【正文】 主的價格非常昂貴，導(dǎo)致大部分的車 主都持有一種觀望的狀態(tài)，從而致使聯(lián)網(wǎng)防盜服務(wù)公司的發(fā)展非常緩慢。然而另一種汽車防盜裝置孕育而生。 GSM是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中較為成熟、完善、應(yīng)用廣泛的一種系統(tǒng)。 GSM系統(tǒng)集中了現(xiàn)代信源編碼技術(shù)、信道編碼、交織、均衡技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、話音編碼技術(shù)以及慢調(diào)頻技術(shù)，同時在系統(tǒng)中引入了大量計算機控制和管理，因而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、安全性和可靠性 [1]。 本系統(tǒng)設(shè)計是基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的汽車防盜器 , 是依托覆蓋率極高的 GSM 公眾 網(wǎng)絡(luò) ,利用 GSM 無線通訊業(yè)務(wù)和短消息增值業(yè)務(wù) ,采用人車互動主動防盜模式 , 具有實現(xiàn)簡單、通信成本低、頻譜利用率高和保密性好等特點。不僅實時、自動、可靠及方便地實現(xiàn)通信報警，而且突破距離的限制，具有技術(shù)含量高、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特點 [2]。采用嵌入式技術(shù)開發(fā)車載防盜裝置 ,一方面能增強控制能力 ,提高汽車防盜的智能化程度。另一方面 ,縮小了裝置的體積、提高了該裝置應(yīng)用的靈活性、同時也為將來進一步增強汽車電子的功能提供了擴展的空間。 采用基于 GSM 短消息的通信方式控制汽車報警系統(tǒng) ,不僅可以大大提高報警系統(tǒng)的通信可靠程度 ,而且通信距離基本不受限制 ,從而實現(xiàn)用戶對汽車的長距離實時監(jiān)控 。此外本系統(tǒng)還可對入侵的緊急程度進行區(qū)分 ,便于用戶根據(jù)情況采取措施 ,滿足汽車用戶對汽車防盜的要求 ,而且本系統(tǒng)成本不高 ,便于安裝和推廣 [3]。 題 研究內(nèi)容 1．報警系統(tǒng)總的設(shè)計方案； 2．報警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計； ； 課 題 研究目標 利用公共通信網(wǎng)絡(luò)無限制地提高無線報警的距離，即利用 GSM 通信終端拾取報警信息，并自動發(fā)送至遠端 GSM 手機用戶，實現(xiàn)無距離限制的無線報警。當(dāng)汽車遭 受盜竊時，由于車身的振動，車門非法打開或人體進入車內(nèi)被傳感器所監(jiān)測到，系統(tǒng)微控制器根據(jù)傳感器所監(jiān)測到的信息，通過系統(tǒng)設(shè)定的分析、處理和分類算法，生成若干類報警信息；同時，通過微控器控制 GSM 模塊發(fā)出短信報警。 3 2 汽車智能防盜報警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 該報警器 （詳見附錄） 是依托 GSM 網(wǎng)，利用 GSM 無線通信業(yè)務(wù)及短消息服務(wù)業(yè)務(wù)，對車輛進行遠程監(jiān)控和定位，主控裝置采用單片機的控制，功能由軟件編程實現(xiàn)， GSM手機控制方式是采用 GSM 手機串行數(shù)據(jù)接口，利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)消息服務(wù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號發(fā)送接收，采用 GSM 手機串 行數(shù)據(jù)接口方式，控制方便簡單，這些技術(shù)目前都已經(jīng)非常成熟，并且廣泛的各種監(jiān)控領(lǐng)域使用成功。 系統(tǒng)設(shè)計包括檢測模塊，中央處理模塊，執(zhí)行模塊，通信模塊，其中： (1) 監(jiān)測模塊由多組傳感器及信號處理電路構(gòu)成 ,用于車況信息的采集 ,并將采集的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)融合 ,將處理的結(jié)果分級。中央處理模塊根據(jù)不同等級的警報觸發(fā)不同的報警信號和執(zhí)行操作 ,并通過通信模塊將事態(tài)判定結(jié)果發(fā)送到車主手機。 (3) 執(zhí)行模塊通過通訊模塊接收車主手機發(fā)送的指令 ,車主可 以方便地進行“汽車發(fā)動機熄火 ”、“ 監(jiān)聽 ”等操作。 (4) 通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。系統(tǒng)正常工作時 ,首先將檢測模塊采集數(shù)據(jù)送到中央處理模塊 ,并且判斷是否發(fā)生異常情況 ,如果發(fā)生異常情況并進行數(shù)據(jù)信息綜合分析處理后通過 GSM 通信模塊向用戶發(fā)送相應(yīng)的報警短消息 ,用來監(jiān)測、控制汽車的工作狀態(tài)。車主接收到報警短消息后 ,根據(jù)具體異常情況發(fā)送控制汽車的短消息指令 ,用戶還可以通過手機發(fā)送短消息進行訪問 ,當(dāng)用戶接收到報警信息時 ,可以根據(jù)報警的種類向主機發(fā)送短消息 ,對各被控量實現(xiàn)遠程控制 ,中央處理模塊提取短消息并譯碼后進行相應(yīng)的操作啟動報警模塊或執(zhí)行模塊。 4 系統(tǒng)原理圖 如圖 21 所示 ： 圖 21 系統(tǒng)原理圖 5 3 汽車智能防盜報警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 本設(shè)計 主要是基于 GSM短信息的汽車智能防盜系統(tǒng)。其中無線通信部分是采用西門子公司所開發(fā)的 TC35i通信模塊，整個系統(tǒng)是一個由 STC89c58芯片為核心的單片機模塊和幾個負責(zé)不同功能的控制模塊組成。其中核心控制芯片通過串口復(fù)用電路，利用RS232接口接入各種模塊，并負責(zé)控制各種功能模塊之間的信息傳遞。當(dāng) TC35i模塊接收到用戶手 機發(fā)送的短信息時，將內(nèi)容傳遞給主控單片機，經(jīng)過單片機的計算分析，根據(jù)接收到的短信內(nèi)容控制響應(yīng)的子功能模塊 。同時單片機將整個系統(tǒng)所反饋回來的信息以短信的方 式發(fā)送到車主手機上。當(dāng)汽車遭受盜竊時，由于車身的振動，人體進入車內(nèi)或車門被非法打開，傳感器模塊檢測到平衡點破壞時，立即向單片機發(fā)出信號，系統(tǒng)微控制器根據(jù)三個傳感器，通過系統(tǒng)設(shè)定的分析、處理和分類算法，生成若干類報警信息，單片機根據(jù)所得到的信息，控制 GSM通信模塊向車主發(fā)送報警信息，并發(fā)出聲光警報。 TC35i模塊及其外圍電路 TC35i模塊 介紹 TC35i 新版西門子工業(yè) GSM 模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級 GSM 模塊 ,工作在EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ,電源范圍為直流 ～ ,電流消耗 —— 休眠狀態(tài)為，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài)為 300mA(平均 )， 峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號 , 功耗在 EGSM900(4 類 )和 GSM1800(1 類 )分別為 2W和 1W ,通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線。 SIM 電壓為 3V/， TC35i 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ,可 選波特率為 300b/s～ 115kb/s , 自動波特率為～ 115kb/s。它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關(guān)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復(fù) [4]。 它主要是由射頻天線、內(nèi)部 Flash、 GMS 基帶處理器、匹配電源和一個 40 腳的 Zip插座組成 。其中 GSM 基帶處理器是核心部件，它的作用相當(dāng)于一個協(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的 AT 指令。射頻電路部分主要實現(xiàn)信號的調(diào)制與解調(diào)，實現(xiàn)外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)換 ，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶的應(yīng)用接口主要有音頻接口、數(shù)據(jù)接 口 、 SIM 卡接口、電源及其控制接口 [5]。 TC35i 模塊規(guī)格 TC35i 模塊有 40 個引腳，通過一個 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。這 40 個引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。 6 TC35i 的第 1～ 5 引腳是正電源輸入腳通常推薦值 ，第 6～ 10 引腳是電源地。1 12 為充電引腳，可以外接鋰電池， 13 為對外輸出電壓 (共外 電路使用 )， 14 為ACCUTEMP 接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護控制。 