GSM防盗（共7篇）
GSM防盗 篇1
随着社会的发展, 家庭及公用汽车越来越多, 而被盗车辆的数量也在逐年增长。传统的汽车防盗器存在很多弊端, 如作用距离短, 可产生噪声污染, 不能远程报警需要安装等。这些弊端给居民生活带来了很大的不便, 一些居民区甚至禁止安装汽车防盗报警器。
GSM (Global System for Mobile Communication) 网络技术成熟, 覆盖范围广是已被广泛应用的通信网络体系。近几年来, GSM网络的短信、通话等基础服务技术也得到越来越多的电路设计工程师的重视[1]。将目前汽车防盗器的设计思想和GSM网络的功能相结合, 便可实现防盗器的远程报警功能, 解决传统防盗器的弊端。
1 防盗系统与防盗器的总体方案设计
1.1 防盗系统结构
防盗系统有遥控器、防盗器、GSM网络以及用户手机组成。其系统结构如图1所示。
防盗器可置于汽车内任意位置, 通过专用遥控器控制防盗器的开关状态。开启状态下, 当传感器检测到异常信号时, 防盗器可通过GSM网络给用户拨打电话, 达到远程防盗的目的。
1.2 防盗器内部结构设计
防盗器内部由5个模块组成:主控模块、GSM模块、检测模块、遥控模块与电源模块。防盗器的结构如图2所示。
主控模块负责接收、处理遥控模块、GSM模块和检测模块发送的信号以及向GSM模块发送控制指令等。
遥控模块用来控制整个系统的工作状态。当遥控器有按键按下时, 接收模块相应管脚会输出信号, 该信号通过单片机的外部中断接口发送给CPU, CPU接收到信号后进入中断程序进行开、关操作。
GSM模块负责按照CPU的指令向用户手机发送呼叫信号进行报警。
检测模块负责检测汽车的异常振动信号。
电源模块负责给整个防盗器供电, 设计时需要解决电源模块的工作时间长短问题。
2 硬件电路的设计
针对各个模块的功能以及设计要求, 对系统各模块的主要元件进行了选型, 并设计了具体电路。
2.1 主控模块
系统对CPU的要求为:2个支持掉电唤醒的中断;一对串口以便与GSM模块通信;4个I/O端口以控制声光以及GSM模块的使能;一定容量的EEPROM空间以存储用户电话号码等信息, 及一个带A/D转换的I/O端口以测量电池充电的完成状态。
为了在达到以上要求的同时尽量缩小防盗器体积, 设计选用了宏晶科技的SOP型芯片STC12LE5402AD作为防盗器的CPU。它只有20个管脚, 工作电压为2.2 V~3.8 V, 工作频率为0~35 MHz, 1 KB的EEPROM, 2个支持掉电唤醒的外部中断, 一对串口, 15个I/O端口, 8路10位A/D转换I/O端口, 内置复位电路且功耗低, 完全符合设计要求。系统主控模块的电路如图3所示。
遥控接收模块检测遥控器的开启信号, 并将信号通过外部中断口传送给CPU, 防盗器进入工作状态。当振动检测模块检测到异常振动信号时, CPU通过I/O端口将SIM900B开启, 并向GSM模块发送AT指令, 将SIM900B模块初始化。GSM模块通过GSM网络向用户发送呼叫提示信号。
遥控接收模块检测到遥控器的关闭信号时, CPU将通过特定指令使系统进入低功耗模式。遥控器发送开关信号时, 遥控信号指示电路会进行声光提示。
2.2 GSM模块简介
GSM模块选用的是SIMCOM公司的SIM900B模块, 该模块体积小巧、性能稳定, 自带天线扣, 性价比高, 有四种工作频率:GSM/GPRS 850/900/1800/1900 MHz, 可以实现语音、SMS、数据和传真信息的低功耗传输[2], 满足系统对GSM模块的要求。
SIM900B的电路连接简图如图4所示。U3为SIM卡, SIM900B通过自有的SIM卡接口为SIM卡提供电源并向其发送指令, 实现SMS、呼叫等功能。D4~D7是为了防止静电损害, 而在SIM卡座附近放置的瞬变电压抑制二极管。
PWKEY管脚为SIM900B的使能端, 软件使该管脚拉低至少100 ms后, SIM900B进入使能状态, 此时CPU可通过串口向SIM900B发送指令。
2.3 检测模块
考虑到大部分车被盗时会出现异常振动, 设计选用振动传感器为信号检测器件。振动传感器也称振动开关, 它一般有滚珠式与弹簧片式两种。滚珠式振动开关带有倾斜感应且只能单方向性触发;弹簧片式振动开关无方向性限制, 任何角度均可触发[3]。针对以上问题, 设计选用了弹簧片式振动开关SW-58010S作为振动检测器件。
弹簧片式振动开关在静止时为开路OFF状态, 当受到外力碰触而达到相应振动力, 或移动速度达到适当离 (偏) 心力时, 导电接脚会瞬间导通呈瞬间ON状态;当外力消失时, 开关恢复为开路OFF状态。电路中振动开关一端接地, 另一端经上拉接单片机的I/O口, 振动开关受到外力振动时, I/O口接收到低电平信号, 系统对信号进行判断并执行相应程序[4]。
2.4 遥控模块
系统采用XD-YK04无线收发模块实现防盗器的开关控制。遥控器采用SC2260芯片固定码编码, 遥控距离为30 m~50 m。遥控接收模块工作电压为3 V~5 V, 解码芯片采用的是SC2272-M4。当遥控器按键按下时, 遥控接收模块会将信号通过外部中端口传送给CPU。由于CPU中断采用下降沿触发, 而遥控模块输出为高电平信号, 因此必须对遥控接收模块的输出信号进行反相操作。
遥控接收模块信号处理电路图如图5所示。当遥控器“开”键被按下时, D0口输出高电平, 三极管Q4导通, 模块输出端由原来的高电平变为低电平, CPU外部中断触发并执行中断程序, 系统被唤醒进入工作状态。同理, 当“关”键下被按下时, 防盗器会进入掉电状态。
2.5 电源模块
考虑到防盗器体积小、待机时间要求较长以及内部元件在3.7 V以下均可正常工作, 设计选用手机锂电池作为系统电源。手机电池容量比一般纽扣电池大, 体积相对小, 供电时间长。因此, 当电池容量为1 500 m A/h时, 一次充电可使用20天左右。
防盗器内CPU工作电压为2.2 V~3.8 V, 其他模块工作电压为3.7 V左右, 因此锂电池经过降压处理后才可给CPU及其外围电路供电。
外部充电器可提供5 V电压对防盗器内电池进行充电并给各模块供电。具体电源电路如图6所示。图中, 3.7 V电池为锂电池。如虚线框内电路所示, 当有外接5 V电源时, 电池经过R13、R16分压得到4.3 V电压, 此电压给截止电压为4.2 V的锂电池充电, 此时Q2导通, LED1亮红灯以指示系统处于充电状态。通过R14、R15组成的电位器可测知电池的充电完成状态, 电池充满后, CPU控制电源充电指示灯变为绿色。无外接电源时, 锂电池供防盗器用电, 此时Q2不导通, LED1灯灭。
工作状态下, 锂电池输出的电压为3.7 V。二极管D2与D3为锗二极管, 工作时压降为0.2 V~0.3 V, 3.7 V电压经过降压后, 可得3.1 V~3.3 V的电压, 此电压为CPU供电。
3 软件设计
系统有开、关两种状态。系统程序流程如图7所示。系统处于“开”工作状态下, 按下“关”键, 系统执行“关”键的中断程序。在程序中将寄存器PCON赋值为0x02后系统便会进入掉电模式。该模式下CPU外部时钟停振, CPU、定时器、串行口全部停止工作, 但外部中断仍正常工作, 可将CPU从掉电模式中唤醒, 从而节省了防盗器的功耗。
系统处于掉电模式时, 遥控器“开”键按下后, 系统由外部中断被唤醒进入工作状态。系统从掉电模式被唤醒后, 首先执行掉电命令后的指令然后才会进入中断服务程序。因此在编写程序时一般会在使系统进入掉电模式的指令后面加一条nop指令, 例如:
_nop_ () ;
防盗器存储单元可储存一个电话号码。用户用手机拨打防盗器号码一次, 用户的手机号码便会将防盗器之前所存储的号码覆盖。工作状态下, 防盗器周围出现异常振动信号后, CPU将控制GSM模块, 并利用SIM卡通过GSM网络向系统存储的号码自动拨号以提示用户, 用户获知后挂断即可。
本文以STC12LE5402AD为主控芯片, 以SIM900B为GSM模块, 以振动传感器为信号检测器设计了一个小型汽车防盗器。该防盗器可实现的功能有:车辆被非法启动或挪移时可及时通知车主, 有效防止车辆被盗情况;车辆被盗后, 只要汽车被启动, 公安部门便可以通过GSM网络实时监控被盗车辆的位置。防盗器体积小、无需安装, 无噪音污染且成本低, 易于推广。
参考文献
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基于GSM模块的防盗监控器设计 篇2
1 系统组成及工作原理
系统主要由存储单元、GSM单元、执行机构、防盗传感器、单片机控制机构组成。系统中的移动通信模块采用美国SIMCOM公司的SIM508, 单片机采用MSP430系列单片机, 将移动通信模块经由单片机的RS 232串口连接, 采用欧洲电信标准协会ETSI的GSM07.05作为短信息编码标准[1,2,3]。本文采用MSP430F系列单片机进行系统设计, 充分利用其超低功耗并通过其标准的全双工串口与移动通信模块进行通信。
MSP430单片机是防盗报警器的控制中心, 集成了移动通信模块、警情采集模块和报警模块。防盗传感器在前端采集报警信号并发送至MSP430单片机, 经单片机判断处理后将控制指令发送到移动通信模块, 移动通信模块根据指令内容将匹配的报警短信息通过GSM网络发送至用户手机终端, 实现报警。当用户收到报警短信即可将相应的防盗指令通过短信息回复至报警系统, 报警系统根据短信息内容, 开启控制系统的执行机构实施相应的防盗措施。完成移动报警系统设计的核心部分是基于GSM公众网络系统的AT指令开发及移动通信模块和单片机控制模块的通信[4,5,6]。报警系统整体的设计框图如图1所示。
该防盗报警器系统的设计, 弥补了传统报警器系统的报警铃声噪音扰民、报警范围小、受地域限制、报警的有效性低等缺点和不足, 为移动通信系统增值业务和无线通信业务的开发利用提供了有效手段。
2 硬件设计
系统选用MSP430单片机作为核心控制模块, 美国德州仪器公司推出的16位高性能MSP430系列单片机, 性价比高, 有突出的低电源电压、运行速度快, 而且具有丰富的片内外设模块, 能够满足系统设计的功能需求。
系统的硬件电路主要由MSP43单片机控制模块、报警模块、警情采集模块、通信模块、信息存储模块以及控制执行机构组成。报警采集模块由热释电红外传感器和菲涅洱透镜组成, 通信模块采用美国SIMCOM公司的SIM508, 单片机采用MSP430系列单片机, 通过RS 232串口与通信模块连接, 系统主控模块原理框图如图2所示。
3 软件设计
系统初始化后, 控制系统将通过发送确认短信对手机用户进行身份认定。若设防信号无效, 则控制系统不检测其状态。控制系统一旦检测到警情信号, 将立即发送报警短信息至用户手机, 且同时发送持续10 s的本地报警信号。当用户手机将预先设定的反馈短信息发送给系统时, 控制系统将根据判断结果给予相应的回复, 以实现报警系统与手机用户之间的互动操作, 软件流程图如图3所示。
4 结语
本文重点研究了基于GSM公众网络的远程防盗报警器的设计, 采用MSP430单片机系统作为主控模块, 依托于GSM公众网络无线通信, 通过发送短消息实现了用户与系统之间的通信, 从而对贵重物品进行实时的远程监控[7,8,9,10]。
随着科学技术的飞速发展和国民生活水平的不断提高, 移动通信技术在远程工业控制系统、远程机器人系统、仓库、汽车、家庭等环境的防盗报警系统等中的应用日益频繁, 理论和实践价值也逐渐凸显。基于GSM公众网络控制的防盗报警器, 不仅可以实现远程防盗报警的功能, 更能保证通信效果, 通信距离不受地域限制, 提高报警系统的可靠性, 使用户实现对贵重物品的远距离实时监控。
参考文献
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GSM防盗 篇3
随着公安边防部队配备的重要设备日趋增多, 用人力监管已经出现了众多的弊端, 首先人力监管不能及时响应、岗位监管失效、单人单岗位只能职守单个位置, 而多人轮岗造成了基层人员部署不足, 如何设计一套可行而高效的装备监控系统成为了当前十分迫切需要解决的技术和管理难题。
2 总体设计方案
2.1 可行性分析
GSM防盗短信报警系统由四部分组成:控制器件、报警识别部分、短信GSM部分和按键操作部分。分别由AT89S52作为中央处理器, 红外人体感应RE200B作为敏感传感器, 西门子TC35系统作为发送设备[1]。这种系统具备充分的理论性且防盗应用广泛, 能满足预警报警功能且配件价格低廉。
2.2 设计要求
公安边防报警系统必须具备以下的要求:
1.能实现物体红外感应
2.识别蜂鸣器报警
3.实现GSM短信通报
4.短信报警信息内容定制
5.接收方定制
2.3 方案设计
2.3.1 使用RE200B作为人体红外感应器件
RE200B是一种热释电红外传感器, 由一种晶体材料做成, 采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射, 同时配备双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干涉, 提高红外传感器的工作稳定性。
该传感器对不同波长的光线照射产生不同的响应, 因此在传感器前加入了滤镜窗口, 通过这个滤镜可以限定晶体对特定波长的光线产生响应, 选取8um到14um的波长, 十分接近人体等热源的红外线波长。
2.3.2 使用高频电路遥控按钮
高频电子电路是由LC构成的回路作为选频作用, 当输入信号频率与电路振荡频率相同时, 能对电路的振荡幅度起到加强作用[2]。因此输入信号幅度越大, 间歇振荡建立越快, 间歇振荡能达到的最大振荡就越大。
2.3.3 使用TC35作为短信报警器
TC35是一款900/1800MHz高度集成的GSM模块, 可以在较短时间内花费较少的成本开发出独特的产品, 在远程监控和无线POS终端等领域都能看到TC35无线模块的身影, 这种模块可以很容易向GPRS领域转变。
2.3.4 使用AT89S52作为中央微处理器
AT89S52采用超大规模集成电路技术作为具备数据处理和控制的CPU, 同时具备RAM、多种IO和定时器计算器等功能, 这些功能集成在了一个小而完善的微机系统。该芯片提供8字节的Flash存储器、256字节内部RAM、32个可编程IO口线、3个16位定时计数器、一个全双工串行通信口和片内晶振及时钟电路。
3 硬件设计
3.1 单片机最小系统
单片机最小系统由复位电路和外部晶振电路组成, 具有按键复位和上电复位两种基本复位操作。上电瞬间RESET引脚获得高电平, 接着电容充电, RE-SET引脚的高电平逐渐下降。RESET引脚的高电平只要能保持足够的时间, 进行复位操作[3]。
在时钟电路中, 必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路, C1和C2取30p F, 晶振的频率取值在1.2MHz和12MHz之间, 对于外接时钟电路, 要求XTAL1接地, XTAL2接外部时钟。
3.2 主要模块连接
红外热释电传感器的管线引脚在最小系统中已有阐述, 其中数据口直接连接单片机的P1.0口, 用来实现数字传输, 高频遥控电路管教依次接P2.0到P2.3的四个引脚, 短信GSM的TC35模块电源端由控制板块提供, AT89S52单片机的RXD和TXD两个串口引脚与其连接, 实现控制命令与数据的传输。控制电路板上还配备了一个蜂鸣器, 用三极管作为其驱动, 单片机的P1.4引脚作为蜂鸣器控制。
4 软件设计
4.1 主程序
主程序实现将串口初始化, 将GSM模块初始化, 同时两个报警LED等关闭, 整个主程序循环于按键扫描和报警扫描程序, 主程序如下:
4.2 按键扫描程序
按键扫描程序有四个按键, 启动和关闭扫描程序, 另外两个分别启动和关闭无线。
4.3 报警扫描程序
当检测到人体热源的时候, 人体热释电红外传感器检测到有信号, 在按键设置为开启状态的时候, 响应并发出蜂鸣声并发送预设好的中文短信信息到制定手机号码。
5 结束语
经过设计的GSM防盗短信报警系统在公安边防部队基层单位得到的较好的应用, 满足了无人值守的前提下确保装备和财务的安全。
