【正文】 種能與手機(jī)實(shí)現(xiàn)互相通信的裝置。裝置由單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成，它的輸入口與被檢測(cè)的對(duì)象相連接、只要被檢測(cè)對(duì)象的平衡點(diǎn)被破壞，其輸出口立刻發(fā)出信號(hào)，信號(hào)通過(guò)本裝置中的通信平臺(tái)，經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)傳遞給手機(jī)。不同的檢測(cè)對(duì)象平衡點(diǎn)被破壞，手機(jī)將會(huì)獲得不同的信息。同理，使用者也可利用自己手中的手機(jī)發(fā)出信息，查詢(xún)裝置的狀態(tài)(查詢(xún)自己的車(chē)車(chē)輛的車(chē)電門(mén)鎖、腳控開(kāi)關(guān)、門(mén)磁開(kāi)關(guān)等是否被非法打開(kāi))。然后使裝置接通某一輸出通路，使笛聲尖叫、燈光閃爍，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的功能。若裝置的平衡點(diǎn)被非法打開(kāi)，裝置能把被非法打開(kāi)的消息以最快速度向戶主手機(jī)報(bào)告。本系統(tǒng)是應(yīng)用GSM網(wǎng)絡(luò)作載體，傳遞手機(jī)與裝置的互動(dòng)信息。只要GSM網(wǎng)絡(luò)能覆蓋到的地方都能實(shí)現(xiàn)通信、即使在千里之外也是如此[14]。系統(tǒng)由GSM網(wǎng)絡(luò)模塊、振動(dòng)傳感器、電壓傳感器、車(chē)輛控制繼電器、遙控器、穩(wěn)壓電路和MCU智能控制平臺(tái)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖41。本系統(tǒng)研制的汽車(chē)防盜報(bào)警器，是GTM900C無(wú)線通訊模塊與AT89C52單片機(jī)和車(chē)輛受控設(shè)備的組合。終端系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心，通過(guò)串口復(fù)用電路，利用RS232接口接入各種具有智能接口的設(shè)備。報(bào)警器系統(tǒng)在每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)完成對(duì)模擬量的采集與開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)必要的控制功能。在被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí)及時(shí)將此事件的性質(zhì)及必要的數(shù)據(jù)以短消息的形式發(fā)送給車(chē)主手機(jī)，報(bào)警器還可以接收由車(chē)主手機(jī)發(fā)送的命令，根據(jù)命令修改系統(tǒng)參數(shù)或?qū)?dāng)前狀態(tài)信息回送主控端，從而達(dá)到控制車(chē)輛的目的[15]。單片機(jī)的串口與GTM900C連接，CPU從GTM900C獲得外來(lái)指令與信息，也經(jīng)GTM900C向外發(fā)送信息。CPU另一些接口與車(chē)輛各檢測(cè)點(diǎn)相連接，實(shí)行巡回檢測(cè)，只要車(chē)輛檢測(cè)點(diǎn)的平衡狀態(tài)被破壞，CPU會(huì)根據(jù)這個(gè)檢測(cè)點(diǎn)編號(hào)、性質(zhì)，經(jīng)GTM900C向外發(fā)送信息。CPU還有一些接口被用作輸出，當(dāng)GTM900C通信接口，有信息輸入到CPU，在程序的作用下，這些輸入命令會(huì)在CPU的某一腳輸出，改變了該腳的原來(lái)狀態(tài)，達(dá)到遙控車(chē)輛目的[15]。GTM900C模塊在系統(tǒng)中起到通信平臺(tái)的作用，而CPU在系統(tǒng)中對(duì)輸入信息(GTM900C的輸入、檢測(cè)點(diǎn)的輸入)進(jìn)行綜合運(yùn)算與判斷。做出正確答案。圖41系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方框圖應(yīng)用接口連接GTM900C與相應(yīng)器件：①RS232數(shù)據(jù)接口。標(biāo)準(zhǔn)DB9接口。通過(guò)該口與CPU連接通信。②控制接口。主要有：指示燈，同步信號(hào)線，控制線等。③SlM卡接口。SIM(Subscriber Identity Model)用戶識(shí)別卡，是一智能集成電路芯片。SIM卡中存入相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)S1M卡的鑒權(quán)確認(rèn)后，移動(dòng)信息才能有效完成與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，才能進(jìn)行有效的信息交換[16]。GTM900C模塊是一塊無(wú)線通信芯片，其中一個(gè)接口與SIM卡聯(lián)接，構(gòu)成硬件密碼。只有使用者撥通SIM卡的ll位號(hào)碼才能進(jìn)入系統(tǒng)前沿．在程序中又加入軟件密碼，只有硬件和軟件密碼都正確時(shí)，模塊GTM900C才工作，任一密碼不滿足要求，均不工作[17]。4．2 GSM模塊GTM900C及其外圍電路設(shè)計(jì) GTM900C模塊的對(duì)外接口電路GTM900C的對(duì)外接口包括：RS．232接口、語(yǔ)音接口、控制線接口、SIM卡接口和電源接口。(1)手機(jī)模塊和單片機(jī)的接口電路RS232是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)正式公布的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)[6]，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通訊。RS232接口采用9位編碼格式，其中8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，沒(méi)有奇偶校驗(yàn)位，因此單片機(jī)的串行口一般采用工作方式[17]，支持的數(shù)據(jù)速率為115．2．9300Kbps[7]。AT89C52有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和無(wú)線modem之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。GTM900C與單片機(jī)接口完成后，可以用AT指令(顯示產(chǎn)品識(shí)別信息)對(duì)串口連接進(jìn)行測(cè)試(2)語(yǔ)音接口電路GTM900C的通話功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于聲音接口電路，EPPl，EPNI和EPP2，EPN2為兩個(gè)送音信道，他們?yōu)槔然蛘叨鷻C(jī)提供信號(hào)；MICPI，MICNI和MICP2，MICN2為兩個(gè)話音信道，即為麥克風(fēng)的輸出信號(hào)，EPPl，EPNL MICPl，MICNI具有自平衡功能，所以本課題選它們作為聲音通道[14]．利用GTM900C的通話功能可以設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)聽(tīng)電路[8]。當(dāng)車(chē)輛被盜竊后，車(chē)主可以撥打報(bào)警器的號(hào)碼，出現(xiàn)三次振鈴音后自動(dòng)接通，此時(shí)車(chē)主就可以方便的了解車(chē)內(nèi)的情況，有利于追繳車(chē)輛．監(jiān)聽(tīng)電路的硬件實(shí)現(xiàn)依靠一個(gè)麥克風(fēng)和音頻信號(hào)放大器，如圖42所示。聲音信號(hào)通過(guò)麥克轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，但電壓只有100300mV，需要通過(guò)音頻放大器進(jìn)行放大和濾波，當(dāng)報(bào)警器接通時(shí)，GTM900C將放大后的聲音信號(hào)無(wú)線傳播到用戶手機(jī)，從而達(dá)到監(jiān)聽(tīng)的目的。圖42語(yǔ)音監(jiān)聽(tīng)電路圖(3)GTM900C的LGT啟動(dòng)電路電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個(gè)系統(tǒng)提供3．8V工作電電壓，GTM900C的工作電壓為3．4V4．7V。系統(tǒng)加電后，為使GTM900C進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給LGT加一延時(shí)大于lOOms的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1ms[18]。 AT89C52技術(shù)指標(biāo)及性能硬件設(shè)計(jì)中，我們充分采用了現(xiàn)代集成電路技術(shù)的成果和低功耗設(shè)計(jì)．在芯片選擇上，采用低功耗的CMOS和74HC系列的AT89C52集成電路。電路設(shè)計(jì)上，采用片選與讀寫(xiě)控制相結(jié)合產(chǎn)生最終片選信號(hào)。這樣只有對(duì)芯片進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，芯片才處于工作狀態(tài)，其余時(shí)間，芯片處于靜態(tài)，這種設(shè)計(jì)有效地降低了功耗。汽車(chē)防盜報(bào)警器要求體積小、功耗低、高可靠性、高速。而AT89C52列單片機(jī)具有高度集成的外設(shè)，為我們?cè)O(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提供了方便，也使系統(tǒng)的整體成本大大降低．而AT89C52的功能很全，基本覆蓋了其他系列單片機(jī)的功能[13]。本系統(tǒng)的遙控模塊主要完成報(bào)警狀態(tài)的切換功能，即當(dāng)用戶在車(chē)上時(shí)可以將報(bào)警器設(shè)為撤防狀態(tài)，以免誤操作；當(dāng)用戶離開(kāi)車(chē)時(shí)將報(bào)警器設(shè)為設(shè)防狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人時(shí)的報(bào)警。本文使用原車(chē)報(bào)警系統(tǒng)以節(jié)省加裝搖控模塊的資源浪費(fèi)。本系統(tǒng)采用硬件看門(mén)狗電路，以解決因程序跑飛而使系統(tǒng)不能正常工作的問(wèn)題，以提高系統(tǒng)的可靠性。為此，使用X25043來(lái)設(shè)計(jì)單片機(jī)監(jiān)控電路，以保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。其基木原理：X25043有一個(gè)看門(mén)狗輸入和復(fù)位輸出端，單片機(jī)必須每隔1．6S之內(nèi)向輸入端(WDl)送入一個(gè)信號(hào)若超過(guò)要求時(shí)間X25043收不到喂狗信號(hào)，其復(fù)位輸出端(RESET)將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。當(dāng)程序跑飛時(shí)，程序己無(wú)法正常運(yùn)行不可能在要求的時(shí)問(wèn)內(nèi)向X25043發(fā)送喂狗信號(hào)。從而看門(mén)狗產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)使單片機(jī)復(fù)位，重新返回程序正常運(yùn)行[19]。針對(duì)X25043的功能，我們可以在單片機(jī)系統(tǒng)中利用它擴(kuò)展存儲(chǔ)空問(wèn)、上電復(fù)位、看門(mén)狗定時(shí)以及電源監(jiān)控功能。 汽車(chē)供電控制電路此電路的功能為：當(dāng)車(chē)輛被盜竊后，用戶可以發(fā)送短信“斷油斷電”到報(bào)警器，報(bào)警器隨之切斷汽油噴射系統(tǒng)等設(shè)備的供電電源，這樣汽車(chē)就無(wú)法行駛，再配上GSM提供的定位手段，十分有利于追繳被盜車(chē)輛。當(dāng)車(chē)輛被追回時(shí)，可以發(fā)送短信“供油供電”使汽車(chē)電平供電系統(tǒng)恢復(fù)正常。汽車(chē)所有的電力供應(yīng)都來(lái)自于一塊大蓄電池，汽車(chē)正常行駛時(shí)發(fā)電機(jī)會(huì)不斷向蓄電池供電，所以蓄電池的電量總是十分充足。汽車(chē)的供電系統(tǒng)大致可以分為三路。其中，汽車(chē)照明等常供電設(shè)備在任何時(shí)候(包括鑰匙鎖開(kāi)關(guān)閉合時(shí))均有電壓供應(yīng)，可以從此處取電[20]．如果要控制汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，控制汽油噴射系統(tǒng)的供電電源即可，通過(guò)繼電器可以完成此功能。在汽油噴射系統(tǒng)的電源線上加裝一個(gè)大型號(hào)常閉型繼電器，通過(guò)控制繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)即可完成對(duì)電源的控制。但AT89C52的引腳驅(qū)動(dòng)能力較弱，并不能直接驅(qū)動(dòng)此大繼電器，需要中間繼電器過(guò)渡。如圖43所示．當(dāng)收到“斷油斷電”短消息時(shí)，AT89C52驅(qū)動(dòng)PD2引腳變高，由于PD2引腳電平為0V3V，無(wú)法驅(qū)動(dòng)5V的繼電器，需要遙控兩個(gè)t11f1控制繼電器，此時(shí)中問(wèn)繼電器(TQ25V)吸合，帶動(dòng)外部控制噴油系統(tǒng)電源的繼電器斷開(kāi)，從而使汽車(chē)無(wú)法正常燃油運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)慢慢停下來(lái)。同樣，當(dāng)收到“供油供電”短消息時(shí)，AT89C52驅(qū)動(dòng)PD2引腳變低，此時(shí)中間繼電器(TQ25V)斷開(kāi)，外部大繼電器又回復(fù)到常閉狀態(tài)，從而使汽車(chē)的汽油噴射系統(tǒng)恢復(fù)正常。圖43 車(chē)控信號(hào)放大電路該部分電路使用原車(chē)防盜器即可，只需將報(bào)警信號(hào)與單片機(jī)相連即可。第五章 系統(tǒng)軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)在本章中本文將根據(jù)第三章中提出的系統(tǒng)需求和軟件的總體設(shè)計(jì)方案，迸一步討論單片機(jī)控制手機(jī)模塊的AT指令的使用方法，詳細(xì)定義課題中具體要使用到的AT指令集。分析汽車(chē)防盜報(bào)警器系統(tǒng)各重要部分的軟件工作流程，并設(shè)計(jì)相應(yīng)軟件流程圖，對(duì)關(guān)鍵的部分子程序進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的程序代碼。本報(bào)警器是以GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通訊，車(chē)主對(duì)汽車(chē)的大部分控制都是通過(guò)控制GSM模塊實(shí)現(xiàn)的．本文件主要闡明單片機(jī)對(duì)GSM手機(jī)控制的軟件協(xié)議。手機(jī)使用的是華為公司的GSM模塊GTM900C。報(bào)警器開(kāi)機(jī)運(yùn)行初始化后，將處于不斷地檢測(cè)控制系統(tǒng)狀態(tài)和接收用戶短消息的狀態(tài)中．若設(shè)防信號(hào)無(wú)效，則控制系統(tǒng)不檢測(cè)其狀態(tài)。只有設(shè)防信號(hào)有效以后，若單片機(jī)控制系統(tǒng)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)時(shí)(并且過(guò)100毫秒再檢測(cè)一次，若信號(hào)還有效才認(rèn)為啟動(dòng)信號(hào)有效，這樣可防止偶然的誤操作)．系統(tǒng)將發(fā)送(the engine isnmning)短消息給用戶手機(jī)，可設(shè)定為只發(fā)送1次短消息；并且發(fā)出本地報(bào)警信號(hào)，持續(xù)20秒；斷電、斷油的信號(hào)立即有效20秒后抱閘信號(hào)也處于有效(這樣可防止突然抱閘發(fā)生事故)；同理，若檢測(cè)到左車(chē)門(mén)、右車(chē)門(mén)被破壞的信號(hào)或有震動(dòng)信號(hào)時(shí)，按照與上面類(lèi)似的方式來(lái)處理。當(dāng)用戶手機(jī)發(fā)送檢測(cè)狀態(tài)(check status)短消息時(shí)，控制系統(tǒng)接收到短消息，根據(jù)控制系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)做出不同響應(yīng)：當(dāng)未處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)將發(fā)送還沒(méi)有設(shè)防的短消息給用戶手機(jī)?？刂葡到y(tǒng)處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，若系統(tǒng)完好則發(fā)送狀態(tài)完好的短消息給用戶手機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到汽車(chē)出現(xiàn)異常情況后，系統(tǒng)一般已經(jīng)處于鎖車(chē)的狀態(tài)，此時(shí)將發(fā)送短消息給用戶，若要使汽車(chē)解鎖，則只有當(dāng)用戶發(fā)送解鎖的短消息給控制系統(tǒng)后，才解除其信號(hào)為無(wú)效。其它情況也按照類(lèi)似方式處理[20]。系統(tǒng)一般處于接收短消息的狀態(tài)，若系統(tǒng)SIM卡接收的短消息超過(guò)一定的數(shù)量時(shí)(這里設(shè)定為24條)，則必須先將SIM卡中的短消息、全部刪除后再做上面的處理，這樣可防止SIM卡接收的短消息空間己滿后，出現(xiàn)不再接收短消息的情況；并且設(shè)定只有用戶的手機(jī)才能與單片機(jī)控制系統(tǒng)通訊，防止未授權(quán)用戶手機(jī)對(duì)系統(tǒng)的控制。這里控制系統(tǒng)設(shè)防分為硬設(shè)防和軟設(shè)防兩種方式．當(dāng)設(shè)防開(kāi)關(guān)按下時(shí)，就表示己經(jīng)處于硬設(shè)防狀態(tài)；由用戶手機(jī)發(fā)送設(shè)防和撤防的短消息命令就稱(chēng)為軟設(shè)防方式．這里設(shè)定軟設(shè)防的優(yōu)先級(jí)比硬設(shè)防高，當(dāng)系統(tǒng)不處于設(shè)防狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)發(fā)送設(shè)防的短消息給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)接收到命令后，將自動(dòng)設(shè)定為系統(tǒng)已經(jīng)處于設(shè)防狀態(tài)；若系統(tǒng)處于硬設(shè)防或軟設(shè)防狀態(tài)，也可以發(fā)送撤防的短消息給控制系統(tǒng)，則系統(tǒng)也可以自動(dòng)撤防。這樣就能方便車(chē)主對(duì)汽車(chē)的使用和控制。華為GTM900C模塊支持PDU格式的短消息的發(fā)送和接收，該模塊通過(guò)AT指令與單片機(jī)或計(jì)算機(jī)通信。AT(Attention)指令集是調(diào)制解調(diào)器通信接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于沒(méi)有控制移動(dòng)電話文本消息的先例，因此開(kāi)發(fā)了一種叫SMS Block Mode的協(xié)議，通過(guò)終端設(shè)備(TE)或電腦來(lái)完全控制SMS。