15 腳是啟動腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個大于100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時間不可超過 1ms。 16～ 23為數(shù)據(jù)輸入 /輸出，分別為 DSR0、 RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、 RTS0、 DTR0 和DCD0。 tc35i 模塊的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232接口標準。它有固定的參數(shù)： 8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無校驗位，波特率在300bps~115kbps 之間可選，默認 9600。硬件握手信號用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF， CMOS 電平，支持標準的 AT命令集。 其中 18 腳 RXD、 19腳 TXD 為 TTL 的串口通訊腳，需要和單片機或者 PC 通訊。 TC35i使用外接式 SIM卡 , 24～ 29為 SIM卡引腳， 3 32腳為控制腳，其中 30為 RTC backup，31 為 Power down， 32 為 SYNC。 35～ 38 為語音接口， 3 36 接揚聲器放音。 3 38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（ 37 是話筒正端， 39是話筒負端 ） [6]。 TC35i模塊對外接口電路 GPRS模塊部分由 TC35i模塊啟動電路、網(wǎng)絡(luò)指示燈電路、 SIM卡讀卡電路、 TC35i數(shù)據(jù)接口電路組成。 1） TC35i模塊啟動電路 TC35i模塊采用 AT賀氏指令集。單片機可以通過正確的 AT指令對 TC35i模塊進行初始化和通信數(shù)據(jù)的接收發(fā)送。系統(tǒng)上電以后如果要啟動 TC35i，可以通過單片機上的 P3^2引腳和手動開關(guān) SW2來實現(xiàn)，只要在 IGT端加時長至少為 lOOms的低電平信號，且該信號下降沿時間小于 Ims，然后輸入 IGT端得信號要保持高電平，這樣 TC35i就可以正常啟動 ，TC35i模塊啟動電路 如圖 31所示 。 圖 31 TC35i模塊啟動電路 7 2） 網(wǎng)絡(luò)指示燈電路 TC35i的第 32腳 SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示 TC35i的工作狀態(tài)，可用 AT命令 AT+SYNC進行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng) LED熄滅時 ,表明 TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED為 600 ms亮 /600ms熄時，表明 SIM卡沒有插入或 TC35i正在進行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED為 75 ms亮 /3s熄時，表明 TC35i已登錄進網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀 態(tài) ， 網(wǎng)絡(luò)指示燈電路 如圖 32所示 。 圖 32 網(wǎng)路指示燈電路 3） SIM卡讀卡電路 TC35i使用外接式 SIM卡 , 24～ 29為 SIM卡引腳， SIM卡同 TC35i是這樣連接的 :SIM上的 CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC和 CCGND通過 SIM卡閱讀器與 TC35i的同名端直接相連， ZIF連接座的 CCIN引腳用來檢測 SIM卡是否插好，如果連接正確，則 CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。 SIM卡讀卡電路如圖 33所示： 圖 33 SIM卡讀卡電路 4）電源部分 8 電源電路主要開用 LM2941 芯片，它 是開關(guān)型可調(diào)高性能微波電路專用穩(wěn)壓芯片，采用 TO263 5Lead 封裝，最大輸入電壓 60V，工作溫度－ 40～ 125176。C 。上圖中最左邊的第一腳是電壓調(diào)整端，提供 的基準電壓，可以通過外圍 R R2兩個電阻的分壓比能靈活改變輸出電壓，第二腳是 OFF/0N 控制端，高電平時關(guān)閉電源模塊，低電平時模塊正常工作，第三腳是 GND 地，第四腳是 IN 電源輸入端，第五腳是 OUT 電壓輸出端，這里可以作為 TC35i 的電源芯片， TC35i 推薦的工作電壓是 ，電源電路如圖 34所示 。 圖 34 電源電路 單片機及其外圍 接口 電路 STC89C51RC/RD+ 系列單片機 STC89C51RC/RD+ 系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾 / 高速