基于GSM网络的汽车防盗报警系统设计

GSM(G10bal System for Mobile Communication)网络是基于时分多址技术和频分多址技术的通信网络体系，属于第二代通信技术(2G)。该技术成熟，覆盖范围广。GSM短信息服务(sholt Message Service)作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。

传统的报警系统存在很多问题，如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境、误报现象经常发生。这些问题给居民生活带来了很大的困扰，某些居民区甚至因此禁止安装汽车报警器。

利用GSM网络设计的汽车报警系统，附加了软件智能化设计控制，很容易解决上述各种问题。

1 系统结构与原理

系统结构如图1所示。汽车报警器检测到信号以后，通过软件处理系统、GSM网络将报警信号传到用户手机。实现了报警信号的长距离传输。



2 硬件设计

系统的主要硬件结构如图2所示。探测信号通过P0．0和P0．1输入，不采用中断方式是为了防止误报警的产生。控制信号通过P0．7输出。单片机的串行接口通过电平转换芯片MAX202与TC35的串口相连。由于是异步串行通信，可采用无流控制方式，连接接口J1的2、3、5即可。



2．1 TC35模块简介
   
TC35是西门子公司开发的高性能GSM模块，在应用系统中很容易集成。其特点是：(1)频段为双频GSMg00MHz和GSMl800MHz(phase2／2+)；(2)支持数据、语音、短消息和传真；(3)电源范围宽；(4)具有RS232接口和语音接口。

2．2 传感器

传感器可利用热释电红外传感器或振动传感器。热释电红外传感器通过检测人或动物发射的红外线而输出电信号，作用角度为110°。可使用BISS001型红外成品组件，作用距离通过菲聂尔透镜调节。振动传感器可采用ND-l型高灵敏振动位移传感器。它是一种集振动和位移测量于一身的全方位固态控制器件，对振动有很 高的检测灵敏度，对周围环境的声音信号抑制并具有很 强的抗干扰能力。其灵敏度通过电容可调。

2．3 控制电路
   
当用户收到报警信息后，如需采取措施，可以向TC35模块拨号。单片机收到信号后，发出ATH指令将拨号挂断，然后向P1．7口发出控制信号。控制信号通过运放放大后，继电器将点火线切断，从而保证汽车的安全。如要恢复，再向TC35拨号即可。 继电器的内阻很小，须用OC门驱动，驱动电路如图3所示。



3 软件设计

3．1 与SMS有关的AT指令

GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07．05和GSM07．07规范。GSM07．07中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之问的通用接口；GSM07．05对短消息作了详细的规定，在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。与SMS有关的GSM AT指令如表1所示。



本系统中用到的AT指令如下：
    发送：AT+CMGF=0          //设置短消息发送格式
    回答：OK
    发送：AT+CMGS=24          //短信息长度，注意为十进制。
    回答：>
    发送：0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01 //PDU数据包
    回答：+CMGS：[，]

3．2 PDU格式简介
   
目前，发送短消息常用Text和PDU(Prutoeol Data Unit)模式。使用Text模式收发短信代码简单，容易实现，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用三种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符，编码类型在PDU数据包中指定。

下面举例说明PDU格式的组成。例如要把“有人动车!”五个字发送到13808460649，则PDU数据为：

    0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01
    (1)00表示省略短信中心号码；
    (2)01表示文件头字节；
    (3)03表示信息类型(TP-Message-Reference)；
    (4)0D表示被叫号码长度；
    (5)91表示被叫号码类型；
    (6)683108480646F9表示被叫号码，经过了位移处理；
    (7)32表示协议标识TP-PID；
    (8)08表示数据编码方案TP-DCS，因为要发送U-NICODE内码，所以使用USC2(16bit)编码；
    (9)0A表示用户数据长度TP-UDL(以8位码为单位(octet))；
    (10)67094EBA52A88F66FF01表示用户数据。

3．3 汉字编码

由于在GSM标准中，中文编码采用Unicode编码，而不是目前国内常用的GB-2312编码，所以只要将十进制的Unicode编码转化为十六进制即可，也可以由GB-2312编码通过换算得来。例如“您好”二字的十进制Unicode码分别为24744和22909，转化为十六进制为60A8和597D。

3．4 报警策略

为了区分情况的紧急程度，可以设置两条短信。若单一检测器检测到信号则发送短信一；若两个都检测到信号则发送短信二。发出短信息以后，用户只需拨号就可以切断点火线。若网络出现问题则向用户手机拨号。

3．5 软件流程

在主程序中，89C51利用巧妙的算法对红外信号和震动信号进行采样，相当于对信号进行积分。如果4秒内80％（可根据实际情况调节)的信号有效，则说明有非法人员入侵，产生报警信号以后通过程序控制，以保证15分钟之内不会产生第二次报警信号。

程序的主循环如图4所示。



经实验验证，采用基于GSM短消息的通信方式控制汽车报警系统，不仅可以提高报警系统的通信可靠程度，而且通信距离基本不受限制，从而实现用户对汽车的长距离实时监控。此外本系统还可对入侵的紧急程度进行区分，便于用户根据情况采取措施，满足了汽车用户对汽车防盗的要求。本系统成本不高，易于推广。通过在多种汽车上的实际应用，系统运行良好。