幾年后，主要的移動(dòng)電話生產(chǎn)廠商諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP共同為GSM研制了一整套AT指令，其中包含對(duì)SMS的控制。AT指令在此基礎(chǔ)上演化并被加入GSM07．05標(biāo)準(zhǔn)，以及之后的GSM07．07標(biāo)準(zhǔn)[6]。設(shè)置調(diào)用形式一般為：AT+命令名十參數(shù)，如：AT+CMGF=I用來(lái)設(shè)置當(dāng)前短消息格式為T(mén)ext模式。讀取調(diào)用形式一般為：Ar+命令名=，如：AT+CMGF=1如果當(dāng)前短消息格式為T(mén)ext單片機(jī)控制手機(jī)工作，必須把手機(jī)的短信息工作模式設(shè)置為PDU格式，即通過(guò)指令A(yù)T+CMGF=0完成。單片機(jī)向手機(jī)發(fā)送每一條指令后。必須以回車(chē)符作為該條指令的結(jié)束，回車(chē)的ASCII編碼為0DH。例如單片機(jī)向手機(jī)發(fā)送AT+CMGF=O這條指令，其ASCⅡ編碼序列為：41H、541t、2BH、42II、4DH、47II、46H、3DH，30H、0DH。最后一個(gè)字節(jié)ODH就是回車(chē)符，表示該條指令結(jié)束，如果沒(méi)有這個(gè)回車(chē)符，手機(jī)將不識(shí)別這條指令．所有AT指令的指令符號(hào)、常數(shù)、PDU數(shù)據(jù)包等都是以ASCII編碼形式傳送的，比如“A”的ASCII編碼為41 H：“T”的ASCII編碼為54H；數(shù)字“0”的ASCII編碼為30H等。手機(jī)接收到一條完整的AT指令后，手機(jī)并不立即執(zhí)行這條指令，而是先把剛才接收到的AT指令的全部ASCII編碼序列全部反發(fā)送出來(lái)(含0DH)；其次發(fā)送一個(gè)回車(chē)符和換行符的ASCII編碼，即0DH和0AH；最后才執(zhí)行該條指令。手機(jī)向單片機(jī)傳送短信息內(nèi)容時(shí)，其PDU數(shù)據(jù)包的內(nèi)容是以16進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)，但并不是直接向單片機(jī)傳遞16進(jìn)制數(shù)據(jù)。而仍然是把每一位16進(jìn)制數(shù)以ASCII編碼來(lái)發(fā)送．這樣，兩個(gè)字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)就變成4個(gè)字節(jié)的ASCII碼。但是PDU數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度部分仍然是實(shí)際字節(jié)長(zhǎng)度，PDU不是變成ASCII碼的字節(jié)長(zhǎng)度M”，這在編程時(shí)應(yīng)特別注意，否則，接收的數(shù)據(jù)就不完整。單片機(jī)接收到PDU數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后，必須將其恢復(fù)成16進(jìn)制數(shù)據(jù)。手機(jī)向單片機(jī)應(yīng)答PDU數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)不包括前9個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(短信服務(wù)中心地址)，但向單片機(jī)傳送PDU數(shù)據(jù)包時(shí)，包括這9個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)所有指令通過(guò)手機(jī)以短消息方式發(fā)送，報(bào)警器收到短消息命令后，發(fā)應(yīng)答信號(hào)。報(bào)警器接收數(shù)據(jù)采用串行中斷方式接收，因此定義各模塊的AT指令是軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須做的重要工作。主機(jī)與GSM手機(jī)串行接口傳送數(shù)據(jù)數(shù)率為：19．2kHz系統(tǒng)軟件包括三個(gè)方面內(nèi)容，系統(tǒng)初始化，單片機(jī)對(duì)輸入輸出信息處理，手機(jī)與單片機(jī)之間的雙向通信。系統(tǒng)的工作流程大致如下：終端系統(tǒng)先上電進(jìn)行復(fù)位后，自檢初始化，然后判斷鍵盤(pán)和讀SIM卡并進(jìn)入相應(yīng)的處理程序，如果有鍵按下則進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)，如參數(shù)設(shè)置，修改參數(shù)等等，如果接收到短消息，首先根據(jù)密碼判斷它的合法性，如果合法則根據(jù)短消息的內(nèi)容進(jìn)行相