1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及工作過程

汽車防盜系統(tǒng)由車主手機(jī)、GSM通信模塊、中央處理模塊、檢測模塊、報(bào)警模塊和執(zhí)行模塊組成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

(1)監(jiān)測模塊由多組傳感器及信號(hào)處理電路構(gòu)成，用于車況信息的采集，并將采集的數(shù)據(jù)信號(hào)加以處理后傳輸至中央處理模塊。

(2)中央處理模塊接收來各個(gè)傳感器的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將處理的結(jié)果分級(jí)。中央處理模塊根據(jù)不同等級(jí)的警報(bào)觸發(fā)不同的報(bào)警信號(hào)和執(zhí)行操作，并通過通信模塊將事態(tài)判定結(jié)果發(fā)送到車主手機(jī)。

(3)報(bào)警模塊接收中央處理模塊的指令，利用聲音、閃光等進(jìn)行報(bào)警。

(4)執(zhí)行模塊通過通訊模塊接收車主手機(jī)發(fā)送的指令，車主可以方便地進(jìn)行“汽車鎖死”、“警報(bào)解除”等操作。

(5)通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。

系統(tǒng)正常工作時(shí)，首先將檢測模塊采集數(shù)據(jù)送到中央處理模塊，并且判斷是否發(fā)生異常情況，如果發(fā)生異常情況并進(jìn)行數(shù)據(jù)信息綜合分析處理后通過GSM通信模塊向用戶發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警短消息，用來監(jiān)測、控制汽車的工作狀態(tài)。車主接收到報(bào)警短消息后，根據(jù)具體異常情況發(fā)送控制汽車的短消息指令，用戶還可以通過手機(jī)發(fā)送短消息進(jìn)行訪問，當(dāng)用戶接收到報(bào)警信息時(shí)，可以根據(jù)報(bào)警的種類向主機(jī)發(fā)送短消息，對(duì)各被控量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，中央處理模塊提取短消息并譯碼后進(jìn)行相應(yīng)的操作啟動(dòng)報(bào)警模塊或執(zhí)行模塊。

被盔警報(bào) 如有人非法開啟車門或發(fā)動(dòng)汽車，通過發(fā)送短消息將警報(bào)信息發(fā)送給車主或其他指定手機(jī)。

遠(yuǎn)程遙控 當(dāng)車輛遇搶劫或盜竊時(shí)，車主或指定的手機(jī)可通過短消息對(duì)指定的車輛進(jìn)行遙控，實(shí)現(xiàn)斷油、斷電等相關(guān)操作。

系統(tǒng)利用GSM網(wǎng)絡(luò)同車主進(jìn)行通信，及時(shí)報(bào)告汽車狀況，提高了防盜系統(tǒng)的可靠性。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，由傳感器單元電路、單片機(jī)AT89S52電路、GSM模塊通信電路、聲音燈光報(bào)警電路、斷油斷電控制電路等組成，并由固態(tài)繼電器控制具體操作設(shè)備。

2.2 GSM模塊設(shè)計(jì)

GSM模塊選用西門子公司的TC35，在應(yīng)用系統(tǒng)中很容易集成，具有如下特點(diǎn)：

(1)頻段為雙頻GSM 900 MHz和GSM 1 800 MHz；

(2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真；

(3)電源范圍寬；

(4)具有RS 232接口和語音接口。

電路連接簡單，單片機(jī)的串行接口通過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX202與TC35的串口相連，采用異步串行通信。

2.3 傳感器設(shè)計(jì)

多種傳感器的選擇主要是針對(duì)竊賊的盜竊手段決定，一般盜竊手段有以下幾種：整車搬運(yùn)法；破壞車體法；復(fù)制鑰匙或開鎖高手直接將車開走；竊取車載物件等。竊賊的這些行為會(huì)引起車體振動(dòng)、傾斜等現(xiàn)象，同時(shí)還伴有中心波長為9～10μm的紅外輻射等人體生物信息。根據(jù)竊賊盜竊汽車所引發(fā)的異常現(xiàn)象，選用以下傳感器構(gòu)成防盜系統(tǒng)的監(jiān)測模塊：

微波多普勒傳感器 該傳感器在人或物體靠近時(shí)接收器接收的頻率發(fā)生變化，當(dāng)頻率變化至設(shè)定值時(shí)，可以判斷為有人或物體進(jìn)入防盜系統(tǒng)的預(yù)警范圍。采用MX1052(HB100)型微波多普勒傳感器，10.525 GHz微波頻，非接觸式，不受熱、嗓音、濕度、氣流、塵埃等影響，抗干擾探測范圍超過15 m。應(yīng)用電路簡單，配兩個(gè)LM324即可實(shí)現(xiàn)功能。

