基于GSM网络的汽车智能防盗警报器设计.doc

目录目录 摘要 I ABSTRACT II 1 引言 1 1 1 我国汽车防盗安全问题现状 1 1 2 论文背景 1 1 3 课题研究的意义 2 1 4 课题研究的内容及目标 2 1 4 1 课题研究内容 2 1 4 2 课题研究目标 2 2 汽车智能防盗报警系统总体结构设计 3 3 汽车智能防盗报警系统硬件结构设计 5 3 1 系统的硬件构成 5 3 2 TC35I模块及其外围电路 5 3 2 1 TC35i 模块介绍 5 3 2 2 TC35i 模块规格 5 3 2 3 TC35i 模块对外接口电路 6 3 3 单片机及其外围接口电路 8 3 3 1 STC89C51RC RD 系列单片机 8 3 3 2 电平转换部分 10 3 3 3 传感器部分 11 3 3 4 遥控器及其接收模块 13 4 汽车智能防盗报警系统软件结构设计 15 4 1 系统软件设计概述 15 4 2 GSM 规定的 AT 指令集 17 4 2 1 TC35i 模块 AT 指令 17 4 2 2 SMS 短消息的编码方式 19 4 2 3 报警器各种功能的 AT 控制指令 19 4 3 系统软件部分功能的实现 21 4 3 1 系统进行初始化程序 21 4 3 2 单片机与 TC35i 模块相连并初始化程序 21 4 3 3 初始化 TC35i 程序 22 4 3 4 传感器报警程序 22 4 3 5 更改用户程序 24 4 3 6 更改密码程序 24 5 结束语 26 参考文献 27 致谢 28 附录 29 I 摘要摘要 本文介绍了一种基于 GSM 技术的汽车防盗报警系统 阐述了基于 STC89 单片机的 GSM 汽车报警器的硬件设计和软件设计 该系统利用 GSM 短信模块来发送接收用户的 手机短信和来电 实现对汽车的实时监听和远程遥控 系统采用红外人体传感器 震动 传感器 门传感器来探测汽车的状况 当传感器检测到异常情况时 单片机控制 GSM 短 信模块向用户发出报警信息 用户接收到报警信息后 可以做出及时的应对措施 达到 了防盗的目的 该系统结构简单 功能实用 使用方便 通信成本低且能够有效地解决 传统报警器存在的不足 关键词 关键词 STC89 单片机 GSM 短信模块 汽车防盗 II Abstract This article describes a car anti theft alarm system based on GSM technology including the introduction of hardware design and software design of STC89 MCU based GSM car alarm Using GSM module to send and receive mobile phone messages and calls which users send the system can achieve real time monitoring and remote control of vehicles The system uses three kinds of sensors to detect the state of the vehicle When the sensors detect the presence of abnormal conditons the MCU module which controls the GSM SMS will send alarm messages to users When receiving a warning message users can make a timely response which reaches the anti theft purposes The system has many advantages such as simple structure functional practical and easy to use In addition it can effectively solve the shortcomings of trational alarm at lower communication costs Keywords STC89 MCU GSM message module car anti theft 1 1 1 引言引言 1 11 1 我国汽车防盗安全问题现状我国汽车防盗安全问题现状 随着中国经济的快速发展 人们的生活水平普遍提高 汽车的需求飞速发展 汽 车的普及给人们生活带来了极大的方便 许多家庭拥有了自己的私家车 而近年来汽车 的失窃情况越来越严重 这给车主的财产带来了极大的损失 因此 如何有效地防止汽 车被盗是车主们最关心的问题 汽车防盗产品已成为车主们购买汽车后首选的汽车装 备 目前市场上出现的汽车防盗产品大致上可分为三类 机械防盗器 电子防盗器 无线跟踪防盗器 目前市场上汽车报警器大部分容易被破坏 汽车报警的方式多为灯光闪烁和喇叭 鸣响 而车主往往又离车很远的地方 根本无法收到汽车的报警信息 汽车的失窃给车 主带来了巨大的损失 传统报警系统的主要缺陷是 被动防盗 