基于單片機的汽車智能防盜系統(tǒng)設計

包凡彪

(北京理工大學珠海學院 機械與車輛學院， 廣東 珠海 519085)

1 功能及作用原理

目前，汽車防盜系統(tǒng)多數(shù)采用電子式，當車主距車輛較遠時，車主聽不見或覺察不到車輛的聲光報警。本文利用單片機控制TC35i模塊收發(fā)短信的特點，設計一款新型的汽車智能電子防盜系統(tǒng)，通過當前我國主要的移動通訊網(wǎng)GSM網(wǎng)絡，可以晝夜24 h工作，實時隨時隨地監(jiān)聽車輛情況[1]。

1.1 功能

1)不需要監(jiān)控中心，只需要客戶擁有一臺能收發(fā)短信和接打電話的手機即可。GSM網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、通訊迅速(收發(fā)1條短信只需要幾s的時間)、價格便宜(普通短信費用)。

2)利用TC35i模塊收發(fā)短信，當車輛被盜時，自動向車主打電話和發(fā)短信，車主可以第一時間監(jiān)聽車輛周圍的環(huán)境。

3)車主可以發(fā)送短信給TC35i模塊，控制車輛斷油斷電，保障了車輛的安全[2]。

4)利用GSM追蹤技術可對被盜車輛進行全球定位，需要警方的配合。

5)防盜功能容易拓展和推廣。利用本設計的GSM網(wǎng)絡防盜原理可以設計出火災報警、醫(yī)療救助、氣體安全、家庭防盜等類似汽車防盜系統(tǒng)的裝置。因此本研究具有較好的推廣價值和市場前景[3]。

1.2 作用原理

利用TC35i模塊進行開發(fā)與設計，以AT89S52單片機為核心，通過控制各I/O端口實現(xiàn)對GSM模塊的控制。

1)將ND-1振動傳感器通過有線連接到AT89S52的引腳上，當車輛被惡意破壞受到振動時，ND-1振動傳感器接收到信號，其輸出引腳3由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑔纹瑱C根據(jù)這一變化控制TC35i模塊發(fā)送短信“zhbit汽車可能被盜”給車主。

2)車主收到短信提醒后，AT89S52單片機再控制TC35i模塊撥打車主的手機號碼，使車主可以監(jiān)聽到汽車周圍的聲音。

3)當汽車被盜后，原有的汽車防盜系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，如果車主離車輛停放的位置較遠，可能覺察不到車輛的警示，此時單片機根據(jù)報警喇叭線的電平高低來控制TC35i模塊發(fā)送短信“zhbit汽車可能被盜”給車主。

4)車主可以發(fā)送短信“zhbit1”給TC35i模塊上的SIM卡，此時單片機根據(jù)事先設定的程序控制繼電器關閉，使得汽油噴射系統(tǒng)停止供油，發(fā)動機熄火，起到了防盜作用[4]。

2 主程序設計

圖1 系統(tǒng)主程序流程圖

系統(tǒng)以AT89S52單片機為核心，TC35i為通訊模塊，車主可以通過自身的GSM手機發(fā)送短信給系統(tǒng)TC35i模塊上的SIM卡，單片機根據(jù)相應的程序對應的動作。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖1所示[5]。

如果車輛受到振動(被盜或者被惡意破壞)，那么ND-1振動傳感器的輸出腳就會由低電平轉換成高電平輸入到單片機的P1.3口，單片機根據(jù)設定好的程序發(fā)送短信“zhbit汽車可能被盜”給車主。

如果汽車已經(jīng)安裝了電子防盜系統(tǒng)，當有人企圖非法進入車內(nèi)(用非法鑰匙、打碎玻璃等)時，原有的聲光報警器會啟動，單片機實時檢測P1.1口的信號，若為低電平，則系統(tǒng)發(fā)送短信“zhbit汽車可能被盜”給車主，隨后拔打車主手機。汽車被盜后，車主可以發(fā)送短信“zhbit1”給系統(tǒng)上的SIM卡，單片機根據(jù)設定好的程序斷開繼電器，使得汽油噴射系統(tǒng)停止供油，汽車無法行駛，從而達到防盜的作用。

