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基于GSM网络的汽车防盗报警系统设计

GSM(G10bal System for MobileCommunication)网络是基于时分多址技术和频分多址技术的通信网络体系，属于第二代通信技术(2G) 。该技术成熟，覆盖范围广 。GSM短信息服务(sholtMessage Service)作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视 。
传统的报警系统存在很多问题，如作用距离短、报警器产生的噪声污染环境、误报现象经常发生 。这些问题给居民生活带来了很大的困扰，某些居民区甚至因此禁止安装汽车报警器 。
利用GSM网络设计的汽车报警系统，附加了软件智能化设计控制，很容易解决上述各种问题 。
1 系统结构与原理
系统结构如图1所示 。汽车报警器检测到信号以后，通过软件处理系统、GSM网络将报警信号传到用户手机 。实现了报警信号的长距离传输 。
 
2 硬件设计
系统的主要硬件结构如图2所示 。探测信号通过P0.0和P0.1输入，不采用中断方式是为了防止误报警的产生 。控制信号通过P0.7输出 。单片机的串行接口通过电平转换芯片MAX202与TC35的串口相连 。由于是异步串行通信，可采用无流控制方式，连接接口J1的2、3、5即可 。
 
2.1 TC35模块简介
TC35是西门子公司开发的高性能GSM模块，在应用系统中很容易集成 。其特点是：(1)频段为双频GSMg00MHz和GSMl800MHz(phase2/2+);(2)支持数据、语音、短消息和传真;(3)电源范围宽;(4)具有RS232接口和语音接口 。
2.2 传感器
【基于GSM网络的汽车防盗报警系统设计】传感器可利用热释电红外传感器或振动传感器 。热释电红外传感器通过检测人或动物发射的红外线而输出电信号，作用角度为110° 。可使用BISS001型红外成品组件，作用距离通过菲聂尔透镜调节 。振动传感器可采用ND-l型高灵敏振动位移传感器 。它是一种集振动和位移测量于一身的全方位固态控制器件，对振动有很高的检测灵敏度，对周围环境的声音信号抑制并具有很 强的抗干扰能力 。其灵敏度通过电容可调 。
2.3 控制电路
当用户收到报警信息后，如需采取措施，可以向TC35模块拨号 。单片机收到信号后，发出ATH指令将拨号挂断，然后向P1.7口发出控制信号 。控制信号通过运放放大后，继电器将点火线切断，从而保证汽车的安全 。如要恢复，再向TC35拨号即可 。继电器的内阻很小，须用OC门驱动，驱动电路如图3所示 。
 
3 软件设计
3.1 与SMS有关的AT指令
GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范 。GSM07.07中定义的ATCommand接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之问的通用接口;GSM07.05对短消息作了详细的规定，在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令 。与SMS有关的GSMAT指令如表1所示 。
 
本系统中用到的AT指令如下：
发送：AT+CMGF=0 //设置短消息发送格式
回答：OK
发送：AT+CMGS=24 //短信息长度，注意为十进制 。
回答：>
发送：0001030D91683108480646F932080A67094EBA-52A88F66FF01 //PDU数据包
回答：+CMGS：[，]
3.2 PDU格式简介
目前，发送短消息常用Text和PDU(Prutoeol DataUnit)模式 。使用Text模式收发短信代码简单，容易实现，但最大的缺点是不能收发中文短信;而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信 。PDU模式收发短信可以使用三种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码 。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符，编码类型在PDU数据包中指定 。
下面举例说明PDU格式的组成 。例如要把“有人动车!”五个字发送到13808460649，则PDU数据为：
0001030D91683108480646F932080A67094EBA52A88F-66FF01
(1)00表示省略短信中心号码;
(2)01表示文件头字节;
(3)03表示信息类型(TP-Message-Reference);
(4)0D表示被叫号码长度;
(5)91表示被叫号码类型;
(6)683108480646F9表示被叫号码，经过了位移处理;
(7)32表示协议标识TP-PID;
(8)08表示数据编码方案TP-DCS，因为要发送U-NICODE内码，所以使用USC2(16bit)编码;
(9)0A表示用户数据长度TP-UDL(以8位码为单位(octet));
(10)67094EBA52A88F66FF01表示用户数据 。
3.3 汉字编码
由于在GSM标准中，中文编码采用Unicode编码，而不是目前国内常用的GB-2312编码，所以只要将十进制的Unicode编码转化为十六进制即可，也可以由GB-2312编码通过换算得来 。例如“您好”二字的十进制Unicode码分别为24744和22909，转化为十六进制为60A8和597D 。
3.4 报警策略
为了区分情况的紧急程度，可以设置两条短信 。若单一检测器检测到信号则发送短信一;若两个都检测到信号则发送短信二 。发出短信息以后，用户只需拨号就可以切断点火线 。若网络出现问题则向用户手机拨号 。
3.5 软件流程
在主程序中，89C51利用巧妙的算法对红外信号和震动信号进行采样，相当于对信号进行积分 。如果4秒内80%(可根据实际情况调节)的信号有效，则说明有非法人员入侵，产生报警信号以后通过程序控制，以保证15分钟之内不会产生第二次报警信号 。
程序的主循环如图4所示 。
 
经实验验证，采用基于GSM短消息的通信方式控制汽车报警系统，不仅可以提高报警系统的通信可靠程度，而且通信距离基本不受限制，从而实现用户对汽车的长距离实时监控 。此外本系统还可对入侵的紧急程度进行区分，便于用户根据情况采取措施，满足了汽车用户对汽车防盗的要求 。本系统成本不高，易于推广 。通过在多种汽车上的实际应用，系统运行良好 。

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