车辆被偷后无法进行 跟踪 不能远程设防撤防 作用距离短 报警器产生的噪声污染严重 误报现象经常 发生 这些问题给人们日常生活带来了很大的困扰 尤其是在居民区 时常会听到接 二连三的报警声 因此有的小区甚至禁止安装汽车报警器 1 21 2论文背景论文背景 随着汽车在日常生活中的普及 汽车防盗产品的质量和智能化也得到了不同程度 的提高 汽车防盗器从原来的机械防盗器 提升到了电子防盗器 再逐步过渡到无线 跟踪防盗器 最先出现的机械防盗器 利用方向盘锁 变速杆锁等机械装置来锁定汽车离合器 方向盘 变速杆来达到防盗的目的 它利用防盗锁直接锁住车内敏感的操纵装置 每 次上解锁浪费了车主很长的一段时间 而且它的位置不是很隐蔽 对于那些盗车高手 来说 那只是形同虚设 往往被盯上就很难逃离被盗的结果 但由于它结构简单 价 格便宜 在那些中低档汽车上应用还是很广泛 继机械防盗器之后出现了电子防盗器 但汽车在某种情况下出现车门 车盖 行李箱非法打开 发动机非法启动或车体震动 时 会发出报警的声音 有的电子报警器还配有无线电发射装置 当汽车发出报警时 车主可在近距离内知道汽车被盗情况 但是这种装置受地域范围的影响 当车主在外 出差时就无法了解汽车的情况 目前市场上多数高档车上都安装有 GPS 汽车定位跟踪 装置 利用对汽车的实时跟踪监控导航来实现对汽车的防盗 但是 GPS 装置在没有建 立卫星定位地面监控中心的地区就无法工作 而且存在一定 盲区 时常会出现监控 间断的现象 而且 GPS 定位报警器车主要承担昂贵的费用 目前在市场兴起了一种联网防盗服务公司 在这种公司的发展初期 所有的网络 运营面临的同样的一种难题 那就是网络没有足够的入网用户数量 导致分配到每一 2 个车主的价格非常昂贵 导致大部分的车主都持有一种观望的状态 从而致使联网防 盗服务公司的发展非常缓慢 然而另一种汽车防盗装置孕育而生 GSM是目前基于时分多址技术的移动通信体制中较为成熟 完善 应用广泛的一种 系统 GSM系统集中了现代信源编码技术 信道编码 交织 均衡技术 数字调制技术 话音编码技术以及慢调频技术 同时在系统中引入了大量计算机控制和管理 因而保 证了数据传输的正确性 安全性和可靠性 1 1 31 3课题研究的意义课题研究的意义 本系统设计是基于 GSM 网络的汽车防盗器 是依托覆盖率极高的 GSM 公众网络 利 用 GSM 无线通讯业务和短消息增值业务 采用人车互动主动防盗模式 具有实现简单 通信成本低 频谱利用率高和保密性好等特点 不仅实时 自动 可靠及方便地实现 通信报警 而且突破距离的限制 具有技术含量高 智能化 网络化的特点 2 采用 嵌入式技术开发车载防盗装置 一方面能增强控制能力 提高汽车防盗的智能化程度 另一方面 缩小了装置的体积 提高了该装置应用的灵活性 同时也为将来进一步增强 汽车电子的功能提供了扩展的空间 采用基于 GSM 短消息的通信方式控制汽车报警系统 不仅可以大大提高报警系统的 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 满足汽车用户 对汽车防盗的要求 而且本系统成本不高 便于安装和推广 3 1 41 4课题研究的内容及目标课题研究的内容及目标 1 4 11 4 1课题研究内容课题研究内容 1 报警系统总的设计方案 2 报警系统硬件结构的设计 3 报警系统软件的设计方案 1 4 21 4 2 课题研究目标课题研究目标 利用公共通信网络无限制地提高无线报警的距离 即利用 GSM 通信终端拾取报警 信息 并自动发送至远端 GSM 手机用户 实现无距离限制的无线报警 当汽车遭受盗 窃时 由于车身的振动 车门非法打开或人体进入车内被传感器所监测到 系统微控 制器根据传感器所监测到的信息 通过系统设定的分析 处理和分类算法 生成若干 类报警信息 同时 通过微控器控制 GSM 模块发出短信报警 3 2 2 汽车智能防盗报警系统总体结构设计汽车智能防盗报警系统总体结构设计 该报警器 详见附录 是依托 GSM 网 利用 GSM 无线通信业务及短消息服务业务 对车辆进行远程监控和定位 主控装置采用单片机的控制 功能由软件编程实现 GSM 手机控制方式是采用 GSM 手机串行数据接口 利用 GSM 网络消息服务业务 实现数据 信号发送接收 采用 GSM 手机串行数据接口方式 控制方便简单 这些技术目前都已 经非常成熟 并且广泛的各种监控领域使用成功 系统设计包括检测模块 中央处理模块 执行模块 通信模块 其中 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 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 发动机熄火 监听 等操作 4 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 4 系统原理图如图 2 1 所示 图 2 1 系统原理图 5 3 3 汽车智能防盗报警系统硬件结构设计汽车智能防盗报警系统硬件结构设计 3 13 1 系统的硬件构成系统的硬件构成 本设计主要是基于GSM短信息的汽车智能防盗系统 其中无线通信部分是采用西门 子公司所开发的TC35i通信模块 整个系统是一个由STC89c58芯片为核心的单片机模块 和几个负责不同功能的控制模块组成 其中核心控制芯片通过串口复用电路 利用RS 232接口接入各种模块 并负责控制各种功能模块之间的信息传递 当TC35i模块接收 到用户手机发送的短信息时 将内容传递给主控单片机 经过单片机的计算分析 根 据接收到的短信内容控制响应的子功能模块 同时单片机将整个系统所反馈回来的信息 以短信的方式发送到车主手机上 当汽车遭受盗窃时 由于车身的振动 人体进入车 内或车门被非法打开 传感器模块检测到平衡点破坏时 立即向单片机发出信号 系 统微控制器根据三个传感器 通过系统设定的分析 处理和分类算法 生成若干类报 警信息 单片机根据所得到的信息 控制GSM通信模块向车主发送报警信息 并发出声 光警报 3 23 2 TC35iTC35i模块及其外围电路模块及其外围电路 3 2 13 2 1 TC35iTC35i模块介绍模块介绍 TC35i 新版西门子工业 GSM 模块是一个支持中文短信息的工业级 GSM 模块 工作在 EGSM900 和 GSM1800 双频段 电源范围为直流 3 3 4 8V 电流消耗 休眠状态为 3 5mA 空闲状态为 25mA 发射状态为 300mA 平均 2 5A 峰值 可传输语音和数据信 号 功耗在 EGSM900 4 类 和 GSM1800 1 类 分别为 2W 和 1W 通过接口连接器和天线连 接器分别连接 SIM 卡读卡器和天线 SIM 电压为 3V 1 8V TC35i 的数据接口 CMOS 电 平 通过 AT 命令可双向传输指令和数据 可选波特率为 300b s 115kb s 自动波特率 为 1 2kb s 115kb s 它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS Short Message Service 短消 息 可通过 AT 命令或关断信号实现重启和故障恢复 4 它主要是由射频天线 内部 Flash GMS 基带处理器 匹配电源和一个 40 脚的 Zip 插座组成 其中 GSM 基带处理器是核心部件 它的作用相当于一个协议处理器 用来 处理外部系统通过串口发送过来的 AT 指令 射频电路部分主要实现信号的调制与解调 实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换 匹配电源为处理器以及射频部 分提供所需的电源 插座是提供给用户的应用接口主要有音频接口 数据接口 SIM 卡 接口 电源及其控制接口 5 3 2 23 2 2 TC35iTC35i 模块规格模块规格 TC35i 模块有 40 个引脚 通过一个 ZIF Zero Insertion Force 零阻力插座 连接 器引出 这 40 个引脚可以划分为 5 类 即电源 数据输入 输出 SIM 卡 音频接口和 6 控制 TC35i 的第 1 5 引脚是正电源输入脚通常推荐值 4 2V 第 6 10 引脚是电源地 11 12 为充电引脚 可以外接锂电池 13 为对外输出电压 共外电路使用 14 为 ACCU TEMP 接负温度系数的热敏电阻 用于锂电池充电保护控制 15 脚是启动脚 IGT 系统加电后为使 TC35i 进入工作状态 必须给 IGT 加一个大于 100ms 的低脉冲 电平下降持续时间不可超过 1ms 16 23 为数据输入 输出 分别为 DSR0 RING0 RxD0 TxD0 CTS0 RTS0 DTR0 和 DCD0 tc35i 模块的数据输入 输出接口实际上是一个串行异步收发器 符合 ITU T RS232 接口标准 它有固定的参数 8 位数据位和 1 位停止位 无校验位 波特率在 300bps 115kbps 之间可选 默认 9600 硬件握手信号用 RTS0 CTS0 软件流量控制用 XON XOFF CMOS 电平 支持标准的 AT 命令集 其中 18 脚 RXD 19 脚 TXD 为 TTL 的串口通讯脚 需要和单片机或者 PC 通讯 TC35i 使用外接式 SIM 卡 24 29 为 SIM 卡引脚 30 31 32 脚为控制脚 其中 30 为 RTC backup 31 为 Power down 32 为 SYNC 35 38 为语音接口 35 36 接扬声器放音 37 38 可以直接接驻极体话筒来采集声音 37 是话筒正端 39 是话筒负端 6 3 2 33 2 3 TC35iTC35i模块对外接口电路模块对外接口电路 GPRS模块部分由TC35i模块启动电路 网络指示灯电路 SIM卡读卡电路 TC35i数 据接口电路组成 1 1 TC35iTC35i模块启动电路模块启动电路 TC35i模块采用AT贺氏指令集 单片机可以通过正确的AT指令对TC35i模块进行初始 化和通信数据的接收发送 系统上电以后如果要启动TC35i 可以通过单片机上的P3 2 引脚和手动开关SW2来实现 只要在IGT端加时长至少为lOOms的低电平信号 且该信号 下降沿时间小于Ims 然后输入IGT端得信号要保持高电平 这样TC35i就可以正常启动 TC35i模块启动电路如图3 1所示 图3 1 TC35i模块启动电路 7 2 2 网络指示灯电路 网络指示灯电路 TC35i的第32脚SYNC引脚有两种工作模式 一种是指示发射状态时的功率增长情况 另一种是指示TC35i的工作状态 可用AT命令AT SYNC进行切换 本模块使用的是后一 种 当LED熄灭时 表明TC35i处于关闭或睡眠状态 当LED为600 ms亮 600ms熄时 表 明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录 当LED为75 ms亮 3s熄时 表明TC35i已 登录进网络 处于待机状态 网络指示灯电路如图3 2所示 图3 2 网路指示灯电路 3 3 SIMSIM卡读卡电路卡读卡电路 TC35i使用外接式SIM卡 24 29为SIM卡引脚 SIM卡同TC35i是这样连接的 SIM上 的CCRST CCIO CCCL CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连 ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好 如果连接正确 则CCIN引脚输出高电 平 否则为低电平 SIM卡读卡电路如图3 3所示 图3 3 SIM卡读卡电路 8 4 4 电源部分 电源部分 电源电路主要开用 LM2941 芯片 它是开关型可调高性能微波电路专用稳压芯片 采 用 TO 263 5 Lead 封装 最大输入电压 60V 工作温度 40 125 C 上图中最左边 的第一脚是电压调整端 提供 1 211V 的基准电压 可以通过外围 R1 R2 两个电阻的 分压比能灵活改变输出电压 第二脚是 OFF 0N 控制端 高电平时关闭电源模块 低电 平时模块正常工作 第三脚是 GND 地 第四脚是 IN 电源输入端 第五脚是 OUT 电压输 出端 这里可以作为 TC35i 的电源芯片 TC35i 推荐的工作电压是 4 2V 电源电路如 图 3 4 所示 图 3 4 电源电路 3 33 3 单片机及其外围接口电路单片机及其外围接口电路 3 3 13 3 1 STC89C51RC RD STC89C51RC RD 系列单片机系列单片机 STC89C51RC RD 系列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 STC89 系列单片机如 图 3 5 所示 特点 1 增强型 6 时钟 机器周期 12 时钟 机器周期 8051CPU 2 工作电压 5 5V 3 4V 5V 单片机 3 8V 2 0V 3V 单片机 3 工作频率范围 0 40 MHz 相当于普通 8051 的 0 80MHz 实际工作频率可达 48MHz 4 用户应用程序空间 4K 8K 13K 16K 20K 32K 64K 字节 5 片上集成 1280 字节 512 字节 RAM 6 通用 I O 口 32 36 个 复位后为 P1 P2 P3 P4 是准双向口 弱上拉 普通 8051 传统 I O 口 P0 口是开漏输出 作为总线扩展用时 不用加上拉电阻 作为 I O 口 用时 需加上拉电阻 9 7 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 0 P3 1 直接下载用户程序 8K 程序 3 秒即可完成一片 8 EEPROM 功能 9 看门狗 10 内部集成 MAX810 专用复位电路 D 版本才有 外部晶 20M 以下时 可省外部复位 电路 11 共 3 个 16 位定时器 计数器 其中定时器 0 还可以当成 2 个 8 位定时器使用 12 外部中断 4 路 下降沿中断或低电平触发中断 Power Down 模式可由外部中断低电 平触发中断方式唤醒 13 通用异步串行口 UART 还可用定时器软件实现多个 UART 14 工作温度范围 0 75 40 85 7 图 3 5 STC89 系列单片机 P3 第二功能各引脚功能定义 P3 0 RXD 串行口输入 P3 1 TXD 串行口输出 P3 2 INT0 外部中断 0 输入 P3 3 INT1 外部中断 1 输入 P3 4 T0 定时器 0 外部输入 P3 5 T1 定时器 1 外部输入 P3 6 WR 外部写控制 P3 7 RD 外部读控制 单片机在系统中起着控制其它模块的核心作用 单片机通过串口与模块通信 通 过AT命令对TC35i模块进行初始化 和通信数据的接收发送和接收方式 如果初始化成 10 功会返回响应的指令 单片机会进行接收 并分析 如果单步操作不成功 单片机会 发出指令重复进行操作 但全部初始化完毕之后 就会进入预警阶段并接受车主的短 信信息 当有新短消息到达时 TC35i模块会向单片机发送指令 并把短信内容传递到 单片机上 单片机对短信内容进行分析 判断 并根据短信内容控制相应的模块 晶振是电路中常用用的时钟元件 全称是叫晶体震荡器 在单片机系统里晶振的作 用非常大 他结合单片机内部的电路 产生单片机所必须的时钟频率 单片机的一切 指令的执行都是建立在这个基础上的 晶振的提供的时钟频率越高 那单片机的运行 速度也就越快 本系统采用的晶振频率为11 0592M 3 3 23 3 2 电平转换部分电平转换部分 1 1 电平转换电路电平转换电路 单片机有一个全双工串行口 单片机与TC35i之间的可以使用串口通讯 由于 TC35i模块的串口输出时是RS232的0 3 3V电平 而单片机的串口是TTL的0 5V电平 因 此如果两者要互联并进行通讯 必须要有一个电平装换电路 本设计采用MAX232芯片 来对电路的电平进行转换 电平转换电路如图3 6所示 图3 6 电平转换电路 2 2 串口调试接口电路串口调试接口电路 开发板上有一个2排4列的跳线区 如果跳线帽戴到1 2 5 6位置的话可以实现用电 脑对STC下载程序 如果戴到2 3 6 7位置时可以用电脑控制TC35I模块收发短信短信息 收发专用软件 点击下载 或者用串口调试助手软件进行AT命令测试 如果跳线帽戴 到3 4 7 8位置的话可以实现单片机控制TC35I 串口调试接口电路如图3 7所示 11 图3 7 串口调试接口电路 3 3 33 3 3 传感器部分传感器部分 1 1 红外人体传感器 红外人体传感器 1 工作电压 DC4 5 20V 2 电平输出 有人 3V 高电平 无人 0V 低电平 3 感应角度 110 度 4 静态电流 小于 40 A 5 感应距离 4 5 米 6 触发延时 0 2 18 秒 7 触发方式 H 重复 L 不重复 8 外形尺寸 PCB 外形尺寸 32 24 20mm 螺丝孔距 28mm 螺丝孔径 2mm 红外人体传感器如图 3 8 所示 图 3 8 红外人体传感器 这款模块的性能和上一款完全相同 只是它采用直径只有 13 毫米的红外透镜 体 积更小 更容易嵌入其他设备 这款是采用红外专用芯片 BISS0001 芯片设计的人体传感模块 它最大的优点是性 能稳定可靠 模块有三个输出脚 左上图标有 的是正电源 标有 的是地 标有 OUT 的是输出脚 有人活动输出 3V 高电平 无人输出 0V 低电平 图中右下角 有一个检测方式切换短路线 现在已经改成短路线 中间和 H 连接为重复模式 只要 检测区域有人模块就一直有输出 这种模式一般称为电平输出 中间和 L 连接为不重 复模式 这种模式下即使检测区域有人活动模块也会自动停止输出一段时间 封锁延 时 然后再检测 这种模式一般习惯称为脉冲输出 模块上的 105 黄色电位器是动作 输出延时调整 就是检查到人体后输出延时若干秒高电平信号的时间 模块的封锁延 时时间由 C6 决定 默认为 102 封锁时间为 0 3 秒 如果需要光控功能 可以在 CDS 位置接上一个光敏电阻 模块采用低功耗稳压器件 7133A 1 可以保证在很宽的输入电压下稳定提供 3 3V 的 工作电压 确保模块能正常工作 8 12 2 2 震动传感器 震动传感器 引脚定义 1 白线 棕线 信号输出 检测到振动时输出 1 秒左 右的下拉信号 可以单片机直接接口 2 黑线 黑线 地 3 红线 蓝线 正电源 5 12 伏直流 图 3 9 震动传感器 这是振动传感器 C 是实际运用得最多的一种传感器 目前绝大多数车辆报警器都 是使用这种传感器作为振动检测器件的 它的体积为 35X50X20 毫米 振动检测的灵敏 度可以通过灵敏度调节旋钮调节 顺时针灵敏度增加 逆时针灵敏度降低 当检测到 振动大于一定幅度时 动作指示灯点亮 并输出报警信号 震动传感器如图 3 9 所示 这种传感器采用压电陶瓷片作为振动检测器件 因为压电片的谐振频率较高 所以 在压电片上焊接了一段重力弹簧 既可以降低谐振频率 又能将振动效果增强 因此 具有结构简单 成本低廉 灵敏度高并且连续可调等诸多优点 这种传感器采用三极管集电极开路输出的驱动模式 可以和单片机系统直接接口 首先单片机将端口置 1 并通过上拉电阻拉至电源正电压 当传感器检测到振动信号时 Q1 导通 A 点由电源电压下拉到 0 1V 左右 白线也被下拉至 0 8V 以下 这时单片机 就能检测到端口电平变低得到报警信号了 这种结构的优点在于传感器对后续电路 单片机 的工作电压无要求 而且电路上相互隔离互不影响 9 3 3 门传感器 门传感器 图 3 10 门传感器 这是有线门磁传感器 常闭接点输出 门关闭时触点接通 门打开后触点断开 可触发主机报警 无需外部电源供应 体积 35x65x13mm 门传感器如图 3 10 所示 13 3 3 43 3 4 遥控器及其接收模块遥控器及其接收模块 1 1 200200 米桃木色四键米桃木色四键 315M315M 遥控器遥控器 外形尺寸 58x38 5x13 毫米 发射功率 20 毫瓦 工作电流 14 毫安 工作电压 12V A23 报警器专用电池 工作频率 315MHZ 技术标准 兼容 PT2262 1 5M 振荡电阻 图 3 11 四键遥控器 按键数据位 A 10 B 11 C 12 D 13 这是 200 米四键遥控器的内部结构 我们采用 PT2264 芯片 和 PT2262 一样 板 上标有 R9 的为振荡电阻 我们采用 1 5M 振荡电阻电池上方是 1 8 位地址码切换区域 客户可以自行用焊锡短路的方法设置地址码 遥控器如图 3 11 所示 图 3 12 为发射器外形 面板上有 A B C D 四位操纵按键及一个发射指示灯 发射机内部采用声表谐振器稳频 频率一致性非常好 稳定度极高 工作频率 315MHZ 频率稳定度优于 10 5 使用中无需调整频点 特别适合多发一收等无线电遥控系统使 用 而目前市场上的一些低价位无线电遥控模块一般仍采用 LC 振荡器 稳定度及一致 性较差 即使采用高品质微调电容 当温度变化或者震动后也很难保证已调试好的频 点不会发生偏移 造成发射距离缩短 图 3 12 发射机等效电路图 2 2 超再生接收模块 超再生接收模块 体积 48x20 x8 毫米 振荡电阻 270K 可以和编码芯片兼容 2262 振荡电阻为 1 5M 的工作频率为 315M 遥控器配套使用 14 超再生接收模块的七根引脚分别为 10 11 12 13 GND VT VCC 其中 VCC 为 5 6V 的供电端 GND 为接地端 VT 端为解码有效输出端 只要遥控器的任意一个按键被按下 VT 都能同步输 出高电平 松开按键时立即为低电平 10 11 12 13 是解码芯片 PT2272 SC2272 的四位 数据锁存输出端 有信号 时能输出 5V 左右的高电平 驱动电流约 2mA 与发射器上的四个按键一一对应 这里用的是 L4 锁存芯片所以输 图 3 13 超再生接收 模块 出的数据能锁存 超再生接收模块如图 3 13 所示 天线可以用一根长度为 23 厘米的导线直接焊接到天线孔处即可 一般来说天线长 一些可以提高接收灵敏度 图中红色箭头所指的是振荡电阻 这里用的是 270K 可以 和 1 2 1 5M 振荡电阻的发射器配套使用 10 15 4 4 汽车智能防盗报警系统软件结构设计汽车智能防盗报警系统软件结构设计 4 14 1 系统软件设计概述系统软件设计概述 本设计采用 GSM 网络来进行通信 车主主要利用 TC35i 通行模块来控制汽车 当报 警器正常启动之后 将处在不断检测汽车状况和接受车主短信或来电的状态中 如果 汽车处在不设防状态 那么车上的传感器检测并传输到单片机的信号将不给予处理 这时通信模块也不会接受车主的来电 只有当车主发送短信解除时 才能使 TC35i 处 在工作状态 当车体有震动 车门被非法打开或有人进入到车内 这时自动发出声光 报警信号 并向用户发出报警信息 这时自动关闭车上有感应的传感器 避免向用户 重复发送短信 经过一分钟之后 声光报警信号自动解除 两分之后如果车主没有答 复 即没有向 TC35i 模块发送任何形式的短信和没有打电话监听车上的情况 该模块 就会自动拨打车主的手机 再过三分钟之后 就自动启动刚才关闭的传感器 如果车 主有发送短信到 TC35i 模块上 与其相连的单片机就会读取用户短信内容 经过分析 判断后 执行用户的指令 本系统设置 SIM 卡接收短信方式是当报警器初始化时就删除卡内的第一条短信 当 车主发来短信时 系统自动会将短信放在第一条短信的位置 等单片机读取 并执行 相应的命令之后 系统就会自动删除短信 这样可以防止短信内容被其他人读取到 并利用技术对该系统进行破解 本系统通信对象只针对车主 未经允许的用户手机不 能对其控制 当车主手机丢失或在外出差手机又没带 本系统设置了一个人性化的功 能 更改手机用户 车主只要输入正确的密码并发送到车上的短信模块 就能改变与 其的通信对象 对整个 GSM 报警器的控制形式分为两种 手机和遥控器 其中手机控制比遥控器控 制等级高 当系统处于正常工作状态时 两种控制方式都能控制系统撤防 当系统不 处于设防状态时 那就需要看是报警器上一次是通过哪种方式撤防 如果是遥控器对 报警器进行撤防的 那么系统可以通过遥控器和手机对报警器进行设防 如果是手机 进行的撤防 那么遥控器就不能进行设防 而只有通过手机进行设防 同时手机也可 以控制遥控器 当用户遥控器丢失时 车主就可以通过短信的方式 可以让遥控器对 于整个系统失效 16 智能报警系统总体设计流程图如图 4 1 所示 17 图 4 1 报警系统总体设计流程图 4 24 2 GSMGSM 规定的规定的 ATAT 指令集指令集 4 2 14 2 1 TC35iTC35i 模块模块 ATAT 指令指令 AT 命令短消息收发有关的规范主要包括 GSM 03 38 GSM 03 40 和 GSM 07 07 18 前二者着重描述 SMS 的技术实现 含编码方式 后者则规定了 SMS 的 DTE DCE 接口标 准 AT 命令集 AT 命令即 Attention AT 命令集是由诺基亚 爱立信 摩托罗拉和 HP 等厂家共同 为 GSM 系统研制的 DTE DCE 接口标准 是从终端设备 TE TerminalEquipment 或数据终 端设备 DTE Data Terminal Equipment 向终端适配器 TA Terminal Adapter 或数据电 路终接设备 DCE Data Circuit TerminatingEquipment 发送的 通过 TA TE 发送 AT 命令来控制移动台 MS Mobile Station 的功能 与 GSM 网络业务进行交互 AT 命令包 括一般命令 呼叫控制令 网络业务命令 安全性命令 电话本命令 短消息 SMS 命 令 补充业务命令 数据命令 传真命令和串口命令 本设计主要用的是短消息命令 对 GSM 中的短消息业务进行操作 短消息收发规范 GSM07 07 规定了短消息命令 11 表 4 1 AT 指令功能 ASCI 码指令功能手机回答 AT 回车握手 OK ATE 简化显示 OK AT CLCC 来电显示OK 来电话时串口输出 RING