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基于GSM网络的汽车报警系统设计 - 汽车电子 - 免费猫

发布时间:2020-02-17 14:08:01 阅读: 来源:紧线器厂家

基于GSM网络的汽车报警系统设计 - 汽车电子 - 电子工程网

随着经济的迅速发展,社会上汽车的数量大幅度上升。同时,偷车案例数量也在逐年大幅增长。事实上,汽车完全可以通过安装报警器使窃贼无机可乘。然而,早期的车用报警器功能单一,误报率比较高,噪音大,有时候刮风下雨也会报警,真正遇到险情时却没有达到报警效果。

目前报警器种类有很多,主要可分为声音报警器,无线报警器及GPS定位报警器。常用的声音报警器一般通过振动传感器感知被保护物体(如汽车或保险箱)的异常振动,然后驱动大功率声音报警,该报警方式缺点是报警距离短、对环境产生噪音污染、报警器易被拆卸或遭破坏。而GPS报警器入网成本高,监控范围小,稳定性差。

基于GSM网络汽车报警系统,集GSM网络、无线遥控、数字信号处理技术于一身,采用当代最新的技术成果,具有双向通信、安装简单、使用方便、用途广泛、可靠性高的特点,可广泛应用于各类汽车防盗报警。

2 系统工作原理及结构组成

本系统的工作原理如下:当汽车遭受盗窃时,由于车身的振动被传感器检测到,系统微控制器根据传感器检测的信号,通过系统分析、处理,生成报警信息;同时,通过微控器控制GSM模块拨打用户电话并发出短信报警。工作原理如图1所示。

3 系统硬件设计

系统硬件电路主要由以下几个部分组成:继电器模块、微处理器模块、无线通信模块、GSM模块、电源模块、传感器模块。系统硬件结构如图2所示。

3.1 微处理器模块

系统微处理器模块采用STC89C52系列单片机为核心,主要完成系统控制以及信号处理等功能。该单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择,最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路;工作频率范围为:O~40 MHz,相当于普通8051的0~80 MHz,实际工作频率可达48 MHz;片上集成11280 B/512 B RAM;ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器/仿真器,可通过串口(P3.O,P3.1)直接下载用户程序,8KB程序3 s即可完成一片,适用于大规模产品开发。

3.2 GSM模块

系统GSM模块采用SIM300C专用通信模块,主要负责报警器与用户之间的短信以及电话通信。该款模块内嵌TCP/IP协议,AT命令控制,实现数据传输非常方便。模块具有以下特点:

(1)供电电压:3.4~4.5 V;

(2)编码方案:CS-1,CS-2,CS-3 and CS-4;

(3)SMS短信支持MT,MO,CB,Text and PDUmode;短信存储:SIM卡;

(4)支持1.8 V,3 V的SIM卡。

SIM300C以小尺寸和低功耗实现语音、SMS、数据和信息的高速传输,满足系统的设计要求。

3.3 无线模块

系统采用无线接收模块3310A用于遥控器与报警器的短距离数据传输,实现对报警器的启动和停止功能。

3310A接收模块是一片直接将芯片做在PCB板上具有较高性价比的超外差接收模块,具有体积小、免调试、无外围、性能稳定等特点,芯片内含射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器,输出为数据电平信号,可直接至标准解码器或CPU解码,频率为315 MHz及433.92 MHz,适合于ASK方式的发射模块及遥控手柄配套。

产品性能与优点:

接收频率:315 MHz,433 MHz(免调试);

工作电压:2.5~6 VDC(典型5 V);

工作电流:2.5 mA/3 V,4.5 mA/5 V;

接收灵敏度:-90 dBm(1.8μV);

接收方式:ASK;数据速率:4.8Kb/s;

解调滤波器带宽:5 Kb/s;

工作温度:-40~+80℃。

其外围电路如图3所示。

4 系统软件设计

根据工作原理,程序设计主要由以下三大模块组成:启动模块、控制模块、监控模块。启动模块对部件进行必要的设置;控制模块接收用户指令,分配工作,进行相应处理;监控模块,对传感器实时监控,被触发后发送短信报警。

