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基于GSM技术的汽车防盗系统的设计

时间:2008-6-16 14:09:00  作者:  来源:ic72  浏览人数:43652
 
 

      随着经济的发展和人们生活水平的提高,越来越多的家庭有了私车,这为人们带来了出行的现代化,同时也给车主们带来了一个最头疼的问题:对自己的爱车如何监控和防盗?虽然大多数汽车都带有防盗装置,市场上也有各种汽车附加防盗器,可是这些防盗装置都存在一定的缺陷,要么距离有限,一旦监控器离汽车比较远就很难达到目的;要么使用单一遇警的检测装置,致使错报、漏报现象时有发生,给车主造成了很多不必要的麻烦和损失。为此,拟依靠现代广泛使用的移动通信网络,通过GSM短信数传技术进行远程监控,而且通讯网络架构于移动或联通的GSM网络上,网络覆盖范围广、费用低、网络稳定,双向通讯,用户操作灵活、方便,报警短信可以做到近而无声,传输报警信号却能远及天边。此外,采用多种传感器检测遇警信息并进行信息融合,对汽车被盗信息进行多方面地监测,从而获得较为可靠的信息,达到了准确预警的目的,提高了报警系统的可靠性。

      1 系统的总体结构及工作过程

      汽车防盗系统由车主手机、GSM通信模块、中央处理模块、检测模块、报警模块和执行模块组成,系统总体结构框图如图1所示。

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      (1)监测模块由多组传感器及信号处理电路构成,用于车况信息的采集,并将采集的数据信号加以处理后传输至中央处理模块。

      (2)中央处理模块接收来各个传感器的信息进行数据融合,将处理的结果分级。中央处理模块根据不同等级的警报触发不同的报警信号和执行操作,并通过通信模块将事态判定结果发送到车主手机。

      (3)报警模块接收中央处理模块的指令,利用声音、闪光等进行报警。

      (4)执行模块通过通讯模块接收车主手机发送的指令,车主可以方便地进行“汽车锁死”、“警报解除”等操作。

      (5)通讯模块能够实现数据通讯功能。

      系统正常工作时,首先将检测模块采集数据送到中央处理模块,并且判断是否发生异常情况,如果发生异常情况并进行数据信息综合分析处理后通过GSM通信模块向用户发送相应的报警短消息,用来监测、控制汽车的工作状态。车主接收到报警短消息后,根据具体异常情况发送控制汽车的短消息指令,用户还可以通过手机发送短消息进行访问,当用户接收到报警信息时,可以根据报警的种类向主机发送短消息,对各被控量实现远程控制,中央处理模块提取短消息并译码后进行相应的操作启动报警模块或执行模块。

      被盔警报 如有人非法开启车门或发动汽车,通过发送短消息将警报信息发送给车主或其他指定手机。

      远程遥控 当车辆遇抢劫或盗窃时,车主或指定的手机可通过短消息对指定的车辆进行遥控,实现断油、断电等相关操作。

      系统利用GSM网络同车主进行通信,及时报告汽车状况,提高了防盗系统的可靠性。

      2 系统硬件设计

      2.1 系统硬件结构设计

      系统硬件结构框图如图2所示,由传感器单元电路、单片机AT89S52电路、GSM模块通信电路、声音灯光报警电路、断油断电控制电路等组成,并由固态继电器控制具体操作设备。

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      2.2 GSM模块设计

      GSM模块选用西门子公司的TC35,在应用系统中很容易集成,具有如下特点:

      (1)频段为双频GSM 900 MHz和GSM 1 800 MHz;

      (2)支持数据、语音、短消息和传真;

      (3)电源范围宽;

      (4)具有RS 232接口和语音接口。

      电路连接简单,单片机的串行接口通过电平转换芯片MAX202与TC35的串口相连,采用异步串行通信。

      2.3 传感器设计

      多种传感器的选择主要是针对窃贼的盗窃手段决定,一般盗窃手段有以下几种:整车搬运法;破坏车体法;复制钥匙或开锁高手直接将车开走;窃取车载物件等。窃贼的这些行为会引起车体振动、倾斜等现象,同时还伴有中心波长为9~10μm的红外辐射等人体生物信息。根据窃贼盗窃汽车所引发的异常现象,选用以下传感器构成防盗系统的监测模块:

      微波多普勒传感器 该传感器在人或物体靠近时接收器接收的频率发生变化,当频率变化至设定值时,可以判断为有人或物体进入防盗系统的预警范围。采用MX1052(HB100)型微波多普勒传感器,10.525 GHz微波频,非接触式,不受热、嗓音、湿度、气流、尘埃等影响,抗干扰探测范围超过15 m。应用电路简单,配两个LM324即可实现功能。

      振动传感器 该传感器能够对车体特殊频段的振动进行监测,在车体被外力破坏的情况可以产生警报,振动传感器可采用ND-1型高灵敏振动位移传感器。他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。

      倾角传感器 倾角传感器监测车体相对于初始位置是否出现倾角变化,如果这种角度的变化是以特定频率出现或达到设定的阈值,就可以判断为汽车整体被搬运。采用SCA100T倾角传感器,双轴倾角测量,DIL-12塑料SMD封装。

      热释电红外传感器 热释电红外传感器只对中心波长为9~10μm的红外线辐射敏感,能够检测到人体辐射的红外信息,可以用作人体入侵车内的监测器件。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。

      霍尔开关器件 通过霍尔开关器件可以对汽车的车门、发动机舱盖及后备箱盖的非法开启进行监测。CS1020霍尔开关电路由反向电压保护器、电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器和集电极开路输出级组成,能将变化的磁信号转换成数字电压输出。

      2.4 报警控制电路设计

      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或断油或是启动声音报警和灯光报警,从而保证汽车的安全。如要恢复,再向TC35拨号即可。由于继电器的内阻很小,设计采用OC门驱动电路。

      3 系统软件设计
     
      3.1 GSM短信息数传实现设计

      GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和CSM07.07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间的通用接口;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。

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      利用GSM的AT指令进行短消息的发送和接收步骤如下:

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      发送中文则要采用PDU串,如果把中文“有人动车!”五个字发送到13594120635,发送:SMSC号码是+8613800250500,对方号码是13594120635,消息内容是“有人动车!”。发出的PDU串为:“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 9BFD 0E 01”。

      3.2 系统软件流程

      系统软件采用汇编语言与C语言混合编程实现,程序主要流程如图3所示。系统程序主要包括系统初始化程序、无线数据传输程序、传感器数据采集程序、GSM模块通信程序、声音灯光报警程序、继电器控制程序等。

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      4 结语

      经实验验证,采用基于GSM短消息数传技术的汽车防盗系统,不仅可以提高报警的通信可靠程度,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监控。此外本系统利用多传感器信息融合技术,对预警信息的紧急程度进行区分,便于车主根据情况采取措施,满足了车主对汽车防盗的要求。该系统安装简单,功能强,便于应用,易于推广。

 
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