若要解除車輛的防盜功能，車主可進行解除防盜系統(tǒng)操作，則防盜系統(tǒng)不再檢測信號，停止防盜功能。

由于SIM卡的信息存儲容量有一定的限制，因此系統(tǒng)每接收一條短信，執(zhí)行該短信內(nèi)容對應的動作后，就自動刪除該條短信[6]。

3 子程序設計

3.1 報警及監(jiān)聽功能子程序設計

當汽車被惡意破壞，若引起車身的振動，ND-1型振動傳感器會接收到信號，其輸出引腳3(P1.2口)由低電平轉換成高電平，輸入信號到AT89S52單片機的P1.3口。如果原有汽車已經(jīng)安裝了電子防盜系統(tǒng)，汽車被非法使用或者破壞，會引起原有的聲光報警器報警，報警喇叭線會持續(xù)一段時間置于高電平，單片機P1.1口會接收低電平的信號。防盜系統(tǒng)循環(huán)檢測P1.3口和P1.1口的電平，當有P1.3為高電平；P1.1為低電平；P1.3為高電平，同時P1.1為低電平3種情況之一時，AT89S52單片機會控制GSM模塊發(fā)送短信息“zhbit汽車可能被盜”給車主，隨后撥打車主的電話，車主可以根據(jù)智能防盜系統(tǒng)的內(nèi)置聽筒實時監(jiān)聽汽車周圍的環(huán)境。

汽車報警及監(jiān)聽子程序的流程圖如圖2所示[7]。

3.2 汽車控制子程序設計

當車主確認汽車被盜后，編輯短信發(fā)送“zhbit1”到系統(tǒng)，其中“zhbit”是密碼，防止其它手機或者他人發(fā)送短信給系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)密碼的唯一性執(zhí)行對應的動作。系統(tǒng)收到此短信后，會斷開繼電器觸點，使汽油噴射系統(tǒng)停止供油，汽車無法行駛。然后車主可以向警方報警，警方根據(jù)GSM追蹤技術全球定位追回失車。找回失車后車主可以發(fā)送短信“zhbit0”給系統(tǒng)，此時繼電器觸點閉合，汽油噴射系統(tǒng)正常工作。此子系統(tǒng)流程圖如圖3所示[8]。

圖2 汽車報警和監(jiān)聽子程序 圖3 汽車控制子系統(tǒng)流程圖

3.3 定時監(jiān)視器設計

AT89S52單片機在芯片內(nèi)部集成了一個定時監(jiān)視器(看門狗)，省去了外圍的電路設計，減小了體積，使用起來更加方便。

單片機系統(tǒng)在運行過程中，受到某些干擾使得運行中的程序失去控制從而引發(fā)程序的跑飛，可能使程序陷入死循環(huán)，所以需要設置監(jiān)視技術，俗稱看門狗技術，可以讓程序擺脫死循環(huán)。如果程序的運行時間超出了原先設定好的循環(huán)時間，那么就認為系統(tǒng)的程序跑飛，之后強制使程序返回系統(tǒng)初始入口，安排一段出錯處理程序在此入口，使得系統(tǒng)重新正常運行[9]。

4 結論

1)設計的汽車智能防盜系統(tǒng)可接收ND-1型傳感器輸出的信號或報警喇叭線傳輸?shù)男盘枺斊嚤槐I或者被破壞時，發(fā)送短信“zhbit汽車可能被盜”和打電話給車主，車主收到短信或者接到電話后可以發(fā)送短信“zhbit1”給系統(tǒng)，系統(tǒng)會斷開汽油噴射系統(tǒng)的控制繼電器，汽油噴油系統(tǒng)停止供油，達到防盜功能。

2)若汽車被盜不在原來停車位置時，車主可以請求警方的援助利用GSM追蹤技術把失車追回。

3)該汽車智能電子防盜系統(tǒng)將進一步完善，例如增加汽車被盜時，發(fā)送視頻信息給車主手機的功能。

參考文獻：

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[2]Zaid L，Stara R.Miniature Combined GSM-GPS Wire-Patch Antenna[J].Microwave and Optical Technology Letters，2006，48(4):970-972.

[3]Jung，Byungwoon，Rhyu，et al.Internal Folded Loop Antenna with Tuning Notches for GSM/GPS/DCS/PCS Mobile Handset Applications[J].Microwave and Optical Technology Letters，2006，48(8):1501-1504.

[4]郭紅霞.基于GSM模塊TC35i的收發(fā)短信的無線終端設計[D].四川：西南石油學院，2004.

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[6]高放，杜云.基于GSM網(wǎng)絡短消息的汽車防盜報警系統(tǒng)設計[J].河北工業(yè)科技，2009，26(3)：182-184.

[7]申利民，劉冬香.基于嵌入式系統(tǒng)的汽車防盜及呼救系統(tǒng)的研究[J].信息科技，2009(4):96-99.

[8]王金平，崔靈智.基于移動無線公網(wǎng)服務的汽車防盜預警裝置[J].中國科技信息，2006(16):125-127.

[9]尹冬至.基于GSM/GPS的汽車防盜系統(tǒng)的設計[D].武漢：武漢理工大學，2007.