振動(dòng)傳感器 該傳感器能夠?qū)�車體特殊頻段的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測，在車體被外力破壞的情況可以產(chǎn)生警報(bào)，振動(dòng)傳感器可采用ND-1型高靈敏振動(dòng)位移傳感器。他是一種集振動(dòng)和位移測量于一身的全方位固態(tài)控制器件，對(duì)振動(dòng)有很高的檢測靈敏度，對(duì)周圍環(huán)境的聲音信號(hào)抑制并具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其靈敏度通過電容可調(diào)。

傾角傳感器 傾角傳感器監(jiān)測車體相對(duì)于初始位置是否出現(xiàn)傾角變化，如果這種角度的變化是以特定頻率出現(xiàn)或達(dá)到設(shè)定的閾值，就可以判斷為汽車整體被搬運(yùn)。采用SCA100T傾角傳感器，雙軸傾角測量，DIL-12塑料SMD封裝。

熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器只對(duì)中心波長為9～10μm的紅外線輻射敏感，能夠檢測到人體輻射的紅外信息，可以用作人體入侵車內(nèi)的監(jiān)測器件。熱釋電紅外傳感器通過檢測人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)，作用角度為110°�？墒褂肂ISS001型紅外成品組件，作用距離通過菲聶爾透鏡調(diào)節(jié)。

霍爾開關(guān)器件 通過霍爾開關(guān)器件可以對(duì)汽車的車門、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋及后備箱蓋的非法開啟進(jìn)行監(jiān)測。CS1020霍爾開關(guān)電路由反向電壓保護(hù)器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和集電極開路輸出級(jí)組成，能將變化的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓輸出。

2.4 報(bào)警控制電路設(shè)計(jì)

當(dāng)用戶收到報(bào)警信息后，如需采取措施，可以向TC35模塊撥號(hào)。單片機(jī)收到信號(hào)后，發(fā)出ATH指令將撥號(hào)掛斷，然后發(fā)出控制信號(hào)�？刂菩盘�(hào)通過運(yùn)放放大后，繼電器將點(diǎn)火線切斷或斷油或是啟動(dòng)聲音報(bào)警和燈光報(bào)警，從而保證汽車的安全。如要恢復(fù)，再向TC35撥號(hào)即可。由于繼電器的內(nèi)阻很小，設(shè)計(jì)采用OC門驅(qū)動(dòng)電路。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 GSM短信息數(shù)傳實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和CSM07.07規(guī)范。GSM07.07中定義的AT Command接口，提供了一種移動(dòng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口；GSM07.05對(duì)短消息作了詳細(xì)的規(guī)定，在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時(shí)，能夠通過串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向GSM模塊發(fā)送各種命令。與SMS有關(guān)的GSM AT指令如表1所示。

利用GSM的AT指令進(jìn)行短消息的發(fā)送和接收步驟如下：

發(fā)送中文則要采用PDU串，如果把中文“有人動(dòng)車!”五個(gè)字發(fā)送到13594120635，發(fā)送：SMSC號(hào)碼是+8613800250500，對(duì)方號(hào)碼是13594120635，消息內(nèi)容是“有人動(dòng)車!”。發(fā)出的PDU串為：“08 91 68 31 08 20 05 05 F0 11 00 0D 91 68 31 95 14 02 36 F5 00 00 00 06 C8 32 9BFD 0E 01”。

3.2 系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)軟件采用匯編語言與C語言混合編程實(shí)現(xiàn)，程序主要流程如圖3所示。系統(tǒng)程序主要包括系統(tǒng)初始化程序、無線數(shù)據(jù)傳輸程序、傳感器數(shù)據(jù)采集程序、GSM模塊通信程序、聲音燈光報(bào)警程序、繼電器控制程序等。

4 結(jié)語

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用基于GSM短消息數(shù)傳技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)，不僅可以提高報(bào)警的通信可靠程度，而且通信距離基本不受限制，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)汽車的長距離監(jiān)控。此外本系統(tǒng)利用多傳感器信息融合技術(shù)，對(duì)預(yù)警信息的緊急程度進(jìn)行區(qū)分，便于車主根據(jù)情況采取措施，滿足了車主對(duì)汽車防盜的要求。該系統(tǒng)安裝簡單，功能強(qiáng)，便于應(yīng)用，易于推廣。