基于GSM网络的汽车智能防盗报警器设计

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1、目录目录摘要 .IABSTRACT .II1 引言 .- 1 -1.1 我国汽车防盗安全问题现状 .- 1 -1.2 论文背景 .- 1 -1.3 课题研究的意义 .- 2 -1.4 课题研究的内容及目标 .- 2 -1.4.1 课题研究内容 .- 2 -1.4.2 课题研究目标 .- 2 -2 汽车智能防盗报警系统总体结构设计 .- 3 -3 汽车智能防盗报警系统硬件结构设计 .- 5 -3.1 系统的硬件构成 .- 5 -3.2 TC35I模块及其外围电路.- 5 -3.2.1 TC35i 模块介绍 .- 5 -3.2.2 TC35i 模块规格 .- 5 -3.2.3 TC35i 模块对外

2、接口电路 .- 6 -3.3 单片机及其外围接口电路 .- 8 -3.3.1 STC89C51RC/RD+ 系列单片机.- 8 -3.3.2 电平转换部分.- 10 -3.3.3 传感器部分.- 11 -3.3.4 遥控器及其接收模块 .- 13 -4 汽车智能防盗报警系统软件结构设计 .- 15 -4.1 系统软件设计概述 .- 15 -4.2 GSM 规定的 AT 指令集 .- 17 -4.2.1 TC35i 模块 AT 指令 .- 17 -4.2.2 SMS 短消息的编码方式 .- 19 -4.2.3 报警器各种功能的 AT 控制指令 .- 19 -43 系统软件部分功能的实现.- 21

3、 -4.3.1 系统进行初始化程序 .- 21 -4.3.2 单片机与 TC35i 模块相连并初始化程序 .- 21 -4.3.3 初始化 TC35i 程序 .- 22 -4.3.4 传感器报警程序 .- 22 -4.3.5 更改用户程序 .- 24 -4.3.6 更改密码程序 .- 24 -5 结束语.- 26 -参考文献 .- 27 -致谢 .- 28 -附录 .- 29 -I摘要摘要本文介绍了一种基于 GSM 技术的汽车防盗报警系统，阐述了基于 STC89 单片机的GSM 汽车报警器的硬件设计和软件设计。该系统利用 GSM 短信模块来发送接收用户的手机短信和来电,实现对汽车的实时监听和远

4、程遥控。系统采用红外人体传感器，震动传感器，门传感器来探测汽车的状况, 当传感器检测到异常情况时,单片机控制 GSM 短信模块向用户发出报警信息。用户接收到报警信息后,可以做出及时的应对措施,达到了防盗的目的。该系统结构简单、功能实用,使用方便,通信成本低且能够有效地解决传统报警器存在的不足。关键词：关键词：STC89 单片机；GSM 短信模块；汽车防盗IIAbstractThis article describes a car anti-theft alarm system based on GSM technology,including the introduction of hardw

5、are design and software design of STC89 MCU-based GSM car alarm.Using GSM module to send and receive mobile phone messages and calls which users send,the system can achieve real-time monitoring and remote control of vehicles.The system uses three kinds of sensors to detect the state of the vehicle.W

6、hen the sensors detect the presence of abnormal conditons,the MCU module which controls the GSM SMS will send alarm messages to users.When receiving a warning message,users can make a timely response which reaches the anti-theft purposes.The system has many advantages,such as simple structure,functi

7、onal,practical and easy to use.In addition,it can effectively solve the shortcomings of trational alarm at lower communication costs.Keywords :STC89 MCU; GSM message module;car anti-theft- 1 -1 1 引言引言1.11.1 我国汽车防盗安全问题现状我国汽车防盗安全问题现状随着中国经济的快速发展, 人们的生活水平普遍提高, 汽车的需求飞速发展, 汽车的普及给人们生活带来了极大的方便, 许多家庭拥有了自己的私家

8、车,而近年来汽车的失窃情况越来越严重，这给车主的财产带来了极大的损失，因此,如何有效地防止汽车被盗是车主们最关心的问题。汽车防盗产品已成为车主们购买汽车后首选的汽车装备，目前市场上出现的汽车防盗产品大致上可分为三类：机械防盗器，电子防盗器，无线跟踪防盗器。目前市场上汽车报警器大部分容易被破坏，汽车报警的方式多为灯光闪烁和喇叭鸣响,而车主往往又离车很远的地方，根本无法收到汽车的报警信息，汽车的失窃给车主带来了巨大的损失。传统报警系统的主要缺陷是: 被动防盗, 车辆被偷后无法进行跟踪, 不能远程设防撤防、作用距离短、报警器产生的噪声污染严重、误报现象经常发生。这些问题给人们日常生活带来了很大的困扰

9、, 尤其是在居民区，时常会听到接二连三的报警声，因此有的小区甚至禁止安装汽车报警器。1.21.2论文背景论文背景随着汽车在日常生活中的普及，汽车防盗产品的质量和智能化也得到了不同程度的提高，汽车防盗器从原来的机械防盗器，提升到了电子防盗器，再逐步过渡到无线跟踪防盗器。最先出现的机械防盗器，利用方向盘锁，变速杆锁等机械装置来锁定汽车离合器，方向盘，变速杆来达到防盗的目的，它利用防盗锁直接锁住车内敏感的操纵装置，每次上解锁浪费了车主很长的一段时间，而且它的位置不是很隐蔽，对于那些盗车高手来说，那只是形同虚设，往往被盯上就很难逃离被盗的结果。但由于它结构简单，价格便宜，在那些中低档汽车上应用还是很广

10、泛。继机械防盗器之后出现了电子防盗器，但汽车在某种情况下出现车门，车盖，行李箱非法打开，发动机非法启动或车体震动时，会发出报警的声音，有的电子报警器还配有无线电发射装置，当汽车发出报警时，车主可在近距离内知道汽车被盗情况，但是这种装置受地域范围的影响，当车主在外出差时就无法了解汽车的情况。目前市场上多数高档车上都安装有 GPS 汽车定位跟踪装置，利用对汽车的实时跟踪监控导航来实现对汽车的防盗。但是 GPS 装置在没有建立卫星定位地面监控中心的地区就无法工作；而且存在一定“盲区” ，时常会出现监控间断的现象，而且 GPS 定位报警器车主要承担昂贵的费用。目前在市场兴起了一种联网防盗服务公司，在这

11、种公司的发展初期，所有的网络运营面临的同样的一种难题，那就是网络没有足够的入网用户数量，导致分配到每一- 2 -个车主的价格非常昂贵，导致大部分的车主都持有一种观望的状态，从而致使联网防盗服务公司的发展非常缓慢。然而另一种汽车防盗装置孕育而生。GSM是目前基于时分多址技术的移动通信体制中较为成熟、完善、应用广泛的一种系统。GSM系统集中了现代信源编码技术、信道编码、交织、均衡技术、数字调制技术、话音编码技术以及慢调频技术，同时在系统中引入了大量计算机控制和管理，因而保证了数据传输的正确性、安全性和可靠性1。1.31.3课题研究的意义课题研究的意义本系统设计是基于 GSM 网络的汽车防盗器, 是

12、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2。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

13、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3。1.41.4课题研究的内容及目标课题研究的内容及目标1.4.11.4.1课题研究内容课题研究内容1报警系统总的设计方案；2报警系统硬件结构的设计；3.报警系统软件的设计方案；1.4.21.4.2 课题研究目标课题研究目标利用公共通信网络无限制地提高无线报警的距离，即利用 GSM 通信终端拾取报警信息，并自动发送至远端 GSM 手机用户，实现无距离限制的无线报警。当汽车遭受盗窃时，由于车身的振动，车门非法打开或人体进入车内被传感器所监测到，系统微控制器根据

14、传感器所监测到的信息，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；同时，通过微控器控制 GSM 模块发出短信报警。- 3 -2 2 汽车智能防盗报警系统总体结构设计汽车智能防盗报警系统总体结构设计该报警器（详见附录）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

15、，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

16、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。- 4 -系统原理图如图 2-1 所示： 图 2-1 系统原理图- 5 -3 3 汽车智能防盗报警系统硬件结构设计汽车智能防盗报警系统硬件结构设计3.13.1 系统的硬件构成系统的硬件构成本设计主要是基于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