摘要：针对公安边防部队的枪械、财务和机房安全防盗问题, 设计具有遥控操作开关、功能选择设置和人体红外电感传感器的高精度探头作为报警输入端设备, 结合GSM短信技术, 能较好地实现稳定的报警监视。
关键词：GSM,短信报警,红外感应
参考文献
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GSM防盗 篇4
基于GSM网络的短信报警系统可以检测多个不同环境下的家庭状况, 并对该环节进行有效的控制, 在发生意外状况时报警, 引起物业管理人员的注意, 及时检查并排除问题, 避免更进一步的恶性事件发生, 以确保安全和给居住和使用者带来的进一步财务的损失。在现有的家庭环境中, 该报警器能广泛应用。另外, 通过更换不同类型的传感器还能实现防盗报警、无人值守、智能家居等一系列扩展功能。
2 工作原理
家用防盗GSM短信报警系统主要由三部分组成, 系统主机、热释电红外传感器以及至关重要的短信模组组成。基本工作原理是由安装在墙角附近的红外传感器检测人体红外信号, 检测到的异常信号通过有线电缆的方式传输给系统主机, 通过GSM手机网络向预先设定的管理员手机发送提醒短信, 提醒管理员前来查看。如图1所示流传图。
3 设计和制作
家用防盗GSM短信报警系统主要报警电路硬件和ARM软件组成。
3.1 硬件
GSM报警系统的硬件部分主要由以下部分组成:
3.1.1 STM 32小系统
使用了主流芯片STM32, 内部可由外部8M晶振倍频至72M或者更高, 系统稳定性绝佳, 可受4KV左右EMCEMI测试。较传统的单片机, 成本更低、性能更强。
3.1.2 GSM短信部分
短信部分实用了中兴ME3000的短信模组, 该模组实现电压低、功耗小, 很适合对于民用场合。并且兼容西门子TC35中大多数AT指令, 使得操作更为灵活。短信报警系统的控制器连接电路见图3。
GSM调制解调器是系统的关键器件, 它的作用是在报警时发送短信息给管理员, 等待接收管理员的反馈短信, 并实现相应溢水情况的处理。本系统采用的是西门子的TC35调制解调器, 具有工作可靠, 成本低的特点。GSM调制解调器与控制器通过RS232的串行端口连接。
3.2 软件
系统工作时首先初始化串口为通讯作好准备, 然后使用AT指令对GSM调制解调器的参数进行初始化, 初始化内容很多, 主要包括通讯模式、发送方式及短信发送参数进行设置。
完成系统的初始化后, 系统进入检测状态, 当检测到异常信号时, 系统认为发生情况, 这时向管理员发送提醒短信并声光报警。
由于短信通信具有不确定性, 可能产生连接失败, 无网络, 发送失败等异常情况, 因此程序中还增加了异常处理。当发生短信异常时, 系统不再发送短信, 只声光报警直到通讯正常。
4 制作难点
GSM模块装置通过AT指令进行短信收发控制, 协调该模块与单片机的数据通讯涉及到许多新的内容。经过查阅大量资料和不断调试, 得以达到预期目的。
当需要发送中文短信时, 数据包为PDU格式。该格式数据解析困难, 经过很长时间测试, 才达到发送中文的目的。
5 实用创新
1) 在该装置中加入了工业用485接口, 以不同的传感器可以适用于不同的检测场合。
2) 加入了8路继电器接口, 使得智能家居变得可能。
3) 加入了8路信号采集口, 使得扩展不同传感器变得方便、实际。
4) 利用了稳定性较高的STM 32芯片, 使得工业场合不再是梦想。
6 应用展望
本系统主要采用GSM短信的方式对当前传感器状态进行通知, 通过更换传感器类型, 可以应用到各种无人值守的系统中, 如液位监测、防盗报警、设备状态监测等系统。具有广泛的应用前景。
参考文献
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GSM防盗 篇5
1 系统体系结构
防盗系统利用GSM通信平台的点对点短信息、语音业务。当监视环境出现警情时,系统将报警信号通过短信息的方式发送给用户手机。当主人收到短信息后,拨打电话给报警系统,用户通过手机实时监听报警系统周围环境信息。这样可以弥补传统报警系统的不足,克服传统报警系统警铃噪音扰民、报警范围有限、有效性低等缺点。系统主要由单片机AT89C52、GSM模块TC35i、无线传感器等器件组成等组成,可实现用户手机与防盗报警系统之间的短信控制、语音在线监听等功能。
系统结构如图1所示。当传感器检测到有异常情况发生时,传递一个电信号给单片机;单片机检测到传感器有异常情况发生时,发送控制指令到GSM模块;GSM模块接到指令后调用预先设计好的报警短信息,利用GSM网络发送给用户手机,从而实现报警功能。当用户接到报警短信息后,可以拨打电话给报警系统,不需要在报警系统端进行人工干预,直接在报警系统终端和用户手机之间形成通路,便于用户监听报警系统周围动态。
2 硬件设计
本系统采用的德国SIEMENS公司TC35i无线通信GSM模块,可以快速安全可靠地实现系统方案中语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。模块的工作电压为3.3~4.8V,可以工作在900MHz和1 800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2W和1W。通过AT命令操作模块,支持文本和PDU模式的短消息。
TC35i模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。
TC35i有40个引脚,通过一个ZIF连接器引出。这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。1-5为模块电源正极,6-10为模块电源接地端;。24~29为SIM卡引脚,分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CC-GND,用来连接SIM卡座。33~40为语音接口,用来接电话手柄,其中35-36用来连接音频输出设备;37-38和39-40分别为两个麦克风的输入信号引脚,在系统中采用37-38连接到麦克风的信号输入端。15 IGT为模块启动信号输入脚;18为RXD0为模块的串口数据输入引脚,19为TXD0为模块的串口数据输出引脚,分别用来连接AT89C52的P3.0和P3.1口,实现TC35i模块和T89C52单片机串口通讯。
单片机采用Atmel公司的AT89C52单片机,使用AT89C52单片机P3口提供的串口与TC35i模块进行数据交换,实现对TC35i初始化、工作方式设置和数据通信等。其与TC35i之间通过串口进行通讯,通讯速率为9 600bps,采用8位异步通讯方式。
传感器采用热释电红外探测器,用来检测报警系统周围是否有人走动。由于被测对象自身发射红外线,远红外线不受可见光影响,故防盗报警系统可不必另设光源,而且可不分昼夜连续检测。将两个热释电红外探测器经过非门分别连接到AT89C52的P1.0和P1.1口,当AT89C52扫描到端口P1.0,P1.1为低电平的时候,表明有非正常物体进入侦测空间。触发AT89C52向主人发送报警短消息。
3 软件设计
系统软件设计主要内容就是单片机控制GSM模块,AT89C52与TC35i的软件接口其实就是单片机通过AT指令控制GSM模块TC35i,所以AT指令控制TC35i模块收发短消息以及拨打与接听电话是该项工作的重点。在该系统中主要包括系统的初始化、短信息发送和用户电话的接通等模块。
3.1 系统的初始化
主要有如下操作:
1)单片机与TC35i模块由串口建立连接:AT。
2)测试GSM网络信号的质量:AT+CSQ
3)设置TC35i串口通讯的波特率9600bps:AT+IPS=9600。
4)设置短消息中心地址:AT+CSCA=“+8613800517500”//具体全国各地不同,以当地的为准。
3.2 短消息发送模块
目前通过GSM无线模块收发短信息主要分为Text模式和PDU模式。PDU模式在短消息发送前和接收后要对短消息进行Unicode编码,经过PDU编码的短信息内容既可以是英文信息也可以是汉字信息,但是PDU编码过程较为复杂。Text模式只能收发英文信息不能收发中文信息,但是其收发短信息原理简单,程序实现比较容易。在该系统中发送的短消息内容固定的,采用英文信息用户也能够其意思,所以在系统中没有采用中文短消息,故将TC35i工作模块设置为Text模式。
发送短消息程序是先通过AT+CMFG=1指令,将短消息模式设置成Text模式;AT+CPBP获得SIM卡电话簿中的电话号码;AT+CMGS设置接收短消息的手机号码,等接收到返回标志“>”后,发送短消息内容“alarm!alarm!”,最后发送结束符0x1A。短消息发送成功后会返回“ok”,由此可以判断短消息是否发送成功,如果失败需要再次发送。
3.3 电话接入时候处理流程
当有用户想监听报警器周围的声音的时候,拨打这个报警器中SIM卡的卡号。当报警器接收到有电话拨入的时候,通过AT+CLCC指令获得拨打的手机号码,在号码薄中查找该用户,如果存在这个用户,则说明他是报警器的主人,通过ATA指令接听电话。如果号码薄中不存在该号码,则说明是非法用户,通过ATH挂机,程序处理结束。
该防盗报警系统以单片机AT89C52和GSM模块TC35i为主要器件,以GSM通信网为平台,实现了报警系统与用户手机之间的短信息、语音等信息交互,成本较低,操作简单,使用方便,实用性强。GSM网络覆盖面广,信号质量好,有利于在偏远地区、海岛等架设通信线路困难的地方自由灵活地设置,不受地形条件的限制。因此具有一定的使用推广价值。
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GSM防盗 篇6
本系统设计是基于GSM网络的汽车防盗器,是依托覆盖率极高的GSM公众网络,利用GSM无线通讯业务和短消息增值业务,采用人车互动主动防盗模式,具有实现简单、通信成本低、频谱利用率高和保密性好等特点。不仅实时、自动、可靠及方便地实现通信报警,而且突破距离的限制,具有技术含量高、智能化、网络化的特点[9]。采用嵌入式技术开发车载防盗装置,一方面能增强控制能力,提高汽车防盗的智能化程度。另一方面,缩小了装置的体积、提高了该装置应用的灵活性、同时也为将来进一步增强汽车电子的功能提供了扩展的空间。采用基于GSM短消息的通信方式控制汽车报警系统,不仅可以大大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,满足汽车用户对汽车防盗的要求,而且本系统成本不高,便于安装和推广[10]。
1 总体结构设计
该报警器是依托GSM网,利用GSM无线通信业务及短消息服务业务,对车辆进行远程监控和定位,主控装置采用单片机的控制,功能由软件编程实现,GSM手机控制方式是采用GSM手机串行数据接口,利用GSM网络消息服务业务,实现数据信号发送接收,采用GSM手机串行数据接口方式,控制方便简单,这些技术目前都已经非常成熟,并且广泛的各种监控领域使用成功。
