【正文】 主的價(jià)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(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)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(shí)在系統(tǒng)中引入了大量計(jì)算機(jī)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(jì)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(wú)線通訊業(yè)務(wù)和短消息增值業(yè)務(wù) ,采用人車互動(dòng)主動(dòng)防盜模式 , 具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、通信成本低、頻譜利用率高和保密性好等特點(diǎn)。不僅實(shí)時(shí)、自動(dòng)、可靠及方便地實(shí)現(xiàn)通信報(bào)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(diǎn) [2]。采用嵌入式技術(shù)開發(fā)車載防盜裝置 ,一方面能增強(qiáng)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(shí)也為將來進(jìn)一步增強(qiáng)汽車電子的功能提供了擴(kuò)展的空間。 采用基于 GSM 短消息的通信方式控制汽車報(bào)警系統(tǒng) ,不僅可以大大提高報(bào)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(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控 。此外本系統(tǒng)還可對(duì)入侵的緊急程度進(jìn)行區(qū)分 ,便于用戶根據(jù)情況采取措施 ,滿足汽車用戶對(duì)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?jī)?nèi)容 1．報(bào)警系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)方案； 2．報(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； ； 課 題 研究目標(biāo) 利用公共通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)限制地提高無(wú)線報(bào)警的距離，即利用 GSM 通信終端拾取報(bào)警信息，并自動(dòng)發(fā)送至遠(yuǎn)端 GSM 手機(jī)用戶，實(shí)現(xiàn)無(wú)距離限制的無(wú)線報(bào)警。當(dāng)汽車遭 受盜竊時(shí)，由于車身的振動(dòng)，車門非法打開或人體進(jìn)入車內(nèi)被傳感器所監(jiān)測(cè)到，系統(tǒng)微控制器根據(jù)傳感器所監(jiān)測(cè)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(bào)警信息；同時(shí)，通過微控器控制 GSM 模塊發(fā)出短信報(bào)警。 3 2 汽車智能防盜報(bào)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該報(bào)警器 （詳見附錄） 是依托 GSM 網(wǎng)，利用 GSM 無(wú)線通信業(yè)務(wù)及短消息服務(wù)業(yè)務(wù)，對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位，主控裝置采用單片機(jī)的控制，功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)， GSM手機(jī)控制方式是采用 GSM 手機(jī)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送接收，采用 GSM 手機(jī)串 行數(shù)據(jù)接口方式，控制方便簡(jiǎn)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(jì)包括檢測(cè)模塊，中央處理模塊，執(zhí)行模塊，通信模塊，其中： (1) 監(jiān)測(cè)模塊由多組傳感器及信號(hào)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(hào)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(gè)傳感器的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合 ,將處理的結(jié)果分級(jí)。中央處理模塊根據(jù)不同等級(jí)的警報(bào)觸發(fā)不同的報(bào)警信號(hào)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(jī)。 (3) 執(zhí)行模塊通過通訊模塊接收車主手機(jī)發(fā)送的指令 ,車主可 以方便地進(jìn)行“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí) ,首先將檢測(cè)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(jìn)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(bào)警短消息 ,用來監(jiān)測(cè)、控制汽車的工作狀態(tài)。車主接收到報(bào)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(jī)發(fā)送短消息進(jìn)行訪問 ,當(dāng)用戶接收到報(bào)警信息時(shí) ,可以根據(jù)報(bào)警的種類向主機(jī)發(fā)送短消息 ,對(duì)各被控量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制 ,中央處理模塊提取短消息并譯碼后進(jìn)行相應(yīng)的操作啟動(dòng)報(bào)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(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 本設(shè)計(jì) 主要是基于 GSM短信息的汽車智能防盜系統(tǒng)。其中無(wú)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(gè)系統(tǒng)是一個(gè)由 STC89c58芯片為核心的單片機(jī)模塊和幾個(gè)負(fù)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(fù)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(jī)發(fā)送的短信息時(shí)，將內(nèi)容傳遞給主控單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的計(jì)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(shí)單片機(jī)將整個(gè)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(jī)上。當(dāng)汽車遭受盜竊時(shí)，由于車身的振動(dòng)，人體進(jìn)入車內(nèi)或車門被非法打開，傳感器模塊檢測(cè)到平衡點(diǎn)破壞時(shí)，立即向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，系統(tǒng)微控制器根據(jù)三個(gè)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(bào)警信息，單片機(jī)根據(jù)所得到的信息，控制 GSM通信模塊向車主發(fā)送報(bào)警信息，并發(fā)出聲光警報(bào)。 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(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí) 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(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 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(dòng)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(hào)實(shí)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(gè) 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(gè)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(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，實(shí)現(xiàn)外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)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(gè)引腳，通過一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。這 40 個(gè)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(duì)外輸出電壓 (共外 電路使用 )， 14 為ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。 15 腳是啟動(dòng)腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個(gè)大于100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時(shí)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(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)： 8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在300bps~115kbps 之間可選，默認(rèn) 9600。硬件握手信號(hào)用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF， CMOS 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(yǔ)音接口， 3 36 接揚(yáng)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(fù)端 ） [6]。 TC35i模塊對(duì)外接口電路 GPRS模塊部分由 TC35i模塊啟動(dòng)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(dòng)電路 TC35i模塊采用 AT賀氏指令集。單片機(jī)可以通過正確的 AT指令對(duì) TC35i模塊進(jìn)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(dòng) TC35i，可以通過單片機(jī)上的 P3^2引腳和手動(dòng)開關(guān) SW2來實(shí)現(xiàn)，只要在 IGT端加時(shí)長(zhǎng)至少為 lOOms的低電平信號(hào)，且該信號(hào)下降沿時(shí)間小于 Ims，然后輸入 IGT端得信號(hào)要保持高電平，這樣 TC35i就可以正常啟動(dòng) ，TC35i模塊啟動(dòng)電路 如圖 31所示 。 圖 31 TC35i模塊啟動(dòng)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(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示 TC35i的工作狀態(tài)，可用 AT命令 AT+SYNC進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng) LED熄滅時(shí) ,表明 TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED為 600 ms亮 /600ms熄時(shí)，表明 SIM卡沒有插入或 TC35i正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED為 75 ms亮 /3s熄時(shí)，表明 TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)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(cè) 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(zhǔn)電壓，可以通過外圍 R R2兩個(gè)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(shí)關(guān)閉電源模塊，低電平時(shí)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(jī)及其外圍 接口 電路 STC89C51RC/RD+ 系列單片機(jī) STC89C51RC/RD+ 系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾 / 高速