基于单片机和GSM的远程车载防盗报警系统设计方案

  作者:angelazhang 时间:2015-02-09

    摘要: 提出了一种基于SIM300 的车载无线防盗报警装置。该方案主要由单片机和SIM300 模块两部分组成,借助成熟的GSM 移动网络,以直观的中文短消息或电话形式进行无线控制,将控制与监测实现了智能化、便捷化及远程化。

 

  随着监控范围的不断扩大, 传统的有线监控报警已不能满足用户的需求。然而, 伴随着GSM 网络的发展,远程网络监控报警系统的硬件实现已成为可能, 有望取代传统的仅由单机控制的监控报警系统。本文针对目前的需求设计了一套基于GSM 网络的远程无线报警监控系统。其基本思路是: 将单片机与SIM300 通信模块通过串口连接, 实现单片机与SIM300 之间的相互通信。

  SIM300 模块设有SIM 卡插槽, 可以实现与各种用户相互通信的功能。系统接有震动、红外、声音等类型传感器,当汽车发生警情时, 传感器将警情信号传送给单片机,经过单片机判断处理后,向用户发送报警短信,或者是直接拨打报警电话。如果情况紧急,用户可以直接发送短信密码,由单片机控制继电器切断线路或者油路,使汽车停止运行, 从而实现了远程控制, 有效保证汽车的安全。

 

  1 硬件电路设计

 

  本设计的硬件部分包括单片机主控模块、LCD 显示、按键电路、电源电路、信号采集电路和控制电路, 系统结构框图如图1 所示。

 

  

  图1 系统结构框图

 

  1.1 单片机控制电路

  系统采用STC89C52 单片机,STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS 8 bit 微控制器, 具有8 KB 系统可编程Flash 存储器。该型单片机具有很高的性价比, 广泛应用于工业控制、仪器仪表、通信设备、家用电器等各个领域。

  1.2 GSM 模块电路

  本系统采用SIM300 模块, 其中SIM300 的16 管脚接网络指示灯(LED) , 用于指示SIM300 信号的强弱,17 管脚与单片机的P3.3 相连, 其工作时首先由单片机发送低电平信号, 使该模块处于工作状态,43 、41 、49 为串行通信接口, 分别与单片机的P3.0 、P3.1 、P3.2 相连。1 、3 、5 、7、9 管脚接4.2 V 电源。SIM300 与单片机是通过串口连接, 单片机控制系统可以发给SIM300 模块AT 命令,从而控制其工作状态。

  1.3 键盘、显示及外部存储电路

  本系统采用4 行3 列矩阵键盘, 其中行线与P1.0~P1.3 相连, 列线与P1.4 ~P1.6 相连, 列线经10 kΩ 电阻接+5 V 电源拉高。共12 个按键, 分别设定为0~9 、* 、#等按键号码。

  本系统采用LCD12864 液晶显示模块, 该显示模块每屏可以显示4 行汉子或者字符, 用于显示提示信息和手机号码等内容。

  本系统要求在使用过程中储存用户预设的手机号码, 因此必须有外部存储器。在存储信息不大的情况下采用AT24C02 即可。

  1.4 传感器及继电器电路

  本系统采用振动传感器、红外传感器、声音传感器相互配合使用, 有效避免了系统误报、错报等情况。

  继电器电路用于切断油路或者电路, 控制汽车运行状态, 当用户用手机发送控制命令时, 单片机某一端口输出为高电平信号, 即可控制继电器。当警情解除时, 只需发送解除命令即可恢复汽车的正常工作。

 

  2 软件设计

 

  主程序流程图如图2 所示。

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                         图2 主程序流程图。

3 监测报警流程

 

  3.1 设置流程

  用户第一次使用时要设置手机号码和短信中心号码。开启电源, 按照液晶显示的提示, 通过键盘进行号码预设, 需要设置本地短信中心号码和个人控制号码, 所设号码存在外部存储器中。预设程序结束后, 单片机向SIM300 发送AT 命令控制其向预设号码发送验证短信“设置成功”。若不是第一次使用,在提示输入密码后10 s 内不进行号码的重新设置, 则自动跳过设置号码阶段, 开始正常监测工作。设置流程如图3 所示。

                          c003.jpg

图3 设置流程框图。

 

  3.2 监测流程

  在SIM300 工作状态下, 若汽车有异常情况, 如车门被打开、车窗被砸破, 产生的强烈震动或声音等只要触发其中的一个传感器, 使与传感器相连的单片机管脚的电平发生变化( 由低电平变成高电平), 此变化作为信号, 经单片机判断后确认是警情信号, 单片机将控制SIM300 发送短信给预设的个人监控号码, 例如: “ 您的汽车出现紧急情况, 请及时查看” 。监测流程如图4 所示。

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图4 监测流程框图。

 

  3.3 控制流程

  确定SIM300 处于工作状态时, 若遇到紧急情况, 如汽车被盗, 需要紧急关闭油箱阀门, 使汽车停下。编辑短信“ 关闭” , 发送到与SIM300 连接的SIM 卡,SIM300 接收到短信后将信息存储在SIM 卡中, 单片机发送命令读取刚才收到的信息, 包括来信号码、短信长度、短信内容等。单片机将其解析为PDU 码, 判断来信号码是否是预设的用户控制号码。若不是, 则停止后续工作, 命令视为无效, 单片机向SIM300 发送命令删除短信; 若是预设号码, 则查看短信是否符合预设命令。若不符合, 停止后续工作并删除短信; 若符合, 则执行相应命令, 即与继电器相连的单片机管脚电平发生变化( 由低电平变为高电平) , 同时删除短信( 使SIM 卡中每次收到的短信都储存在首条的位置, 方便下次读取) 。输出信号再经信号放大器发大, 达到使继电器正常工作的电压, 切断油箱供油开关, 使汽车停止运行。控制流程如图5 所示。

 

  

  图5 控制流程图

 

  经过软硬件的调试, 本系统的各项功能都能很好地实现, 有效保证了汽车的安全。该系统将单片机与SIM300 功能模块相结合, 充分利用了技术成熟的GSM移动通信网络, 克服了普通监控系统中的诸多局限性。该思想还可以用于家用电器、农业规模化生产等领域。本方案具有节约布线资源、控制范围广、通用性强、性价比高等诸多优点。

关键词: SIM300 车载防盗

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