AT CLCC CLCC 1 1 4 0 0 05133082087 129 AT CNMI 1 1 2 设置收到短消 息提示 OK CMTI SM 4 4 表示手机内短消息数量 ATD05133082087 拨打 05133082087 电话 AT CMGL 0 读取电话上全部未读过的 SMS 消息 AT CMGL 2 列出已有的短信息 AT CMGL 4 读取全部 SMS 消息 AT CMGR X 回车读取第 X 条短消息 AT CMGF 0 回车用 PDU 格式 AT CMGD X 回车删除第 X 条短消息 AT CLIP 1 1 来电自动显示 的指令 ERROR 来电话 RING CLIP129 AT CMGS 6 发送短消息的 字节数 0891683108503105F011000B8131032 65890F10008A90C665A4E0A597D00 3100320033 1A 结束符号 十六进制大 写 CMGS 45 OK 第 45 条短信发送成功 AT CMGR 1 读取第 1 条短 信 0 未读过 新的短信息 1 已读过 第二个 1 表示已读 150 表示 PDU 数据的长度 19 1 表示读取第 1 条短信 CMGR 1 1 150 4 2 24 2 2 SMSSMS 短消息的编码方式短消息的编码方式 SMS 短消息的编码方式主要有 Block Mode Text Mode 和 PDU Mode 三种模式 本 设计采用基于 AT 命令的 PDU Mode 模式 PDU 模式是发送或接收手机 SMS 信息的一种方法 PDU 串表面上是一串 ASCII 码 由 O 9 A F 这些数字和字母组成 它们是 8 位字节的十六进制数 或者 BCD 码十进制数 PDU 串不仅包含可显示的消息本身 还包含很多其它信息 如 SMS 服务中心号码 目标号码 回复号码 编码方式和服务时间等 短信息正文经过十 六进制编码后被传送出去 PDU Mode 被所有手机支持 可以使用任何字符集 它也是 手机短消息默认的编码方式 基本上全国所有的电信局都提供支持 PDU Mode 的短消息 业务 如果需要发送中文或者中英文混合信息 就必须使用 PDU 模式 PDU 相当于一个 数据包 它由构成消息 SMS 的信息组成 作为一种数据单一元 它必须包含源 目的 地址 保护 有效 时间 数据格式 协议类型和正文 正文长度可达 140 字节 它们 都以十六进制表示 PDU 结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同 12 4 2 34 2 3 报警器各种功能的报警器各种功能的 ATAT 控制指令控制指令 1 通讯握手 发送 AT 回车 返回 AT OK 收到 OK 说明握手成功 2 为了能在手机上显示中文 设置以 PDU 数据格式传输 发送 AT CMGF 0 返回 AT CMGF 0 OK 3 设置不回显的方式 发送 ATE0 返回 OK 4 设置有短信带提示功能 发送 AT CNMI 2 1 返回 OK 当有短信时会收到 CMTI SM 1 5 有短信时 就要读取短信 发送 AT CMGR 1 返回 CMGR 1 46 0891683108501905F0040D91683107966499F60008900113906524231A60A876846C7D8F665 3EF80FD6B6388AB522B4EBA76D753D60021 20 OK 读取 SIM 卡上的第一条短信 其中返回的数据中 CMGR 之后的 1 表示已读过 如果未读 过为 0 6 当读取完短信之后就要对其删除 发送 AT CMGD 1 返回 OK 删除 SIM 卡上的第一条短信 7 当接收到来电时 返回 RING 这时如果要显示对方用户的号码 发送 AT CLCC 返回 CLCC 1 1 4 0 0129 M OK 这样就可以判断来电号码是否为车主的号码 以此来决定是否接听 如果要接通只要发送 ATA 如果要挂掉只要发送 ATH 8 向用户拨打电话 发送 AT其中分号必须要加在号码后面 否侧拨打电话会失败 9 发送短信 发送 AT CMGS 46 返回 发送 0891683108501905F011000B813107966499F60008A72060A876846C7D8F666B6388AB4EBA7 A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01 返回 CMGS 176 OK 向用户发送 您的汽车正被人窃取 请采取措施 为内容的短信 AT CMGS 46 的含 义是发送的总长度为 46 字节 返回的 CMGS 176 表示 SIM 卡发送的第 176 条短信 以上所发送 0891683108501905F011000B813107966499F60008A72060A876846C7D8F666B6388AB4EBA7 A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01 代码的含义为 1 08 短信中心地址长度 可以固定不变 2 91 短信中心号码类型 可以固定不变 3 68 中国地区代码 在中国范围内固定不变 