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  • 基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统

    作者: 浏览次数: 发布时间:2014/12/30 9:52:18

    基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统

    要:以PIC18F458型单片机和西门子公司TC35I GSM手机通信模块为核心,设计出基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统,实现了汽车安全状况的实时在线监控,以及防盗报警信号的动态采集分析和防盗功能的闭锁远程控制等功能,有效提高了汽车防盗报警水平,确保汽车具有较高安全性能。

      关键词:GSM网络;单片机;汽车防盗报警系统

      

      常规的汽车防盗报警系统,在报警实时性、可靠性、以及系统自身运行安全稳定性等方面,均很难满足现代汽车功能和技术日新月异变化的人性化、智能化、自动化、网络化、集成化等特性需求,防盗功能存在较多缺陷。

      近几年,GPS技术研究和实际应用的进一步成熟完善,GPS技术已在汽车导航系统中发挥非常良好的性能。同时,加上移动通信技术服务覆盖范围的进一步扩大,基于GPS无线移动通信技术的汽车动态防盗报警集成系统的研究,就显得非常有理论研究和实际应用价值。

      1 汽车报警系统整体设计方案

      GSM(全球移动通信)是我国无线通信覆盖面较广、传输可靠性较高、数据保密性强的数字移动通信服务网络,而短消息服务(SMS)则是GSM数字通信服务中的一项非常重要且成熟的业务,其实质是在移动网络上在不需要建立拨号连接的前提下,实现间断信息的实时传输通信。基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统的整体设计方案如图1所示:

      从图1可知,基于GSM网络与单片机控制系统的汽车防盗报警系统,其核心在于以SMS短消息为传输媒介,用户的手机可以发送短消息到支持中文短信息的工业级GSM模块--TC35I手机通信模块,实现使用手机远程开关车门、锁定打开油路、实时监控汽车运行安全状态、以及防盗报警灯功能。例当车主发送"oil" TC35I手机通信模块,则可以智能检测汽车油路是否锁定,如果处于锁定状态,则TC35I手机模块就会返回短信"oil is lock"的短消息,反之则会返回"oil is open"的短消息。基于GSM网络的汽车防盗报警系统,会实时动态监测汽车的安全状态,一旦监测到车门被非法打开、汽车点火系统被非法开启等危险时,防盗系统就会自动通过TC35I手机通信模块,向车主手机发送防盗报警短信。在进行远程操作时,TC35I手机通信模块会将接收到车主手机返回的短消息内容,自动转换成标准格式数据信息,通过相应串口将数据传回单片机控制系统,由单片机内部程序自动化判断短消息内容是否为合法远程操作指令,如果为合法则执行相应的操作,提供对应的智能化、人性化服务;如果指令不合法,则会自动清空数据区中的数据为下一次接收车主短消息指令做好准备。当防盗报警系统检测到车门被非法打开、点火系统被非常开启时,就会通过单片机将汽车安全数据转换成标准格式的短消息,通过TC35I手机模块向车主手机发送短消息,同时用户可以根据需要回复短消息到防盗报警系统中,通过单片机驱动对应执行机构,完成相应远程操控,如点火系统自动闭锁、停止油路供给等防盗远程操作,从而大大提高汽车防盗报警性能。

      2 主要功能模块工作原理

      2.1 单片机控制系统

      基于GSM网络的汽车防盗报警系统的硬件平台主要选用PIC18F458型单片机,作为整个系统的逻辑判断控制中心,其外围核心电路主要包括报警信号采集系统(包括传感器等功能模块)、GSM通信控制子系统(包括定位、短信等功能模块)、以及汽车远程控制执行系统(包括汽车点火闭锁系统、油路供应系统等)。单片机控制系统是汽车防盗报警系统的中心处理中枢也是远程操控执行命令发出单元,负责短消息信号处理、外设功能模块接入与控制、以及所有功能模块软件程序运转载体。