17、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

18、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。 3.23.2 TC35iTC35i模块及其外围电路模块及其外围电路3.2.13.2.1 TC35iTC35i模块介绍模块介绍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 3.34.8V ,电流消耗休眠状态为3.5mA，空闲状态为 25mA，发射状态为 300mA(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

19、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/s115kb/s , 自动波特率为 1.2kb/s115kb/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4。它主要是由射频天线、内部 Flash、GMS 基带处理器、匹配电源和一个 40 脚的 Zip插座组成。其中 GSM 基带处理器是核心部件，它的作用相当于一个协议处理器，用来处理外

20、部系统通过串口发送过来的 AT 指令。射频电路部分主要实现信号的调制与解调，实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换，匹配电源为处理器以及射频部分提供所需的电源，插座是提供给用户的应用接口主要有音频接口、数据接口、SIM 卡接口、电源及其控制接口5。3.2.23.2.2 TC35iTC35i 模块规格模块规格 TC35i 模块有 40 个引脚，通过一个 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)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- 6 -控制。 TC35i 的第 15 引脚是正电源输入脚通常推荐值 4.2V，

21、第 610 引脚是电源地。11、12 为充电引脚，可以外接锂电池，13 为对外输出电压(共外电路使用)，14 为ACCU-TEMP 接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。 15 脚是启动脚 IGT，系统加电后为使 TC35i 进入工作状态,必须给 IGT 加一个大于100ms 的低脉冲,电平下降持续时间不可超过 1ms。 1623 为数据输入/输出，分别为 DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和 DCD0。tc35i 模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合 ITU-T RS232 接口标准。它有固定的参数：8 位数据位和 1 位停

22、止位，无校验位，波特率在300bps115kbps 之间可选，默认 9600。硬件握手信号用 RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS 电平，支持标准的 AT 命令集。 其中 18 脚 RXD、19 脚 TXD 为 TTL 的串口通讯脚，需要和单片机或者 PC 通讯。TC35i使用外接式 SIM 卡, 2429 为 SIM 卡引脚，30、31、32 脚为控制脚，其中 30 为 RTC backup，31 为 Power down，32 为 SYNC。3538 为语音接口，35、36 接扬声器放音。37、38 可以直接接驻极体话筒来采集声音（37 是话筒正端，39 是话筒负端

23、）6。3.2.33.2.3 TC35iTC35i模块对外接口电路模块对外接口电路GPRS模块部分由TC35i模块启动电路、网络指示灯电路、SIM卡读卡电路、TC35i数据接口电路组成。1 1）TC35iTC35i模块启动电路模块启动电路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P32引脚和手动开关SW2来实现，只要在IGT端加时长至少为lOOms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

24、如图3-1所示。图3-1 TC35i模块启动电路 - 7 -2 2）网络指示灯电路）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3-2所示。图3-2 网路指示灯电路3 3）SIMSIM卡读卡电路卡读卡电路TC35i使用

25、外接式SIM卡, 2429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3-3所示：图3-3 SIM卡读卡电路- 8 -4 4）电源部分）电源部分 电源电路主要开用 LM2941 芯片，它是开关型可调高性能微波电路专用稳压芯片，采用 TO-263 5-Lead 封装，最大输入电压 60V，工作温度40 125C。上图中最左边的第一脚是电压调整端，提供 1.

26、211V 的基准电压，可以通过外围 R1、R2 两个电阻的分压比能灵活改变输出电压，第二脚是 OFF/0N 控制端，高电平时关闭电源模块，低电平时模块正常工作，第三脚是 GND 地，第四脚是 IN 电源输入端，第五脚是 OUT 电压输出端，这里可以作为 TC35i 的电源芯片，TC35i 推荐的工作电压是 4.2V，电源电路如图 3-4 所示。图 3-4 电源电路3.33.3 单片机及其外围接口电路单片机及其外围接口电路3.3.13.3.1 STC89C51RC/RD+STC89C51RC/RD+ 系列单片机系列单片机STC89C51RC/RD+ 系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/