系统设计包括检测模块,中央处理模块,执行模块,通信模块,其中:
(1)监测模块由多组传感器及信号处理电路构成,用于车况信息的采集,并将采集的数据信号加以处理后传输至中央处理模块。
(2)中央处理模块接收来各个传感器的信息进行数据融合,将处理的结果分级。中央处理模块根据不同等级的警报触发不同的报警信号和执行操作,并通过通信模块将事态判定结果发送到车主手机。
(3)执行模块通过通讯模块接收车主手机发送的指令,车主可以方便地进行“汽车发动机熄火”、“监听”等操作。
(4)通讯模块能够实现数据通讯功能。系统正常工作时,首先将检测模块采集数据送到中央处理模块,并且判断是否发生异常情况,如果发生异常情况并进行数据信息综合分析处理后通过GSM通信模块向用户发送相应的报警短消息,用来监测、控制汽车的工作状态。车主接收到报警短消息后,根据具体异常情况发送控制汽车的短消息指令,用户还可以通过手机发送短消息进行访问,当用户接收到报警信息时,可以根据报警的种类向主机发送短消息,对各被控量实现远程控制,中央处理模块提取短消息并译码后进行相应的操作启动报警模块或执行模块。
系统原理图如图1 所示。
2 硬件结构设计
本设计主要是基于GSM短信息的汽车智能防盗系统。其中无线通信部分是采用西门子公司所开发的TC35i通信模块,整个系统是一个由STC89c58 芯片为核心的单片机模块和几个负责不同功能的控制模块组成。其中核心控制芯片通过串口复用电路,利用RS-232 接口接入各种模块,并负责控制各种功能模块之间的信息传递。当TC35i模块接收到用户手机发送的短信息时,将内容传递给主控单片机,经过单片机的计算分析,根据接收到的短信内容控制响应的子功能模块; 同时单片机将整个系统所反馈回来的信息以短信的方式发送到车主手机上。当汽车遭受盗窃时,由于车身的振动,人体进入车内或车门被非法打开,传感器模块检测到平衡点破坏时,立即向单片机发出信号,系统微控制器根据三个传感器,通过系统设定的分析、处理和分类算法,生成若干类报警信息,单片机根据所得到的信息,控制GSM通信模块向车主发送报警信息,并发出声光警报。
2.1 TC35i模块及其外围电路
TC35i新版西门子工业GSM模块是一个支持中文短信息的工业级GSM模块,工作在EGSM900 和GSM1800 双频段,电源范围为直流3.3~4.8V ,电流消耗- 休眠状态为3.5m A,空闲状态为25m A,发射状态为300m A(平均),2.5A峰值;可传输语音和数据信号,功耗在EGSM900(4 类)和GSM1800(1 类)分别为2W和1W ,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。SIM电压为3V/1.8V,TC35i的数据接口(CMOS电平)通过AT命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300b/s ~115kb/s ,自动波特率为1.2kb/s~115kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复[11]。
2.1.1 TC35i模块启动电路
TC35i模块采用AT贺氏指令集。单片机可以通过正确的AT指令对TC35i模块进行初始化和通信数据的接收发送。系统上电以后如果要启动TC35i,可以通过单片机上的P3^2 引脚和手动开关SW2 来实现,只要在IGT端加时长至少为l OOms的低电平信号,且该信号下降沿时间小于Ims,然后输入IGT端得信号要保持高电平,这样TC35i就可以正常启动,TC35i模块启动电路如图2 所示。
2.1.2 网络指示灯电路
TC35i的第32 脚SYNC引脚有两种工作模式,一种是指示发射状态时的功率增长情况,另一种是指示TC35i的工作状态,可用AT命令AT+SYNC进行切换,本模块使用的是后一种。当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态;当LED为600 ms亮/600ms熄时,表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录;当LED为75 ms亮/3s熄时,表明TC35i已登录进网络,处于待机状态,网络指示灯电路如图3所示。
2.1.3 SIM卡读卡电路
TC35i使用外接式SIM卡,24~29 为SIM卡引脚,SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连,ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好,如果连接正确,则CCIN引脚输出高电平,否则为低电平。SIM卡读卡电路如图4所示。
2.2 单片机及其外围接口电路
STC89C51RC/RD+ 系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/ 高速/ 低功耗的单片机,指令代码完全兼容传统8051 单片机,12 时钟/ 机器周期和6 时钟/ 机器周期可任意选择,最新的D版本内部集成MAX810 专用复位电路,STC89 系列单片机如图5所示。