      2.2 GPS定位功能模块

      定位模块主要由GPS数据通信功能模块完成,但当GPS定位模块在高大建筑物下,会出现信号减弱甚至没有信号等问题,因此,在汽车防盗报警系统设计中,采用辅助GSM的蜂窝基站定位可以弥补GPS存在障碍物阻挡环境中信号不足问题,从而有效提高GPS定位的可靠性和准确度。车载GPS接收机,可以通过接收观测范围内的几个卫星信号,结合内部相关运算逻辑将所接收的卫星数据信息进行分析处理,进而可以得到车载GPS接收机的三维位置、三维方向、以及运动速度和时间等信息,便于车主对汽车进行动态定位监控。

      2.3 传感器系统

      在汽车防盗报警系统设计中,为了达到更好的防盗安防效果,传感器的布设位置必须要能够动态检测到可能威胁到汽车安全,以及阻碍盗车行为发生或扩大等功能。针对砸车门、车窗等盗窃行为,可以在车窗部位处设置瞬时大震动传感器,也就是当汽车在正常行驶过程中可能出现的颠簸震动不能触发传感器,从而提高防盗系统运行可靠性;如果盗车贼侥幸破坏车窗震动报警系统进入车内后,会通过车内设置的热释电传感器,以检测车处于停车状态车内是否有非常人员进入;同时,盗车贼如果想开动汽车,则必须启动点火系统,并踩踏油门踏板方能开动车辆,在油门踏板下设置传感器,并将点火系统闭锁信号引入到单片机控制回路中,进而确保汽车在被盗窃过程中自动闭锁保护,提高汽车防盗水平。通过层层传感器系统的设置,可以达到对盗窃保护信号的动态检测效果。当系统检测到盗窃信号或用户通过短信息返回启动防盗系统时,控制器就会通过相应继电器执行机构闭锁点火系统、油路供应系统、车门车窗闭锁系统等,从而在防止盗窃行为得逞和进一步扩大前提下,协助警察抓捕非常盗车人员。

      3 系统软件工作流程

      为了区分汽车报警信号的紧急程度,在系统软件程序中设置两类短信工作模式,即:当防盗报警系统单一检测器检测到危险信号后,则会向车主手机发送以危险模式发生短信;若两个或两个以上检测器检测到危险信号时,则会以紧急严重模式发送短信。当用户收到危险短信息时,只需要通过拨号连接方式就可以远程操作闭锁点火系统和油路供应系统。PIC18F458单片机利用准确可靠采集信息和计算方法对震动信号、红外信号、踩踏压力信号等进行动态采样和运算分析,从而提高系统工作可靠性和动作稳定性。汽车防盗报警系统的软件工作流程如图2所示:

      图2 汽车防盗报警系统软件工作流程

      从图2可知,整个汽车防盗报警系统以GSM网络、单片机控制系统、传感器等检测元件和执行机构,构成一个完整的闭环远程操控,大大提高了汽车防盗系统的运行可靠性和人性化、智能化、网络化服务水平。

      结束语

      基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统,不仅可以有效提高汽车防盗报警通信的实时性、可靠性和准确性,同时采用GPS与辅助GSM的蜂窝基站对车辆进行准确定位,实现车主对汽车远距离实时在线定位监控。基于GSM网络与单片机控制的汽车防盗报警系统,与常规的纯硬件单纯声光“防盗报警”系统相比,具有非常明显的灵活性和功能扩展能力,在汽车智能化、人性化、网络化防盗领域具有较高理论研究和实际实用推广应用价值。

      参考文献

      [1]毛彩云,吴暮春,王海林.汽车防盗系统的发展[J].汽车维修,2010(3)41-43.

      [2]冀常鹏,包剑,刘建辉.GPS/GSM车辆监控系统研究[J].微计算机信息,2003(9)45-46

      [3]李鸿.用单片机控制手机收发短信息[J].电子技术应用,200329(1)24-26.

        [4] 陈培荣 深圳市荣利丰科技有限公司论证修改  www.szrlf.com


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