27、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 3-5 所示。特点：1. 增强型 6 时钟/机器周期，12 时钟/机器周期 8051CPU2. 工作电压：5.5V-3.4V（5V 单片机）/ 3.8V-2.0V（3V 单片机）3. 工作频率范围：0 - 40 MHz，相当于普通 8051 的 080MHz.实际工作频率可达48MHz.4. 用户应用程序空间 4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K 字节5. 片上集成 1280

28、字节/512 字节 RAM6. 通用 I/O 口（32/36 个） ，复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉（普通 8051传统 I/O 口）P0 口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。- 9 -7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程器/仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K 程序 3 秒即可完成一片8. EEPROM 功能9. 看门狗10.内部集成 MAX810 专用复位电路（D 版本才有） ，外部晶 20M 以下时，可省外部复位电路11.共 3 个 16 位定时器/计数器，其中定

29、时器 0 还可以当成 2 个 8 位定时器使用12.外部中断 4 路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒13. 通用异步串行口(UART)，还可用定时器软件实现多个 UART14.工作温度范围：0-75/-40 - +857图 3-5 STC89 系列单片机P3 第二功能各引脚功能定义：P3.0：RXD 串行口输入P3.1：TXD 串行口输出P3.2：INT0 外部中断 0 输入P3.3：INT1 外部中断 1 输入P3.4：T0 定时器 0 外部输入P3.5：T1 定时器 1 外部输入P3.6：WR 外部写控制P3.7：RD 外部读控制单

30、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- 10 -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

31、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。3.3.23.3.2 电平转换部分电平转换部分1)1)电平转换电路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3-6所示：图3-6 电平转换电路2)2)串口调试接口电路串口调试接口电路开发板上有一个2排4列

32、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（点击下载）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3-7所示。- 11 -图3-7 串口调试接口电路3.3.33.3.3 传感器部分传感器部分1 1）红外人体传感器）红外人体传感器 1、工作电压：DC4.520V2、电平输出：有人 3V 高电平，无人 0V 低电平3、感应角度：110 度4、静态电流：小于 40A5、感应距离：45 米6、触发延时：0

33、.218 秒7、触发方式：H：重复/L：不重复8、外形尺寸：PCB 外形尺寸:32*24*20mm,螺丝孔距 28mm，螺丝孔径 2mm；红外人体传感器如图 3-8 所示。 图 3-8 红外人体传感器这款模块的性能和上一款完全相同，只是它采用直径只有 13 毫米的红外透镜，体积更小，更容易嵌入其他设备。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

34、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8。- 12 -2 2）震动

35、传感器）震动传感器 引脚定义：1白线（棕线）：信号输出，检测到振动时输出 1 秒左右的下拉信号，可以单片机直接接口。2黑线（黑线）：地3. 红线（蓝线）：正电源 512 伏直流图 3-9 震动传感器这是振动传感器 C，是实际运用得最多的一种传感器，目前绝大多数车辆报警器都是使用这种传感器作为振动检测器件的。它的体积为 35X50X20 毫米，振动检测的灵敏度可以通过灵敏度调节旋钮调节，顺时针灵敏度增加，逆时针灵敏度降低。当检测到振动大于一定幅度时，动作指示灯点亮，并输出报警信号，震动传感器如图 3-9 所示。 这种传感器采用压电陶瓷片作为振动检测器件，因为压电片的谐振频率较高，所以在压电片上焊

36、接了一段重力弹簧，既可以降低谐振频率，又能将振动效果增强，因此具有结构简单、成本低廉、灵敏度高并且连续可调等诸多优点。这种传感器采用三极管集电极开路输出的驱动模式，可以和单片机系统直接接口，首先单片机将端口置 1，并通过上拉电阻拉至电源正电压，当传感器检测到振动信号时Q1 导通，A 点由电源电压下拉到 0.1V 左右，白线也被下拉至 0.8V 以下，这时单片机就能检测到端口电平变低得到报警信号了，这种结构的优点在于传感器对后续电路（单片机）的工作电压无要求，而且电路上相互隔离互不影响9。3 3）门传感器）门传感器图 3-10 门传感器这是有线门磁传感器，常闭接点输出，门关闭时触点接通，门打开后

37、触点断开，可触发主机报警，无需外部电源供应。体积：35x65x13mm，门传感器如图 3-10 所示。- 13 -3.3.43.3.4 遥控器及其接收模块遥控器及其接收模块1 1）200200 米桃木色四键米桃木色四键 315M315M 遥控器遥控器外形尺寸：58x38.5x13 毫米发射功率：20 毫瓦工作电流：14 毫安工作电压：12V A23 报警器专用电池工作频率：315MHZ技术标准：兼容 PT2262/1.5M 振荡电阻图 3-11 四键遥控器 按键数据位：A:10 B:11 C:12 D:13 这是 200 米四键遥控器的内部结构，我们采用 PT2264 芯片（和 PT2262

38、一样） ，板上标有 R9 的为振荡电阻，我们采用 1.5M 振荡电阻电池上方是 18 位地址码切换区域，客户可以自行用焊锡短路的方法设置地址码，遥控器如图 3-11 所示。图 3-12 为发射器外形，面板上有 A、B、C、D 四位操纵按键及一个发射指示灯。发射机内部采用声表谐振器稳频，频率一致性非常好，稳定度极高，工作频率 315MHZ频率稳定度优于 105，使用中无需调整频点，特别适合多发一收等无线电遥控系统使用，而目前市场上的一些低价位无线电遥控模块一般仍采用 LC 振荡器，稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，当温度变化或者震动后也很难保证已调试好的频点不会发生偏移，造成发射距离缩

39、短， 。图 3-12 发射机等效电路图2 2）超再生接收模块）超再生接收模块体积：48x20 x8 毫米 振荡电阻 270K。可以和编码芯片兼容 2262，振荡电阻为1.5M 的工作频率为 315M 遥控器配套使用。- 14 - 超再生接收模块的七根引脚分别为10、11、12、13、GND、VT、VCC，其中 VCC 为 56V的供电端，GND 为接地端， VT 端为解码有效输出端，只要遥控器的任意一个按键被按下，VT 都能同步输出高电平，松开按键时立即为低电平，10、11、12、13 是解码芯片 PT2272(SC2272)的四位数据锁存输出端，有信号 时能输出 5V 左右的高电平，驱动电流

40、约 2mA，与发射器上的四个按键一一对应，这里用的是 L4 锁存芯片所以输 图 3-13 超再生接收模块 出的数据能锁存，超再生接收模块如图 3-13 所示。天线可以用一根长度为 23 厘米的导线直接焊接到天线孔处即可，一般来说天线长一些可以提高接收灵敏度，图中红色箭头所指的是振荡电阻，这里用的是 270K，可以和 1.21.5M 振荡电阻的发射器配套使用10。 - 15 -4 4 汽车智能防盗报警系统软件结构设计汽车智能防盗报警系统软件结构设计4.14.1 系统软件设计概述系统软件设计概述本设计采用 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，

41、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

42、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

43、，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。- 16 -智能报警系统总体设计流程图如图 4-1 所示：- 17 -图 4-1 报警系统总体设计流程图4.24.2 GSMGSM 规定的规定的 ATAT 指令集指令集4.2.

44、14.2.1 TC35iTC35i 模块模块 ATAT 指令指令AT 命令短消息收发有关的规范主要包括 GSM 0338、GSM 0340 和 GSM 0707。- 18 -前二者着重描述 SMS 的技术实现(含编码方式)，后者则规定了 SMS 的 DTEDCE 接口标准(AT 命令集)。AT 命令即 Attention，AT 命令集是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和 HP 等厂家共同为 GSM 系统研制的 DTE-DCE 接口标准，是从终端设备 TE(TerminalEquipment)或数据终端设备 DTE(Data Terminal Equipment)向终端适配器 TA(Terminal

45、Adapter)或数据电路终接设备 DCE(Data Circuit TerminatingEquipment)发送的。通过 TA，TE 发送 AT命令来控制移动台 MS(Mobile Station)的功能，与 GSM 网络业务进行交互。AT 命令包括一般命令，呼叫控制令，网络业务命令，安全性命令，电话本命令，短消息(SMS)命令，补充业务命令，数据命令，传真命令和串口命令。本设计主要用的是短消息命令，对 GSM 中的短消息业务进行操作,短消息收发规范 GSM0707 规定了短消息命令11。表 4-1 AT 指令功能ASCI 码指令功能手机回答AT 回车握手OKATE简化显示OKAT+CLC

