引言

隨著新時代的到來，汽車作為重要的交通工具也得到迅速發(fā)展，同時，隨之而來的汽車被盜事件也日益增多。但是目前市場上的汽車防盜系統(tǒng)大都存在一定的局限性。因此，具有高可靠性和安全性的網絡式防盜系統(tǒng)逐漸進入了人們的視野。網絡式防盜主要是突破了距離的限制，解決了傳統(tǒng)物理防盜器的被動防盜方式，集成了先進的GPS定位系統(tǒng)和GSM通信系統(tǒng)模塊，利用SMS（短消息業(yè)務）向車主收發(fā)短信，實現(xiàn)了與用戶間的雙向交流?；邮?、主動型的報警模式，不僅能在汽車被非法移動前通知車主，而且能通過網絡遠程控制車輛。本項目即采用GPS和GSM網絡開發(fā)的一種適合大眾的、更加可靠安全的汽車智能防盜系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設計。

系統(tǒng)總體主要由GSM模塊、GPS接收機模塊、單片機控制電路、傳感器報警電路和電源電路五部分組成。傳感器報警模塊監(jiān)測車輛的異常情況；GPS模塊負責接收定位數(shù)據(jù)；單片機控制電路在檢測出異常的情況下對GPS定位數(shù)據(jù)進行采集接收并分析，GSM模塊在單片機的控制下收發(fā)短信；電源電路7805為單片機、GPS模塊提供+5V直流電壓，LM2941CS將+5V直流電壓穩(wěn)壓為+4.2V提供給GSM模塊使用。

圖1 系統(tǒng)結構框圖

2 系統(tǒng)硬件設計

2.1 傳感器部分

此系統(tǒng)使用霍爾開關器、振動傳感器、傾角傳感器和熱釋電紅外傳感器等器件，監(jiān)測車體振動、車體位態(tài)改變和人體生物信息等不同方面，能夠獲取汽車防盜所需的足夠信息，最大程度地消除信息的不確定性，提高報警的可靠性。

2.2 GSM部分

本系統(tǒng)采用德國西門子地工業(yè)GSM模塊TC35i。

該模塊是RS232數(shù)據(jù)口、雙頻（GSM900/GSMl800），并符合ETSI標準GSM0707和GSM0705.它含有射頻電路和基帶，且提供標準的AT命令接口，實現(xiàn)雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，并可通過關斷信號或AT命令實現(xiàn)故障恢復和重啟。它的工作電壓為4.2V,當模塊的供電電壓低于3.3V會自動關機。因為模塊在發(fā)射信號時，電流最大值高達2A,所以采用高要求的電源給其供電。本系統(tǒng)采用穩(wěn)壓芯片LM2941CS,它專用于可調開關型高性能微波電路，能夠提供穩(wěn)定的大電流電壓輸出。TC35i模塊引腳，可分為電源、SIM卡、數(shù)據(jù)輸入/輸出、音頻接口和控制等5類，共有40個。使用TC35i模塊時，要讓TC35i進入工作狀態(tài)，應確保其啟動腳IGT加上一個時間長于100ms的低電平。

圖2 GSM模塊電路。

2.3 GPS部分

本系統(tǒng)采用SIRF第三代高靈敏度引線式GPS接收模塊SIRF star III。該芯片為串口通訊，波特率4800;電平數(shù)據(jù)輸出，格式為TTL.它有20個通道，即可同時追蹤20個衛(wèi)星信道，確保了最高的接收靈敏度，使定位精度小于10m.其內部有可充電電池，可以保存星歷數(shù)據(jù)，便于快速定位。數(shù)據(jù)斷電記憶時間可達七天多。該模塊GPS采用標準的MMCX天線接口，便于連接GPS天線。數(shù)據(jù)線接口采用6線接插件引線輸出，便于產品開發(fā)時制作樣機，而且使用時非常簡單，只需用到三根輸出線。GPS的輸出使用第二引腳，它是串口TTL電平信號，高電平大于2.4V,低電平小于0.4V,輸出驅動能力為2mA,可以直接和單片機接口；秒信號輸出使用第六腳，每秒都會輸出一個10ms寬度的0.2V左右的脈沖信號用于授時；直流正電源為3.5~5.5V,使用第一引腳；電源地使用第五引腳。默認情況下，GPS接收模塊SIRF star III每秒輸出一次定位數(shù)據(jù)，通常采用$GPRMC精簡數(shù)據(jù)格式。語句格式如下：

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>

*hh<10-12>一般不使用。每條定位數(shù)據(jù)以"$"開始，以回車行結束。

圖3 GPS數(shù)據(jù)接收流程圖

2.4 控制部分

本系統(tǒng)的控制部分采用的是ATMEL公司生產的AT89C52[5].它是一個低功耗、高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes能夠反復擦寫的Flash只讀程序存儲單元和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)內存單元（RAM），該片內置8位中央處理器和Flash存儲單元。

器件采用ATMEL公司的高密度、永久性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)。AT89C52單片機功能強大，可應用于許多較復雜的控制系統(tǒng)。本機有兩個全雙工的串行通訊口，滿足能同時跟GSM模塊和GPS模塊通訊的條件。單片機的10腳和11腳與GSM模塊通訊。單片機的16腳和17腳與GPS模塊通訊。如圖4所示。

圖4 單片機與GSM模塊通訊示意圖

3 AT命令

單片機可以發(fā)送AT指令來控制GSM模塊TC35i,發(fā)送短信常用Text和PDU模式。Text模式主要用來傳送GPS信息，使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，容易實現(xiàn)，但缺點是不支持中文短信；PDU模式主要用來發(fā)送汽車的狀態(tài)和控制信息。但其純英文短消息解碼不方便，因此收發(fā)純英文字符和數(shù)字字符時，采用Text模式，PUD模式不僅支持中文模式，也能發(fā)送英文短信。

表1 AT 指令表

4 系統(tǒng)設置和控制

本系統(tǒng)是在可靠與成熟的GSM移動網絡基礎上建立的，并充分利用GSM移動網絡的資源，采用中文短信息形式，直接把多個報警地點的情況顯示在用戶的手機屏幕上，從而實現(xiàn)迅速、準確報警，實時性強。并盡量減少用戶場所終端的投入。在用戶終端要對使用的GSM服務網、短消息特服號碼、用戶手機號碼、警情采集模塊種類和個數(shù)等進行相應的設置。

5 結語

本文的主要創(chuàng)新點在于此防盜系統(tǒng)集GSM與GPS于一體，利用GSM手機模塊的移動通信技術，與當今流行的GPS技術相結合，配合單片機控制技術，采用最直觀的中文短消息形式，能夠直接把多個報警地點的情況反映到手機上，完成了汽車防盜定位系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了車輛遠程監(jiān)控的智能化、安全化。根據(jù)車輛智能防盜的具體要求，本系統(tǒng)還可以進行軟、硬件的升級。由于模塊間采用無線網絡技術，增加了本系統(tǒng)的隱秘性，降低了系統(tǒng)被徹底破壞的可能性。進一步改進后，能與手機定位系統(tǒng)軟件相結合，方便用戶使用，而且適合批量生產以及推廣應用。