单片机在系统中起着控制其它模块的核心作用,单片机通过串口与模块通信,通过AT命令对TC35i模块进行初始化,和通信数据的接收发送和接收方式。如果初始化成功会返回响应的指令,单片机会进行接收,并分析,如果单步操作不成功,单片机会发出指令重复进行操作,但全部初始化完毕之后,就会进入预警阶段并接受车主的短信信息,当有新短消息到达时,TC35i模块会向单片机发送指令,并把短信内容传递到单片机上,单片机对短信内容进行分析,判断,并根据短信内容控制相应的模块。
晶振是电路中常用用的时钟元件,全称是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。本系统采用的晶振频率为11.0592M。
2.2.1 电平转换电路
单片机有一个全双工串行口,单片机与TC35i之间的可以使用串口通讯,由于TC35i模块的串口输出时是RS232 的0-3.3V电平,而单片机的串口是TTL的0-5V电平,因此如果两者要互联并进行通讯,必须要有一个电平装换电路,本设计采用MAX232 芯片来对电路的电平进行转换。电平转换电路如图6 所示。
2.2.2 串口调试接口电路
开发板上有一个2 排4 列的跳线区,如果跳线帽戴到1-2 5-6 位置的话可以实现用电脑对STC下载程序,如果戴到2-3 6-7 位置时可以用电脑控制TC35I模块收发短信短信息收发专用软件或者用串口调试助手软件进行AT命令测试,如果跳线帽戴到3-4 7-8 位置的话可以实现单片机控制TC35I,串口调试接口电路如图7 所示。
2.3 传感器部分
红外人体传感器如图8 所示。
这款是采用红外专用芯片BISS0001 芯片设计的人体传感模块,它最大的优点是性能稳定可靠,模块有三个输出脚,左上图标有“+”的是正电源,标有“-”的是地,标有“OUT”的是输出脚,有人活动输出3V高电平,无人输出0V低电平,图中右下角有一个检测方式切换短路线(现在已经改成短路线),中间和H连接为重复模式,只要检测区域有人模块就一直有输出,这种模式一般称为电平输出,中间和L连接为不重复模式,这种模式下即使检测区域有人活动模块也会自动停止输出一段时间(封锁延时)然后再检测,这种模式一般习惯称为脉冲输出。模块上的105 黄色电位器是动作输出延时调整,就是检查到人体后输出延时若干秒高电平信号的时间,模块的封锁延时时间由C6 决定(默认为102,封锁时间为0.3 秒),如果需要光控功能,可以在CDS位置接上一个光敏电阻。
模块采用低功耗稳压器件7133A-1,可以保证在很宽的输入电压下稳定提供3.3V的工作电压,确保模块能正常工作[12]。
3 软件结构设计
本设计采用GSM网络来进行通信,车主主要利用TC35i通行模块来控制汽车,当报警器正常启动之后,将处在不断检测汽车状况和接受车主短信或来电的状态中。如果汽车处在不设防状态,那么车上的传感器检测并传输到单片机的信号将不给予处理,这时通信模块也不会接受车主的来电,只有当车主发送短信解除时,才能使TC35i处在工作状态,当车体有震动,车门被非法打开或有人进入到车内,这时自动发出声光报警信号,并向用户发出报警信息,这时自动关闭车上有感应的传感器,避免向用户重复发送短信,经过一分钟之后,声光报警信号自动解除,两分之后如果车主没有答复,即没有向TC35i模块发送任何形式的短信和没有打电话监听车上的情况,该模块就会自动拨打车主的手机,再过三分钟之后,就自动启动刚才关闭的传感器,如果车主有发送短信到TC35i模块上,与其相连的单片机就会读取用户短信内容,经过分析判断后,执行用户的指令。
本系统设置SIM卡接收短信方式是当报警器初始化时就删除卡内的第一条短信,当车主发来短信时,系统自动会将短信放在第一条短信的位置,等单片机读取,并执行相应的命令之后,系统就会自动删除短信。这样可以防止短信内容被其他人读取到,并利用技术对该系统进行破解,本系统通信对象只针对车主,未经允许的用户手机不能对其控制,当车主手机丢失或在外出差手机又没带,本系统设置了一个人性化的功能,更改手机用户,车主只要输入正确的密码并发送到车上的短信模块,就能改变与其的通信对象。
对整个GSM报警器的控制形式分为两种,手机和遥控器,其中手机控制比遥控器控制等级高,当系统处于正常工作状态时,两种控制方式都能控制系统撤防,当系统不处于设防状态时,那就需要看是报警器上一次是通过哪种方式撤防,如果是遥控器对报警器进行撤防的,那么系统可以通过遥控器和手机对报警器进行设防,如果是手机进行的撤防,那么遥控器就不能进行设防,而只有通过手机进行设防。同时手机也可以控制遥控器,当用户遥控器丢失时,车主就可以通过短信的方式,可以让遥控器对于整个系统失效。
3.1 系统软件部分功能的实现
汽车报警系统的软件设计大致可分为三个部分,系统的初始化;用户发送给短信到TC35i模块,单片机对读取到的信息进行响应的处理;单片机读取传感器信息并控制TC35i模块。系统初始化是设置单片机和TC35i的基本参数,使单片机和TC35i能够相联通,并互相读取信息。其中传感器接收信号并报警是一个很重要的环节,当接到传感器传来的报警信号,则自动运行相关的程序,单片机控制TC35i模块向用户发出相关的信息到用户的手机上,其次本产品还有一个人性化的设计,报警系统能够对用户和用户密码进行进行更改,为用户提供很大的方便。
3.1.1 系统进行初始化程序
3.1.2 初始化TC35i程序
4 结论