46、C来电显示OK 来电话时串口输出：RINGAT+CLCC+CLCC: 1,1,4,0,0,05133082087,129AT+CNMI=1,1,2设置收到短消息提示OK+CMTI：“SM” ，4 4 表示手机内短消息数量ATD05133082087;拨打 05133082087 电话AT+CMGL=0读取电话上全部未读过的 SMS 消息AT+CMGL=2列出已有的短信息AT+CMGL=4读取全部 SMS 消息AT+CMGR=X 回车读取第 X 条短消息AT+CMGF=0 回车用 PDU 格式AT+CMGD=X 回车删除第 X 条短消息AT+CLIP=1,1来电自动显示的指令ERROR来电话！R

47、ING +CLIP: 13306285091,129AT+CMGS=6 发送短消息的字节数0891683108503105F011000B813103265890F10008A90C665A4E0A597D0031003200331A 结束符号十六进制大写+CMGS: 45 OK第 45 条短信发送成功！AT+CMGR=1读取第 1 条短信0：未读过，新的短信息1：已读过第二个 1 表示已读150 表示 PDU 数据的长度- 19 -1 表示读取第 1 条短信 +CMGR: 1,1,1504.2.24.2.2 SMSSMS 短消息的编码方式短消息的编码方式SMS 短消息的编码方式主要有 Blo

48、ck Mode、Text Mode 和 PDU Mode 三种模式。本设计采用基于 AT 命令的 PDU Mode 模式。PDU 模式是发送或接收手机 SMS 信息的一种方法，PDU 串表面上是一串 ASCII 码，由O9 、 AF这些数字和字母组成。它们是 8 位字节的十六进制数，或者 BCD 码十进制数。PDU 串不仅包含可显示的消息本身，还包含很多其它信息，如SMS 服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。短信息正文经过十六进制编码后被传送出去。PDU Mode 被所有手机支持，可以使用任何字符集，它也是手机短消息默认的编码方式。基本上全国所有的电信局都提供支持 PDU

49、Mode 的短消息业务。如果需要发送中文或者中英文混合信息，就必须使用 PDU 模式。PDU 相当于一个数据包，它由构成消息(SMS)的信息组成。作为一种数据单一元，它必须包含源目的地址、保护(有效)时间、数据格式、协议类型和正文，正文长度可达 140 字节，它们都以十六进制表示。PDU 结构根据短消息由移动终端发起或以移动终端为目的而不同12。4.2.34.2.3 报警器各种功能的报警器各种功能的 ATAT 控制指令控制指令1. 通讯握手发送：AT（回车）返回：ATOK收到 OK，说明握手成功。2为了能在手机上显示中文，设置以 PDU 数据格式传输发送：AT+CMGF=0返回：AT+CMGF

50、=0 OK3.设置不回显的方式发送：ATE0返回：OK4.设置有短信带提示功能发送：AT+CNMI=2,1返回：OK当有短信时会收到：+CMTI:”SM”,15.有短信时，就要读取短信发送：AT+CMGR=1返回：+CMGR: 1,460891683108501905F0040D91683107966499F60008900113906524231A60A876846C7D8F6653EF80FD6B6388AB522B4EBA76D753D60021- 20 -OK读取 SIM 卡上的第一条短信，其中返回的数据中+CMGR 之后的 1 表示已读过，如果未读过为 0。6.当读取完短信之后就要对

51、其删除发送：AT+CMGD=1返回：OK删除 SIM 卡上的第一条短信。7.当接收到来电时，返回：RING这时如果要显示对方用户的号码发送：AT+CLCC返回：+CLCC: 1,1,4,0,0,15980216567,129, /M OK这样就可以判断来电号码是否为车主的号码，以此来决定是否接听。如果要接通只要发送：ATA如果要挂掉只要发送：ATH8.向用户拨打电话发送：ATD15980216567；其中分号必须要加在号码后面，否侧拨打电话会失败。9.发送短信发送：AT+CMGS=46返回：发送：0891683108501905F011000B813107966499F60008A72060A

