基于ＧＳＭ技術的汽車防盜系統的設計

摘 要：介紹了一種基于GSM技術的汽車防盜報警系統，詳細闡述了系統組成結構和軟硬件設計。該系統采用GSM短信模塊來發送接收短消息，從而實現對汽車被盜警報和遠程遙控。選用多種傳感器探測被盜信息，運用信息融合技術，獲得較為可靠的報警信息。車主接收到報警信息后，發送命令來報警或遙控汽車，達到了防盜的目的。系統結構簡單、功能強大，安裝調試簡單、使用方便，并有效地解決了傳統報警器存在的問題。

關鍵詞：GSM模塊;防盜系統;傳感器;短消息

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：B

文章編號：1004373X(2008)0319103

Design of Automobile Anti—theft System Based on GSM

LI Xiaohui，SUN Kangming，LU Yan，REN Yanjun，CHEN Aiqun

(School of Technology，Chongqing Radio TV University，Chongqing，400052，China)

Abstract：The automobile anti—theft system based on GSM is introduced in this thesis.It is expatiated on the basic frame and the design of software and hardware.The system applies a GSM module to transmit and receivethe short message to realize automobile theft alarm and remote control.Various sensors are chosen to scan the information on theft and information fusion technology is employed.Therefore，the reliable alarm information can be obtained.After receiving the information on theft，the automobile owner transmits command to alarm and control the antomobile，and the aim of automobile anti—theft is reched.The system has simple frame，better function，and it is installed，debuged simply and used conveniently.The problems exiting in the traditional alarm are solved effectivly.

Keywords：GSM module;theft—protection system;sensor;short message

收稿日期：20070802

基金項目：重慶廣播電視大學科研項目基金(06GZ—0007)資助

隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，越來越多的家庭有了私車，這為人們帶來了出行的現代化，同時也給車主們帶來了一個最頭疼的問題：對自己的愛車如何監控和防盜？雖然大多數汽車都帶有防盜裝置，市場上也有各種汽車附加防盜器，可是這些防盜裝置都存在一定的缺陷，要么距離有限，一旦監控器離汽車比較遠就很難達到目的；要么使用單一遇警的檢測裝置，致使錯報、漏報現象時有發生，給車主造成了很多不必要的麻煩和損失。為此，擬依靠現代廣泛使用的移動通信網絡，通過GSM短信數傳技術進行遠程監控，而且通訊網絡架構于移動或聯通的GSM網絡上，網絡覆蓋范圍廣、費用低、網絡穩定，雙向通訊，用戶操作靈活、方便，報警短信可以做到近而無聲，傳輸報警信號卻能遠及天邊。此外，采用多種傳感器檢測遇警信息并進行信息融合，對汽車被盜信息進行多方面地監測，從而獲得較為可靠的信息，達到了準確預警的目的，提高了報警系統的可靠性。

1 系統的總體結構及工作過程

汽車防盜系統由車主手機、GSM通信模塊、中央處理模塊、檢測模塊、報警模塊和執行模塊組成，系統總體結構框圖如圖1所示。

圖1 系統總體結構框圖

(1) 監測模塊由多組傳感器及信號處理電路構成，用于車況信息的采集，并將采集的數據信號加以處理后傳輸至中央處理模塊。

(2) 中央處理模塊接收來各個傳感器的信息進行數據融合，將處理的結果分級。中央處理模塊根據不同等級的警報觸發不同的報警信號和執行操作，并通過通信模塊將事態判定結果發送到車主手機。

(3) 報警模塊接收中央處理模塊的指令，利用聲音、閃光等進行報警。

(4) 執行模塊通過通訊模塊接收車主手機發送的指令，車主可以方便地進行“汽車鎖死”、“警報解除”等操作。

(5) 通訊模塊能夠實現數據通訊功能。

系統正常工作時，首先將檢測模塊采集數據送到中央處理模塊，并且判斷是否發生異常情況，如果發生異常情況并進行數據信息綜合分析處理后通過GSM通信模塊向用戶發送相應的報警短消息，用來監測、控制汽車的工作狀態。車主接收到報警短消息后，根據具體異常情況發送控制汽車的短消息指令，用戶還可以通過手機發送短消息進行訪問，當用戶接收到報警信息時，可以根據報警的種類向主機發送短消息，對各被控量實現遠程控制，中央處理模塊提取短消息并譯碼后進行相應的操作啟動報警模塊或執行模塊。

被盜警報 如有人非法開啟車門或發動汽車，通過發送短消息將警報信息發送給車主或其他指定手機。

遠程遙控 當車輛遇搶劫或盜竊時，車主或指定的手機可通過短消息對指定的車輛進行遙控，實現斷油、斷電等相關操作。

系統利用GSM網絡同車主進行通信，及時報告汽車狀況，提高了防盜系統的可靠性。

2 系統硬件設計

2.1 系統硬件結構設計

系統硬件結構框圖如圖2所示，由傳感器單元電路、單片機AT89S52電路、GSM模塊通信電路、聲音燈光報警電路、斷油斷電控制電路等組成，并由固態繼電器控制具體操作設備。