4.1 启动模块

启动模块包含两个部分:初始化STC89微控制器和初始化SIM300C通信模块。首先,必须对微控制器的定时器和中断、串口、系统变量等进行初始化。

微控制器处理速度快,串口速率慢,这对报警器实时监控带来了很大的隐患,微控制器不能一直等待接收完全部数据。为了提高实时监控能力,通信模块引入缓存,把不完整的信息暂存在缓存内,待信息完整后再进行处理。缓存结构加入读指针和写指针,对缓存进行读、写操作,保证了在读数据的同时,也可以进行写操作,两指针互不干扰。初始化SIM300C通信模块通过拉低IGT启动SIM300C,并通过串口发送AT指令进行必要的初始化设置。表1是初始化 SIM300C使用的AT命令。

根据AT指令回答的格式“ CR LF 回答 CR LF ”, CR LF ACSII码分别0DH,0AH。短消息的发送和接收控制模式有三种:Block模式、PDU(Protocol Data unit,协议数据单元)模式和Text模式。使用Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持。目前,PDU模式已取代Block模式,而Text模式不支持中文。因此,为了系统的通用性,兼容中英文短消息的发送接收,本系统使用PDU模式来处理短消息。为了减少程序的复杂性,系统不对信息进行储存,因为如果采用信息储存方式,需对信息读取,读取完再删除信息,过程比较繁琐。

本系统则是利用信息提示的方法对信息内容进行读取的。最后设置来电显示,主要为了确认用户的身份,便于用户启动、关闭监控功能,整个启动代码的设置主要是对后续的工作做好准备。

4.2 控制模块

根据程序设计需求,只需提取被叫号码和用户数据(Unicode字符串),被叫号码用来确认是否机主手机号码,当不是主手机号码时不进行下一步操作,清空缓存,继续监控,确认后,根据用户短消息内容不同,做相应设置。

其中“设置”命令的功能是将报警器中车主的手机号码进行修改;“修改”命令是将报警器中的密码进行修改,密码的作用是防止任何人都可以修改报警手机号码。发送相应短消息内容,完成各种设置:

(1)“启动”短消息,启动报警器。

(2)“关闭”短消息,关闭报警器。

(3)“设置”短消息,替换拥有控制权的手机号码。

(4)“修改”短消息,修改登陆密码。

(5)“查询”短消息,查询报警器的工作状态。

4.3 检测模块

该模块由高精度振动传感器组成。模块被触发后,发送一个低电平信号到微控制器。

控制器检测到低电平信号,发送短信到机主手机报警。由图4可以看到发完信息后,低电平还未跳到高电平时,又被微控器检测监控设备为低电平,又重复发了一条信息。为解决此问题,发送报警信息继续检测监控设备,当为高电平时才跳出,这样避免了产生信息重发,增强了系统的稳定性。

5 结 语

与现有汽车报警系统相比,本系统的主要功能和优点有以下几方面:

(1)由于采用专用高精度可调震动传感器检测方式,当触碰汽车产生的震动作用产生报警信号,传感器精度可调,能够有效地避免现有汽车震动报警器容易产生误报警的缺陷。

(2)报警系统安装了移动通信模块和采用单片机智能控制,当报警信号产生时,移动通信模块自动拨叫车主移动电话或向车主移动电话发送短信息,这样报警信号就可以传送到移动通信服务覆盖的任何地方,克服了普通报警系统信号传送距离近的不足。车主接到报警信号后可以采取必要措施,如电话报警,打电话询问,亲自察看等。

(3)与现有报警器相比,该报警器可通过使用车主移动电话拨叫报警器SIM卡所包含的移动通信电话号码,双方号码吻合后自动解除报警。也可以使用遥控器激活或解除报警。

(4)基于GSM网络的报警系统解决了GPS入网成本高,监控范围小,稳定性差以及一般汽车报警器距离限制等问题。

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