52、876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01返回：+CMGS: 176OK向用户发送“您的汽车正被人窃取，请采取措施！”为内容的短信，AT+CMGS=46 的含义是发送的总长度为 46 字节，返回的“+CMGS: 176”表示 SIM 卡发送的第 176 条短信。以上所发送：0891683108501905F011000B813107966499F60008A72060A876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01代码的含义为：1.08：短

53、信中心地址长度（可以固定不变）2.91：短信中心号码类型（可以固定不变）3.68：中国地区代码（在中国范围内固定不变）4.3108401505F0：短信服务中心号码 13800451500。 可以看到，短信服务中心号码采用了一种比较特殊的表示方法。其实也很简单就是在短信服务中心号码后加一个 F，号码长度就变成了 12 位，然后对它每两位中的字符进行对调。在后面的接收方号码也是采用此种方法进行表示的，对这一点的理解的至关重要的，它将直接关系到短信发送的正确与否。5.1100：发送短信的编码方式（可以固定不变）6.0B：目的地址长度（可以固定不变）7.81：目的地址类型（可以固定不变）8. 310

54、7966499F6：目的地址，即接收方号码 13706946996。- 21 -9.0008：发送中文字符方式10.A7：（可以固定不变）11.20：短信内容长度12.60A876846C7D8F666B6388AB4EBA7A8353D6FF0C8BF791C753D663AA65BDFF01发送中文字符的 UNICODE 码134 43 3 系统软件部分功能的实现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 TC35

55、i 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。4.3.14.3.1 系统进行初始化程序系统进行初始化程序void systeminit()EA=0;/CPU 屏蔽所有中断请求IT1=0;SCON=0 x50;/串行口采用工作方式 1，允许串行口接收数据TMOD=0 x21;/定时器 T0 采用方式 1（16 位定时器） ，

56、定时器 T1 采用方式 2（8 位的常数自动重新装载的定时器）TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;/ 预置初值(按照波特率 9600BPS 预置初值)TH0=0;/65.536msTL0=0;ET0=1;/允许 T0 溢出中断TR1=1;/启动定时器 T1EA=1;/CPU 开放所有中断ES=1;/允许串口中断begin=0;i=30;while(i-)delay(200);/延时begin=1;/启动 TC35i 模块4.3.24.3.2 单片机与单片机与 TC35iTC35i 模块相连并初始化程序模块相连并初始化程序void Send_AT(void)- 22 -while(1) in

57、it_Rsbuf(); SendToTc35(ATr); /AT ES=1; /必须中断 delay(100); p=strstr(Rsbuf,OK); if(p!=NULL) D10=0; j1=0; delay(200); D10=1; j1=1;return; 4.3.34.3.3 初始化初始化 TC35iTC35i 程序程序Send_AT();/发送联机命令Set(SetText); /设置 PDU 数据传输Set(Send_ATE0);/设置无回显Set(SetMsgRemind);/设置来短信提示Set(EraseMsg);/删除第一条短信void Set(uchar *order

58、)while(1)init_Rsbuf();SendToTc35(order); /发送命令到 TC35i 模块ES=1;delay(200);p=strstr(Rsbuf,OK);if(p!=NULL)return;p=strstr(Rsbuf,NO CARRIER);if(p!=NULL)return;Send_AT();4.3.44.3.4 传感器报警程序传感器报警程序/如果有情况，给用户发出报警信息- 23 -void alarm()/判断门的标志位是否为 1，为 1 说明门被开启；if(door=1)if(door_sign=0) if(door_sendMSG=1)TR0=1;/定

59、时器 0 启动， 时间到进入中断 SendMsgStart(cmgs6,alarm_door); /您的汽车可能正在被人盗取，车门被打开！door_sendMSG=0;noise_led=0;byMSG=0; /设置为没来短信D11=0; j2=0; delay(50); D11=1; j2=1; /判断人体的标志位是否为 1，为 1 说明有人；if(body=1)if(body_sign=1)if(body_sendMSG=1)TR0=1;/定时器 0 启动， 时间到进入中断 SendMsgStart(cmgs4,alarm_body); /您的汽车可能正在被人盗取，有人进入车！body_s