圖2 系統硬件結構框圖

2.2 GSM模塊設計

GSM模塊選用西門子公司的TC35，在應用系統中很容易集成，具有如下特點：

(1) 頻段為雙頻GSM 900 MHz和GSM 1 800 MHz；

(2) 支持數據、語音、短消息和傳真；

(3) 電源范圍寬；

(4) 具有RS 232接口和語音接口。

電路連接簡單，單片機的串行接口通過電平轉換芯片MAX202與TC35的串口相連，采用異步串行通信。

2.3 傳感器設計

多種傳感器的選擇主要是針對竊賊的盜竊手段決定，一般盜竊手段有以下幾種：整車搬運法；破壞車體法；復制鑰匙或開鎖高手直接將車開走；竊取車載物件等。竊賊的這些行為會引起車體振動、傾斜等現象，同時還伴有中心波長為9～10 μm 的紅外輻射等人體生物信息。根據竊賊盜竊汽車所引發的異常現象，選用以下傳感器構成防盜系統的監測模塊：

微波多普勒傳感器 該傳感器在人或物體靠近時接收器接收的頻率發生變化，當頻率變化至設定值時，可以判斷為有人或物體進入防盜系統的預警范圍。采用MX1052(HB100)型微波多普勒傳感器，10.525 GHz微波頻，非接觸式，不受熱、嗓音、濕度、氣流、塵埃等影響，抗干擾探測范圍超過15 m。應用電路簡單，配兩個LM324即可實現功能。

振動傳感器 該傳感器能夠對車體特殊頻段的振動進行監測，在車體被外力破壞的情況可以產生警報，振動傳感器可采用ND—l型高靈敏振動位移傳感器。他是一種集振動和位移測量于一身的全方位固態控制器件，對振動有很高的檢測靈敏度，對周圍環境的聲音信號抑制并具有很強的抗干擾能力，其靈敏度通過電容可調。

傾角傳感器 傾角傳感器監測車體相對于初始位置是否出現傾角變化，如果這種角度的變化是以特定頻率出現或達到設定的閾值，就可以判斷為汽車整體被搬運。采用SCA100T傾角傳感器，雙軸傾角測量，DIL—12塑料SMD封裝。

熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器只對中心波長為9～10 μm的紅外線輻射敏感，能夠檢測到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車內的監測器件。熱釋電紅外傳感器通過檢測人或動物發射的紅外線而輸出電信號，作用角度為110°。可使用BISS001型紅外成品組件，作用距離通過菲聶爾透鏡調節。

霍爾開關器件 通過霍爾開關器件可以對汽車的車門、發動機艙蓋及后備箱蓋的非法開啟進行監測。CS1020霍爾開關電路由反向電壓保護器、電壓調整器、霍爾電壓發生器、差分放大器、施密特觸發器和集電極開路輸出級組成，能將變化的磁信號轉換成數字電壓輸出。

2.4 報警控制電路設計

當用戶收到報警信息后，如需采取措施，可以向TC35模塊撥號。單片機收到信號后，發出ATH指令將撥號掛斷，然后發出控制信號。控制信號通過運放放大后，繼電器將點火線切斷或斷油或是啟動聲音報警和燈光報警，從而保證汽車的安全。如要恢復，再向TC35撥號即可。 由于繼電器的內阻很小，設計采用OC門驅動電路。

3 系統軟件設計

3.1 GSM短信息數傳實現設計

GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07．05和GSM07．07規范。GSM07．07中定義的AT Command接口，提供了一種移動平臺與數據終端設備之間的通用接口；GSM07．05對短消息作了詳細的規定，在短消息模塊收到網絡發來的短消息時，能夠通過串口發送指示消息，數據終端設備可以向GSM模塊發送各種命令。與SMS有關的GSM AT指令如表1所示。

表1 與SMS有關的AT指令

利用GSM的AT指令進行短消息的發送和接收步驟如下：

(1) 設置短消息服務中心號碼

AT+CSCA=“+8613800250500”(短消息中心號碼)

(2) 設置短消息的格式

AT+CMGF=1或0(1：文本格式，0：PDU格式)

(3) 發送短消息(短消息內容為TEST)

AT+CMGS=“13594120635”

>TEST ctrl+z

(4) 設置收到新的短消息后自動提示

AT+CNMI=1，1，0，0，1

當收到新的短消息，將會獲得以下的提示指令：

+CMTI：“SM”，INDEX(新短消息的存儲的索引號)

(5) 讀取新短消息的內容(假設短消息的內容為“HELLO”)，INDEX=8

AT+CMGR=8

返回短消息的內容如下：

+CMGR：“REC UNREAD”，“+8613594120635”，“07/07/16，15：22：30”，“HELLO”

發送中文則要采用PDU串，如果把中文“有人動車!”五個字發送到13594120635，發送：SMSC號碼是+8613800250500，對方號碼是13594120635，消息內容是“有

人動車!”。發出的PDU串為：“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 9B FD 0E 01”。

3.2 系統軟件流程

系統軟件采用匯編語言與C語言混合編程實現，程序主要流程如圖3所示。系統程序主要包括系統初始化程序、無線數據傳輸程序、傳感器數據采集程序、GSM模塊通信程序、聲音燈光報警程序、繼電器控制程序等。

圖3 系統軟件流程圖

4 結 語

經實驗驗證，采用基于GSM短消息數傳技術的汽車防盜系統，不僅可以提高報警的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實現用戶對汽車的長距離監控。此外本系統利用多傳感器信息融合技術，對預警信息的緊急程度進行區分，便于車主根據情況采取措施，滿足了車主對汽車防盜的要求。該系統安裝簡單，功能強，便于應用，易于推廣。

參考文獻

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作者簡介 李曉輝 男，1977年出生，四川南部人，重慶廣播電視大學，講師，碩士。研究方向為計算機控制與仿真。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。