基于GSM的遠(yuǎn)程車載防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

隨著監(jiān)控范圍的不斷擴(kuò)大， 傳統(tǒng)的有線監(jiān)控報警已不能滿足用戶的需求。然而， 伴隨著GSM 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控報警系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)已成為可能， 有望取代傳統(tǒng)的僅由單機(jī)控制的監(jiān)控報警系統(tǒng)。本文針對目前的需求設(shè)計了一套基于GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程無線報警監(jiān)控系統(tǒng)。其基本思路是： 將單片機(jī)與SIM300 通信模塊通過串口連接， 實現(xiàn)單片機(jī)與SIM300 之間的相互通信。

　　SIM300 模塊設(shè)有SIM 卡插槽， 可以實現(xiàn)與各種用戶相互通信的功能。系統(tǒng)接有震動、紅外、聲音等類型傳感器，當(dāng)汽車發(fā)生警情時， 傳感器將警情信號傳送給單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)判斷處理后，向用戶發(fā)送報警短信，或者是直接撥打報警電話。如果情況緊急，用戶可以直接發(fā)送短信密碼，由單片機(jī)控制繼電器切斷線路或者油路，使汽車停止運行， 從而實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制， 有效保證汽車的安全。

　　1 硬件電路設(shè)計

　　本設(shè)計的硬件部分包括單片機(jī)主控模塊、LCD 顯示、按鍵電路、電源電路、信號采集電路和控制電路， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。 

　　1.1 單片機(jī)控制電路

　　系統(tǒng)采用STC89C52 單片機(jī)，STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS 8 bit 微控制器， 具有8 KB 系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。該型單片機(jī)具有很高的性價比， 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表、通信設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域。

　　1.2 GSM 模塊電路

　　本系統(tǒng)采用SIM300 模塊， 其中SIM300 的16 管腳接網(wǎng)絡(luò)指示燈（LED） , 用于指示SIM300 信號的強(qiáng)弱，17 管腳與單片機(jī)的P3.3 相連， 其工作時首先由單片機(jī)發(fā)送低電平信號， 使該模塊處于工作狀態(tài)，43 、41 、49 為串行通信接口， 分別與單片機(jī)的P3.0 、P3.1 、P3.2 相連。1 、3 、5 、7、9 管腳接4.2 V 電源。SIM300 與單片機(jī)是通過串口連接， 單片機(jī)控制系統(tǒng)可以發(fā)給SIM300 模塊AT 命令，從而控制其工作狀態(tài)。

　　1.3 鍵盤、顯示及外部存儲電路

　　本系統(tǒng)采用4 行3 列矩陣鍵盤， 其中行線與P1.0~P1.3 相連， 列線與P1.4 ~P1.6 相連， 列線經(jīng)10 kΩ 電阻接+5 V 電源拉高。共12 個按鍵， 分別設(shè)定為0~9 、* 、#等按鍵號碼。

　　本系統(tǒng)采用LCD12864 液晶顯示模塊， 該顯示模塊每屏可以顯示4 行漢子或者字符， 用于顯示提示信息和手機(jī)號碼等內(nèi)容。

　　本系統(tǒng)要求在使用過程中儲存用戶預(yù)設(shè)的手機(jī)號碼， 因此必須有外部存儲器。在存儲信息不大的情況下采用AT24C02 即可。

　　1.4 傳感器及繼電器電路

　　本系統(tǒng)采用振動傳感器、紅外傳感器、聲音傳感器相互配合使用， 有效避免了系統(tǒng)誤報、錯報等情況。

　　繼電器電路用于切斷油路或者電路， 控制汽車運行狀態(tài)， 當(dāng)用戶用手機(jī)發(fā)送控制命令時， 單片機(jī)某一端口輸出為高電平信號， 即可控制繼電器。當(dāng)警情解除時， 只需發(fā)送解除命令即可恢復(fù)汽車的正常工作。

　　2 軟件設(shè)計

　　主程序流程圖如圖2 所示。 

　3 監(jiān)測報警流程

　　3.1 設(shè)置流程

　　用戶第一次使用時要設(shè)置手機(jī)號碼和短信中心號碼。開啟電源， 按照液晶顯示的提示， 通過鍵盤進(jìn)行號碼預(yù)設(shè)， 需要設(shè)置本地短信中心號碼和個人控制號碼， 所設(shè)號碼存在外部存儲器中。預(yù)設(shè)程序結(jié)束后， 單片機(jī)向SIM300 發(fā)送AT 命令控制其向預(yù)設(shè)號碼發(fā)送驗證短信"設(shè)置成功".若不是第一次使用，在提示輸入密碼后10 s 內(nèi)不進(jìn)行號碼的重新設(shè)置， 則自動跳過設(shè)置號碼階段， 開始正常監(jiān)測工作。設(shè)置流程如圖3 所示。 

　　3.2 監(jiān)測流程

　　在SIM300 工作狀態(tài)下， 若汽車有異常情況， 如車門被打開、車窗被砸破， 產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動或聲音等只要觸發(fā)其中的一個傳感器， 使與傳感器相連的單片機(jī)管腳的電平發(fā)生變化（ 由低電平變成高電平）， 此變化作為信號， 經(jīng)單片機(jī)判斷后確認(rèn)是警情信號， 單片機(jī)將控制SIM300 發(fā)送短信給預(yù)設(shè)的個人監(jiān)控號碼， 例如： " 您的汽車出現(xiàn)緊急情況， 請及時查看" .監(jiān)測流程如圖4 所示。 

　　3.3 控制流程

　　確定SIM300 處于工作狀態(tài)時， 若遇到緊急情況， 如汽車被盜， 需要緊急關(guān)閉油箱閥門， 使汽車停下。編輯短信" 關(guān)閉" , 發(fā)送到與SIM300 連接的SIM 卡，SIM300 接收到短信后將信息存儲在SIM 卡中， 單片機(jī)發(fā)送命令讀取剛才收到的信息， 包括來信號碼、短信長度、短信內(nèi)容等。單片機(jī)將其解析為PDU 碼， 判斷來信號碼是否是預(yù)設(shè)的用戶控制號碼。若不是， 則停止后續(xù)工作， 命令視為無效， 單片機(jī)向SIM300 發(fā)送命令刪除短信； 若是預(yù)設(shè)號碼， 則查看短信是否符合預(yù)設(shè)命令。若不符合， 停止后續(xù)工作并刪除短信； 若符合， 則執(zhí)行相應(yīng)命令， 即與繼電器相連的單片機(jī)管腳電平發(fā)生變化（ 由低電平變?yōu)楦唠娖剑?, 同時刪除短信（ 使SIM 卡中每次收到的短信都儲存在首條的位置， 方便下次讀?。?.輸出信號再經(jīng)信號放大器發(fā)大， 達(dá)到使繼電器正常工作的電壓， 切斷油箱供油開關(guān)， 使汽車停止運行。控制流程如圖5 所示。 

　　經(jīng)過軟硬件的調(diào)試， 本系統(tǒng)的各項功能都能很好地實現(xiàn)， 有效保證了汽車的安全。該系統(tǒng)將單片機(jī)與SIM300 功能模塊相結(jié)合， 充分利用了技術(shù)成熟的GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)， 克服了普通監(jiān)控系統(tǒng)中的諸多局限性。該思想還可以用于家用電器、農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)等領(lǐng)域。本方案具有節(jié)約布線資源、控制范圍廣、通用性強(qiáng)、性價比高等諸多優(yōu)點。