衡陽師范學(xué)院物理與電子信息科學(xué)系 易 可 閻力平

1.引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們的生活水平日益提高，汽車的普及為人們的生活帶來了方便，但同時(shí)也給人們提出了一大難題——汽車防盜。目前，防盜報(bào)警器產(chǎn)品多樣，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。我國在汽車防盜報(bào)警方面主要有機(jī)械報(bào)警器、振動(dòng)報(bào)警器、門磁報(bào)警器、紅外報(bào)警器、微波雷達(dá)報(bào)警器、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警器等。國外的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)主要有基于ARM嵌入式無線智能防盜系統(tǒng)、基于單片機(jī)的汽車報(bào)警系統(tǒng)、基于GPS_GSM的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)。且產(chǎn)品性能不太穩(wěn)定，并涉及危險(xiǎn)系數(shù)極高的汽車制動(dòng)系統(tǒng)，價(jià)格通常在3000元以上，只能適用于高端商務(wù)用車。而目前低端市場(chǎng)上還是以蜂鳴器報(bào)警、車鑰匙控制防盜報(bào)警為主的報(bào)警器材，誤報(bào)率高，容易破解。本文設(shè)計(jì)的基于GSM汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)不僅準(zhǔn)確率高、安全系數(shù)高、價(jià)格低廉、而且具有主動(dòng)預(yù)防的優(yōu)勢(shì)。

2.系統(tǒng)原理

系統(tǒng)工作過程：

系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將用戶手機(jī)作為監(jiān)控終端，AT89C52單片機(jī)作為監(jiān)控核心，在汽車開門、啟動(dòng)時(shí)利用指紋鑒別進(jìn)行身份確認(rèn)，未通過確認(rèn)，則利用GSM模塊發(fā)送短信息向用戶報(bào)警，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)；下車時(shí)車門未關(guān)閉同樣向用戶發(fā)送信息報(bào)警，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)提醒用戶。

3.系統(tǒng)硬件組成

汽車防盜報(bào)警器主要由指紋檢測(cè)模塊、AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、GSM通信模塊TC35i和報(bào)警電路組成。

3.1 傳感器檢測(cè)電路

光學(xué)傳感器的明顯優(yōu)勢(shì)是堅(jiān)固耐用，對(duì)靜電、溫度、濕度都有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，而且成本比較低。采集窗口可以做到很大以方便使用。

3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)

系統(tǒng)采用的是AT89C52單片機(jī)，AT89C52單片機(jī)是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。用其作為中央處理模塊，主要來完成傳感器所收集信號(hào)的分析處理、綜合判斷以及系統(tǒng)報(bào)警控制等功能。

3.3 GSM通信模塊

該部分使用的是西門子公司開發(fā)推出GSM通信模塊TC35i，它自帶RS232通訊接口，可快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音傳輸、短消息服務(wù)等，其集射頻電路和基帶于一體，可以給用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口，支持Text和PDU格式的短消息服務(wù)SMS，其獨(dú)特的ZIF連接器可實(shí)現(xiàn)信號(hào)及數(shù)據(jù)指令的雙向傳輸。主要是將數(shù)據(jù)作為短消息內(nèi)容發(fā)送來向車主進(jìn)行通信報(bào)警。

4.軟件設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)流程

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)初始化、對(duì)報(bào)警信號(hào)的檢測(cè)以及單片機(jī)向GSM模塊發(fā)送AT指令以控制其完成與車主手機(jī)間的雙向通信。當(dāng)單片機(jī)初始化后，就開始處于監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)電路送來信號(hào)的狀態(tài)中，不斷對(duì)I/O口進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)經(jīng)過分析確認(rèn)為有效信號(hào)就開始啟動(dòng)發(fā)送報(bào)警短消息的程序，利用GSM模塊向車主進(jìn)行發(fā)送短消息報(bào)警，當(dāng)控制系統(tǒng)接收到用戶解鎖的短消息后才能解除警報(bào)進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)。

如果一切正常，程序則處于循環(huán)預(yù)警等待中

4.2 AT指令

GSM模塊與單片機(jī)之間的通信協(xié)議即為AT指令集，單片機(jī)利用AT指令控制MODEM向用戶撥號(hào)和收發(fā)短消息，每個(gè)指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。通常AT指令有三種調(diào)用形式，設(shè)置、讀取和查詢。設(shè)置調(diào)用形式一般為：AT+命令名+參數(shù)，如AT+CMGF=1用來設(shè)置所使用短消息為Text模式。讀取調(diào)用形式一般為：AT+命令名如輸入AT+CMGF?系統(tǒng)返回CMGF:0，就說明短消息為PDU模式。目前短消息模式一般有以上兩種，即TextMode和PDUMode，但Text模式不支持中文輸入，為了系統(tǒng)的通用性，筆者選用PDUMode。查詢的調(diào)用形式一般為：AT+命令名=?如AT+CMGF=?返回AT+CMGF:(0，1)則表明當(dāng)前系統(tǒng)支持兩種模式的短信。

系統(tǒng)初始化指令：命令為AT+CMGF=0，設(shè)置成功后返回OK；命令A(yù)T+CSCA=“861360 2901000”用來設(shè)置當(dāng)前所使用的短消息中心號(hào)碼為13602901000，一般無需調(diào)用此命令，用默認(rèn)的即可；命令A(yù)T+CMGD=1，返回OK，目的是刪除手機(jī)中所存儲(chǔ)的短消息。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

圖2 光學(xué)指紋傳感器原理

圖3 主程序流程圖

5.結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)采用AT89C52作為主控芯片，充分利用了GSM通訊模塊，結(jié)合所學(xué)數(shù)字通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了汽車的狀態(tài)監(jiān)控、防盜報(bào)警等功能。該系統(tǒng)大大改善了現(xiàn)有汽車報(bào)警器的諸多缺點(diǎn)，具有報(bào)警范圍廣、可靠性高、價(jià)格低、使用擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，擁有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

[1]許向華,朱欣華,黃勝利.GSM模塊在車輛監(jiān)控系統(tǒng)無線通信中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2003(7):38-40.

[2]冀常鵬,包劍,劉建輝.GPS/GSM車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].微計(jì)算機(jī)信息,2003(9):45-46,96.

[3]潘斌,郭紅霞.短信收發(fā)模塊TC35i的外圍電路設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2004(7):36-39.

[4]陳鐵軍,陳卡菲.多功能車載GPS監(jiān)控導(dǎo)航信息系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2008(16):215-217.

[5]周嶸,潘曉斌,鄭堤.TC35i與微處理器的短消息接口方法[J].微計(jì)算機(jī)信息,2004(9):69-70.

[6]姜大華,程永進(jìn).大學(xué)物理[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2008.