近几年来,汽车在每个家庭里的普及率越来越高,但汽车防盗技术还不是很承受成熟,有待于进一步的提高。为了更有效的发挥汽车防盗系统的作用,本论文研究课题切合了目前汽车防盗产品的趋势和科技发展的潮流,以GSM网络为背景,以汽车为对象,对汽车防盗系统进行了全面的研究。手机作为当今社会最为普及的通讯工具,使用起来最为方便快捷,用SMS方法与单片机的融合来实现对汽车的远程控制。本系统基于STC单片机,利用支持短消息业务的GSM引擎模块发送报警信息,实现数据的无线传输。其中采用了GSM数据通信业务和短消息业务,前者是通过拨号实现端对端的实时通信,后者则是利用信令信道传输,由短消息中心实现信息的存储和转发功能,它为短信发送的可靠性提供了保证。
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GSM防盗 篇7
随着我国的经济蓬勃发展, 对私人财产的保护进入了人们的视野。目前市场上较常见的防盗报警装置为红外报警器, 但它仅仅适用于无人的环境。针对在学校公寓、公司中个人私有财物被盗的现象, 设计一款安全可靠而又智能的防盗报警系统变得非常必要。由于保安人员无法分辨外出者所携带物品是否属于携带者, 这时就需要一种设备来保护私人财物的安全。根据这一需求, 本文设计了一种基于RFID和GSM技术的简化式防盗报警系统。此系统可以对外出人员所携带的物品是否属于携带者进行高度的识别。进而实现对私人贵重财产的保护。
2智能防盗系统的设计
该智能防盗系统主要由以下几大模块组成:主控MCU、存储模块、射频读写器、GSM模块和电源模块, 硬件系统框图如图1所示。
2.1主控MCU
主控MCU采用意法半导体有限公司的STM32F103ZE芯片, 该芯片使用高性能的ARM®Cortex™-M3 32位的RISC内核, 工作频率为72MHz, 供电电压2.0~3.6V, 低功耗。包含4个通用16位定时器、3个12位的ADC和2个PWM定时器, 还包括标准且先进的多个通信接口。
该芯片在本系统中主要有以下作用
(1) 提供对射频读写器的控制与通讯。
(2) 控制报警装置的工作。
(3) 读取存储器中的数据。
(4) 对比数据, 使整个系统正常工作。
(5) GSM模块与主人的手机进行通讯。
2.2射频读写器
该系统采用KL900系列读写器, 该系列读写器具有多协议兼容、读取速率快、多标签识读等优点, 现已广泛应用于仓储物流、停车管理等各种RFID系统中。KL900支持多种接口, 兼容性好。内置极化天线, 最大读写距离可达到25米。读写器和电子标签之间的通信通过电磁波来实现, 基于本系统的需求, 选取反向散射调制。
2.3 GSM模块
GSM模块采用西门子公司生产的TC35模块, 该模块工作电压为3.3~4.8V, 峰值电流1.8A, 空闲模式消耗电流10m A, 具有外围电路简单、使用方便的特点, 可以方便地与PC机、单片机连机通讯。TC35模块是一款支持中文短信息的工业级GSM模块, 用于用户手机与主控制板的远程通信, 采用串口通信, 支持标准AT命令集, 支持文本和PDU模式的短消息。TC35模块的通讯全部采用“AT+xxx”完成。
系统通过该模块向用户手机发送报警信息, 使用的是PDU模式, 在发送前系统需要先对模块进行初始化, 在系统初始化完成以后, 就可以发送信息了。在发送以前需先将要发送的信息转化为Unicode编码, 并与服务中心地址、类型、消息参考、接收方号码长度、接收号码等信息共同构成要发送的字符串。例如, 发送内容为“你好”, 最终要发送的字符串为“0031000BA15165542089F10008B0044F60597D”, 其中“4F60597D”为“你好”的Unicode编码。具体发送过程如下:
(1) 通过串口发送字符“AT+CMGS=27rn”, 发送短消息指令, 27为本短消息发送字符总长度;
(2) 通过串口发送字符“0 0 3 1 0 0 0 B A 1 5 1 6 5 5 4089F10008B0044F60597D”, 如果过返回“+CMGS:XX OK”则表明发送成功, “XX”代表发送的第几条短信。
3智能防盗系统的实现
每位该系统的使用者拥有一张自己专属的身份识别卡 (RFID电子标签) , 将身份标签ID和该用户的物品标签 (可将该标签置于电脑等贵重物品的内部) 的ID相绑定。将该系统安装于场所的出口。
读写器的发射天线发射一定频率的射频信号, 射频卡进入发射天线工作区域时会产生感应电流从而被激活;射频卡将自身编码通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号, 经天线调节器传送到读写器, 读写器对接收的信号进行解调和解码后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性, 针对不同的设定做出相应的处理。
监测、分析的结果有以下两种情况:
(1) 只检测到身份标签或两者同时被检测到。此种情况判定为合法通过, 报警器不动作。
(2) 物品标签与不匹配的身份标签同时被检测到或物品标签单独被检测到。此种情况判定为非法携带, 报警器报警, 短信通知物品所有者。
系统流程图如图2所示。
4结论
介绍了智能防盗系统的一种实现方案, 利用智能终端、监控平台以及其他终端的信息交互, 实现了物品的自主防盗、智能报警等功能, 为系统性解决防盗难题提供了新思路。该系统不仅运行稳定, 性能良好, 达到了防盗报警的目的, 而且成本低、实用性和可操作性强, 相信该系统将有更加广阔的应用前景。
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