，首先將檢測(cè)模塊采集數(shù)據(jù)送到中央處理模塊，并且判斷是否發(fā)生異常情況，如果發(fā)生異常情況并進(jìn)行數(shù)據(jù)信息綜合分析處理后通過(guò)GSM通信模塊向用戶(hù)發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警短消息，用來(lái)監(jiān)測(cè)、控制汽車(chē)的工作狀態(tài)。車(chē)主接收到報(bào)警短消息后，根據(jù)具體異常情況發(fā)送控制汽車(chē)的短消息指令，用戶(hù)還可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送短消息進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，當(dāng)用戶(hù)接收到報(bào)警信息時(shí)，可以根據(jù)報(bào)警的種類(lèi)向主機(jī)發(fā)送短消息，對(duì)各被控量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，中央處理模塊提取短消息并譯碼后進(jìn)行相應(yīng)的操作啟動(dòng)報(bào)警模塊或執(zhí)行模塊。

被盜警報(bào) 如有人非法開(kāi)啟車(chē)門(mén)或發(fā)動(dòng)汽車(chē)，通過(guò)發(fā)送短消息將警報(bào)信息發(fā)送給車(chē)主或其他指定手機(jī)。

遠(yuǎn)程遙控 當(dāng)車(chē)輛遇搶劫或盜竊時(shí)，車(chē)主或指定的手機(jī)可通過(guò)短消息對(duì)指定的車(chē)輛進(jìn)行遙控，實(shí)現(xiàn)斷油、斷電等相關(guān)操作。

系統(tǒng)利用GSM網(wǎng)絡(luò)同車(chē)主進(jìn)行通信，及時(shí)報(bào)告汽車(chē)狀況，提高了防盜系統(tǒng)的可靠性。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，由傳感器單元電路、單片機(jī)AT89S52電路、GSM模塊通信電路、聲音燈光報(bào)警電路、斷油斷電控制電路等組成，并由固態(tài)繼電器控制具體操作設(shè)備。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.2 GSM模塊設(shè)計(jì)

GSM模塊選用西門(mén)子公司的TC35，在應(yīng)用系統(tǒng)中很容易集成，具有如下特點(diǎn)：

(1) 頻段為雙頻GSM 900 MHz和GSM 1 800 MHz；

(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RS 232接口和語(yǔ)音接口。

電路連接簡(jiǎn)單，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，采用異步串行通信。

2.3 傳感器設(shè)計(jì)

多種傳感器的選擇主要是針對(duì)竊賊的盜竊手段決定，一般盜竊手段有以下幾種：整車(chē)搬運(yùn)法；破壞車(chē)體法；復(fù)制鑰匙或開(kāi)鎖高手直接將車(chē)開(kāi)走；竊取車(chē)載物件等。竊賊的這些行為會(huì)引起車(chē)體振動(dòng)、傾斜等現(xiàn)象，同時(shí)還伴有中心波長(zhǎng)為9～10 μm 的紅外輻射等人體生物信息。根據(jù)竊賊盜竊汽車(chē)所引發(fā)的異?，F(xiàn)象，選用以下傳感器構(gòu)成防盜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)模塊：

微波多普勒傳感器 該傳感器在人或物體靠近時(shí)接收器接收的頻率發(fā)生變化，當(dāng)頻率變化至設(shè)定值時(shí)，可以判斷為有人或物體進(jìn)入防盜系統(tǒng)的預(yù)警范圍。采用MX1052(HB100)型微波多普勒傳感器，10.525 GHz微波頻，非接觸式，不受熱、嗓音、濕度、氣流、塵埃等影響，抗干擾探測(cè)范圍超過(guò)15 m。應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，配兩個(gè)LM324即可實(shí)現(xiàn)功能。

振動(dòng)傳感器 該傳感器能夠?qū)?chē)體特殊頻段的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在車(chē)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。他是一種集振動(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?chē)h(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)。

傾角傳感器 傾角傳感器監(jiān)測(cè)車(chē)體相對(duì)于初始位置是否出現(xiàn)傾角變化，如果這種角度的變化是以特定頻率出現(xiàn)或達(dá)到設(shè)定的閾值，就可以判斷為汽車(chē)整體被搬運(yùn)。采用SCA100T傾角傳感器，雙軸傾角測(cè)量，DIL—12塑料SMD封裝。

熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器只對(duì)中心波長(zhǎng)為9～10 μm的紅外線(xiàn)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(chē)內(nèi)的監(jiān)測(cè)器件。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(xiàn)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)。

霍爾開(kāi)關(guān)器件 通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)器件可以對(duì)汽車(chē)的車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋及后備箱蓋的非法開(kāi)啟進(jìn)行監(jiān)測(cè)。CS1020霍爾開(kāi)關(guān)電路由反向電壓保護(hù)器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和集電極開(kāi)路輸出級(jí)組成，能將變化的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓輸出。

2.4 報(bào)警控制電路設(shè)計(jì)

當(dāng)用戶(hù)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(xiàn)切斷或斷油或是啟動(dòng)聲音報(bào)警和燈光報(bào)警，從而保證汽車(chē)的安全。如要恢復(fù)，再向TC35撥號(hào)即可。 由于繼電器的內(nèi)阻很小，設(shè)計(jì)采用OC門(mén)驅(qū)動(dòng)電路。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 GSM短信息數(shù)傳實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

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(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。

表1 與SMS有關(guān)的AT指令

利用GSM的AT指令進(jìn)行短消息的發(fā)送和接收步驟如下：

(1) 設(shè)置短消息服務(wù)中心號(hào)碼

AT+CSCA=“+8613800250500”(短消息中心號(hào)碼)

(2) 設(shè)置短消息的格式

AT+CMGF=1或0(1：文本格式，0：PDU格式)

(3) 發(fā)送短消息(短消息內(nèi)容為T(mén)EST)

AT+CMGS=“13594120635”

>TEST ctrl+z

(4) 設(shè)置收到新的短消息后自動(dòng)提示

AT+CNMI=1，1，0，0，1

當(dāng)收到新的短消息，將會(huì)獲得以下的提示指令：

+CMTI：“SM”，INDEX(新短消息的存儲(chǔ)的索引號(hào))

(5) 讀取新短消息的內(nèi)容(假設(shè)短消息的內(nèi)容為“HELLO”)，INDEX=8

AT+CMGR=8

返回短消息的內(nèi)容如下：

+CMGR：“REC UNREAD”，“+8613594120635”，“07/07/16，15：22：30”，“HELLO”

發(fā)送中文則要采用PDU串，如果把中文“有人動(dòng)車(chē)!”五個(gè)字發(fā)送到13594120635，發(fā)送：SMSC號(hào)碼是+8613800250500，對(duì)方號(hào)碼是13594120635，消息內(nèi)容是“有

人動(dòng)車(chē)!”。發(fā)出的PDU串為：“08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 95 14 02 36 F5 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01”。

3.2 系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言混合編程實(shí)現(xiàn)，程序主要流程如圖3所示。系統(tǒng)程序主要包括系統(tǒng)初始化程序、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸程序、傳感器數(shù)據(jù)采集程序、GSM模塊通信程序、聲音燈光報(bào)警程序、繼電器控制程序等。

圖3 系統(tǒng)軟件流程圖

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用基于GSM短消息數(shù)傳技術(shù)的汽車(chē)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(hù)對(duì)汽車(chē)的長(zhǎng)距離監(jiān)控。此外本系統(tǒng)利用多傳感器信息融合技術(shù)，對(duì)預(yù)警信息的緊急程度進(jìn)行區(qū)分，便于車(chē)主根據(jù)情況采取措施，滿(mǎn)足了車(chē)主對(duì)汽車(chē)防盜的要求。該系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)，便于應(yīng)用，易于推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]何有，王國(guó)宏.多傳感器信息融合及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000.

[2]何希才.傳感器及其應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001.

[3]佟云峰.單片機(jī)原理及其應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.

[4]胡薔，鮑強(qiáng).TC35 GSM模塊在無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，28(19):34—35.

[5]曾志永，凌振寶，王君.基于GSM技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2005，31(9):31—33.

[6]張兢，路彥和.基于多傳感器融合技術(shù)的汽車(chē)防盜系統(tǒng)研究[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2006，32(2):15—18.

作者簡(jiǎn)介 李曉輝 男，1977年出生，四川南部人，重慶廣播電視大學(xué)，講師，碩士。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)控制與仿真。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。