60、endMSG=0;noise_led=0;byMSG=0; /设置为没来短信 /判断震动的标志位是否为 1，为 1 说明有震动；if(shake=1)if(shake_sign=0) /shake_sign=0if(shake_sendMSG=1)- 24 - TR0=1;/定时器 0 启动， 时间到进入中断 /SendMsgStart(cmgs6,alarm_shake); /您的汽车可能正在被人盗取，车体有震动！ shake_sendMSG=0;noise_led=0;byMSG=0; /设置为没来短信 4.3.54.3.5 更改用户程序更改用户程序p=strstr(Rsbuf,chang

61、e_user); /更改用户if(p!=NULL)D10=0;j1=0;i=10;while(i-)delay(200);D10=1;j1=1;p=strstr(Rsbuf,password);if(p!=NULL)j1=0; feet=0;i=10;while(i-) delay(200); feet=1; j1=1;p=strstr(Rsbuf,0D9168);p=p+6;for(j=0;j12;j+)Phone_pduj=*p+;SendMsgStart(cmgs6,pdu1);return;4.3.64.3.6 更改密码程序更改密码程序/更改密码#12345678=78456123*7

62、8456123- 25 -p=strstr(Rsbuf,change_password);/更改密码 if(p!=NULL)p=strstr(Rsbuf,003D); /判断=号的位置p=p+4; /指定到用户所要修改的新密码for(i=0;i=40) /如果是 36，说明有密码 32 为，*号 4 位,#号 4 位p=p+4;/求出用户第二次输入代码的位置for(i=0;i32;i+)passw2i=*p+;/把密码放入 passw2 中/ uchar well=0023;for(i=0;i4;i+)if(welli!=*p+)SendMsgStart(cmgs5,pdu_password2

63、);return;if(strcmp(passw1, passw2)=0) /检查两个密码是否相同for(i=0;i32;i+)passwordi=passw1i;/将 passw1 中的密码放入 password 中 p=strstr(change_password,78010023);/检查 chang_password 中“78010023”p=p+8; /指到密码的位置for(i=0;i32;i+) /将 password 密码复制到 change_password 中*p+=passwordi;SendMsgStart(cmgs5,pdu_password1);/发出修改成功的短信r

64、eturn;SendMsgStart(cmgs5,pdu_password2);return;- 26 - 27 -5 5 结束语结束语近几年来，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

65、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。本文重点讨论了 STC 单片机的结构及特点、西门子公司的 TC35i 短信模块的结构及其主要性能指标和使用方法进行了介绍和分析,STC89C58 单片机控制通信模块的方法，完成了通信和单片机模块外围传感器接入的设计，深入研究了通信模块与单片机之间的连接方式和各个模块引脚之间的关系和作用，完成了该系统的软件程序代码的编写和流程图的绘制。通过对程序的整体规划，确定了单片机工作状态，并根据系统的功能要求，编制了相应

66、的单片机软件。单片机软件包括主控单片机软件、各功能模块单片机程序两大部分。主控单片机软件主要完成短信息的接收、处理和发送。各功能模块软件接收主控模块的信息，执行相应的命令:并完成各既定功能。经过不断的调试和测试，基本满足汽车防盗的要求。该系统能够实现无线实时监控，但是还是存在着一些不可避免的缺陷，短信作为报警传输通道时，由于短信需要在短信中心存储转发，实时性比较差，尤其是在节假日的时候，发送短信的数量可能大增，会发生短信接收延时或者丢失的情况，其次由于短信的传输占用控制信道，因此无线容量有限，在业务量大或移动无线网尚未全部覆盖的地区，可能会因为短信中心的处理能力有限以及信道的堵塞，或信息的不能到达，而影响到信息及时有效的传输到车主手机上。随着通信技术的发展，新型通信网络 3G 系统的诞生，将给远程控制系统带来全新的变革，3G 系统采用了先进的处理器技术，不仅带来速度的提升，且拥有低功耗和强大的多媒体处理能力，以实现更高的传输速率，如果将其运用于汽车防盗系统，可以有效提高远程监控系统数据通信的实时性和效率，甚至车主可以通过视频或画面传输对车内进行实时监控，使其更有效为用户传输所需信息，是