基于GSM網絡與單片機控制的汽車防盜報警系統研究

程玲 張江山

(江西警察學院，江西 南昌 330100)

常規的汽車防盜報警系統，在報警實時性、可靠性、以及系統自身運行安全穩定性等方面，均很難滿足現代汽車功能和技術日新月異變化的人性化、智能化、自動化、網絡化、集成化等特性需求，防盜功能存在較多缺陷。

近幾年，GPS技術研究和實際應用的進一步成熟完善，GPS技術已在汽車導航系統中發揮非常良好的性能。同時，加上移動通信技術服務覆蓋范圍的進一步擴大，基于GPS無線移動通信技術的汽車動態防盜報警集成系統的研究，就顯得非常有理論研究和實際應用價值。

1 汽車報警系統整體設計方案

GSM(全球移動通信)是我國無線通信覆蓋面較廣、傳輸可靠性較高、數據保密性強的數字移動通信服務網絡，而短消息服務(SMS)則是GSM數字通信服務中的一項非常重要且成熟的業務，其實質是在移動網絡上在不需要建立撥號連接的前提下，實現間斷信息的實時傳輸通信。基于GSM網絡與單片機控制的汽車防盜報警系統的整體設計方案如圖1所示：

從圖1可知，基于GSM網絡與單片機控制系統的汽車防盜報警系統，其核心在于以SMS短消息為傳輸媒介，用戶的手機可以發送短消息到支持中文短信息的工業級GSM模塊--TC35I手機通信模塊，實現使用手機遠程開關車門、鎖定打開油路、實時監控汽車運行安全狀態、以及防盜報警燈功能。例當車主發送"oil"到 TC35I手機通信模塊，則可以智能檢測汽車油路是否鎖定，如果處于鎖定狀態，則TC35I手機模塊就會返回短信"oil is lock"的短消息，反之則會返回"oil is open"的短消息。基于GSM網絡的汽車防盜報警系統，會實時動態監測汽車的安全狀態，一旦監測到車門被非法打開、汽車點火系統被非法開啟等危險時，防盜系統就會自動通過TC35I手機通信模塊，向車主手機發送防盜報警短信。在進行遠程操作時，TC35I手機通信模塊會將接收到車主手機返回的短消息內容，自動轉換成標準格式數據信息，通過相應串口將數據傳回單片機控制系統，由單片機內部程序自動化判斷短消息內容是否為合法遠程操作指令，如果為合法則執行相應的操作，提供對應的智能化、人性化服務；如果指令不合法，則會自動清空數據區中的數據為下一次接收車主短消息指令做好準備。當防盜報警系統檢測到車門被非法打開、點火系統被非常開啟時，就會通過單片機將汽車安全數據轉換成標準格式的短消息，通過TC35I手機模塊向車主手機發送短消息，同時用戶可以根據需要回復短消息到防盜報警系統中，通過單片機驅動對應執行機構，完成相應遠程操控，如點火系統自動閉鎖、停止油路供給等防盜遠程操作，從而大大提高汽車防盜報警性能。

2 主要功能模塊工作原理

2.1 單片機控制系統

基于GSM網絡的汽車防盜報警系統的硬件平臺主要選用PIC18F458型單片機，作為整個系統的邏輯判斷控制中心，其外圍核心電路主要包括報警信號采集系統（包括傳感器等功能模塊）、GSM通信控制子系統（包括定位、短信等功能模塊）、以及汽車遠程控制執行系統（包括汽車點火閉鎖系統、油路供應系統等）。單片機控制系統是汽車防盜報警系統的中心處理中樞也是遠程操控執行命令發出單元，負責短消息信號處理、外設功能模塊接入與控制、以及所有功能模塊軟件程序運轉載體。

圖1 汽車防盜報警系統整體設計方案

2.2 GPS定位功能模塊

定位模塊主要由GPS數據通信功能模塊完成，但當GPS定位模塊在高大建筑物下，會出現信號減弱甚至沒有信號等問題，因此，在汽車防盜報警系統設計中，采用輔助GSM的蜂窩基站定位可以彌補GPS存在障礙物阻擋環境中信號不足問題，從而有效提高GPS定位的可靠性和準確度。車載GPS接收機，可以通過接收觀測范圍內的幾個衛星信號，結合內部相關運算邏輯將所接收的衛星數據信息進行分析處理，進而可以得到車載GPS接收機的三維位置、三維方向、以及運動速度和時間等信息，便于車主對汽車進行動態定位監控。

2.3 傳感器系統

在汽車防盜報警系統設計中，為了達到更好的防盜安防效果，傳感器的布設位置必須要能夠動態檢測到可能威脅到汽車安全，以及阻礙盜車行為發生或擴大等功能。針對砸車門、車窗等盜竊行為，可以在車窗部位處設置瞬時大震動傳感器，也就是當汽車在正常行駛過程中可能出現的顛簸震動不能觸發傳感器，從而提高防盜系統運行可靠性；如果盜車賊僥幸破壞車窗震動報警系統進入車內后，會通過車內設置的熱釋電傳感器，以檢測車處于停車狀態車內是否有非常人員進入；同時，盜車賊如果想開動汽車，則必須啟動點火系統，并踩踏油門踏板方能開動車輛，在油門踏板下設置傳感器，并將點火系統閉鎖信號引入到單片機控制回路中，進而確保汽車在被盜竊過程中自動閉鎖保護，提高汽車防盜水平。通過層層傳感器系統的設置，可以達到對盜竊保護信號的動態檢測效果。當系統檢測到盜竊信號或用戶通過短信息返回啟動防盜系統時，控制器就會通過相應繼電器執行機構閉鎖點火系統、油路供應系統、車門車窗閉鎖系統等，從而在防止盜竊行為得逞和進一步擴大前提下，協助警察抓捕非常盜車人員。

3 系統軟件工作流程

為了區分汽車報警信號的緊急程度，在系統軟件程序中設置兩類短信工作模式，即：當防盜報警系統單一檢測器檢測到危險信號后，則會向車主手機發送以危險模式發生短信；若兩個或兩個以上檢測器檢測到危險信號時，則會以緊急嚴重模式發送短信。當用戶收到危險短信息時，只需要通過撥號連接方式就可以遠程操作閉鎖點火系統和油路供應系統。PIC18F458單片機利用準確可靠采集信息和計算方法對震動信號、紅外信號、踩踏壓力信號等進行動態采樣和運算分析，從而提高系統工作可靠性和動作穩定性。汽車防盜報警系統的軟件工作流程如圖2所示：

圖2 汽車防盜報警系統軟件工作流程

從圖2可知，整個汽車防盜報警系統以GSM網絡、單片機控制系統、傳感器等檢測元件和執行機構，構成一個完整的閉環遠程操控，大大提高了汽車防盜系統的運行可靠性和人性化、智能化、網絡化服務水平。

結束語

基于GSM網絡與單片機控制的汽車防盜報警系統，不僅可以有效提高汽車防盜報警通信的實時性、可靠性和準確性，同時采用GPS與輔助GSM的蜂窩基站對車輛進行準確定位，實現車主對汽車遠距離實時在線定位監控。基于GSM網絡與單片機控制的汽車防盜報警系統，與常規的純硬件單純聲光“防盜報警”系統相比，具有非常明顯的靈活性和功能擴展能力，在汽車智能化、人性化、網絡化防盜領域具有較高理論研究和實際實用推廣應用價值。

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