4 3108401505F0 短信服务中心号码可以看到 短信服务中心号码采用了一种比较特殊的表示方法 其实也很简单就是在 短信服务中心号码后加一个 F 号码长度就变成了 12 位 然后对它每两位中的字符进 行对调 在后面的接收方号码也是采用此种方法进行表示的 对这一点的理解的至关 重要的 它将直接关系到短信发送的正确与否 5 1100 发送短信的编码方式 可以固定不变 6 0B 目的地址长度 可以固定不变 7 81 目的地址类型 可以固定不变 8 3107966499F6 目的地址 即接收方号码21 9 0008 发送中文字符方式 10 A7 可以固定不变 11 20 短信内容长度 12 60A876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01 发送中文字符的 UNICODE 码 13 4 4 3 3 系统软件部分功能的实现系统软件部分功能的实现 汽车报警系统的软件设计大致可分为三个部分 系统的初始化 用户发送给短信 到 TC35i 模块 单片机对读取到的信息进行响应的处理 单片机读取传感器信息并控 制 TC35i 模块 系统初始化是设置单片机和 TC35i 的基本参数 使单片机和 TC35i 能 够相联通 并互相读取信息 其中传感器接收信号并报警是一个很重要的环节 当接 到传感器传来的报警信号 则自动运行相关的程序 单片机控制 TC35i 模块向用户发 出相关的信息到用户的手机上 其次本产品还有一个人性化的设计 报警系统能够对 用户和用户密码进行进行更改 为用户提供很大的方便 4 3 14 3 1 系统进行初始化程序系统进行初始化程序 void systeminit EA 0 CPU 屏蔽所有中断请求 IT1 0 SCON 0 x50 串行口采用工作方式 1 允许串行口接收数据 TMOD 0 x21 定时器 T0 采用方式 1 16 位定时器 定时器 T1 采用方式 2 8 位的 常数自动重新装载的定时器 TH1 0 xfd TL1 0 xfd 预置初值 按照波特率 9600BPS 预置初值 TH0 0 65 536ms TL0 0 ET0 1 允许 T0 溢出中断 TR1 1 启动定时器 T1 EA 1 CPU 开放所有中断 ES 1 允许串口中断 begin 0 i 30 while i delay 200 延时 begin 1 启动 TC35i 模块 4 3 24 3 2 单片机与单片机与 TC35iTC35i 模块相连并初始化程序模块相连并初始化程序 void Send AT void 22 while 1 init Rsbuf SendToTc35 AT r AT ES 1 必须中断 delay 100 p strstr Rsbuf OK if p NULL D10 0 j1 0 delay 200 D10 1 j1 1 return 4 3 34 3 3 初始化初始化 TC35iTC35i 程序程序 Send AT 发送联机命令 Set SetText 设置 PDU 数据传输 Set Send ATE0 设置无回显 Set SetMsgRemind 设置来短信提示 Set EraseMsg 删除第一条短信 void Set uchar order while 1 init Rsbuf SendToTc35 order 发送命令到 TC35i 模块 ES 1 delay 200 p strstr Rsbuf OK if p NULL return p strstr Rsbuf NO CARRIER if p NULL return Send AT 4 3 44 3 4 传感器报警程序传感器报警程序 如果有情况 给用户发出报警信息 23 void alarm 判断门的标志位是否为 1 为 1 说明门被开启 if door 1 if door sign 0 if door sendMSG 1 TR0 1 定时器 0 启动 时间到进入中断 SendMsgStart cmgs6 alarm door 您的汽车可能正在被人盗取 车门被打开 door sendMSG 0 noise led 0 byMSG 0 设置为没来短信 D11 0 j2 0 delay 50 D11 1 j2 1 判断人体的标志位是否为 1 为 1 说明有人 if body 1 if body sign 1 if body sendMSG 1 TR0 1 定时器 0 启动 时间到进入中断 SendMsgStart cmgs4 alarm body 您的汽车可能正在被人盗取 有人进入车 body sendMSG 0 noise led 0 byMSG 0 设置为没来短信 判断震动的标志位是否为 1 为 1 说明有震动 if shake 1 if shake sign 0 shake sign 0 if shake sendMSG 1 24 TR0 1 定时器 0 启动 时间到进入中断 SendMsgStart cmgs6 alarm shake 您的汽车可能正在被人 盗取 车体有震动 shake sendMSG 0 noise led 0 byMSG 0 设置为没来短信 4 3 54 3 5 更改用户程序更改用户程序 p strstr Rsb