基于GSM汽车状态远程控制的设计

2014-10-21司敏

电子世界 2014年12期

司敏

【摘要】汽车已成为人们生活中不可或缺的一部分，随着购买车辆的用户越来越多，汽车盗窃犯罪、酒驾等安全问题走入人们的视线。车辆防盗以及监控报警产品已必不可少。本设计通过单片机和GSM模块，借助可靠、成熟、安全的GSM移动网络的优势，用直观的短消息或电话形式直接将报警地点情况和汽车内部环境反应到我们手机上，并对驾驶员安全起到有效提醒，从而起到防护和监督作用。

【关键词】单片机；GSM；防盗报警；短消息

一、引言

目前，车载信息系统逐渐成为融合先进的电子、计算机、通信技术的智能交通系统（ITS）中必不可少的部分。车载信息系统在统一的硬件平台上集成了汽车仪表、防盗监控、自动导航、媒体播放、浏览网络等多种信息服务，与车内多个部件的单独开发集成相比，节省了材料成本及通信成本，有利于汽车信息的数字化，也有利于提高整车性价比。汽车监控系统，是车载信息系统的一个重要组成部分，为汽车的防盗提供重要的保障。

汽车监控器原理上主要分为如下三类：短程监控、无线远程监控和GPS定位监控。常用的近距离声音监控器一般通过振动传感器感知被保护物体（如汽车或保险箱）的异常振动，然后驱动大功率声音报警。该监控方式缺点是监控距离短、对环境产生噪音污染、误报率高、监控器易被拆卸或遭破坏。普通无线监控器则是利用专有的无线电频率进行信息的监控，具有传输距离短、易受障碍物干扰等缺点。GPS定位报警器利用现代电子信息技术、航天技术和网络技术.实现汽车与车主的实时信息反馈，也具有存在“盲区”，费用较高等缺陷。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。CSM系统集中了现代信源编码技术、信道编码、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。为此，设计了一款基于单片机的GSM远程监控系统。它以GSM网络作为通信载体，以AT89C52作为基本硬件平台，实现汽车状态的自动监测与及时控制。

二、系统分析

基于GSM汽车监控系统是一种新型的汽车监控系统，内部嵌入了专用通信模块。工作原理：当传感器检测到车门开启或是发动机开启信号，汽车内部溫度和湿度超过预定值时，单片机p3.7口输出高低电平间隔1s得脉冲信号，以AT命令的形式发送给无线通信模块，无线通信模块将报警信号以短信的方式发送到预定的车主手机中。利用GSM网络，可以将报警信息传送到移动通讯覆盖的任何地方，克服了现有技术报警信号传送距离有限和噪音污染的缺陷。

图1 远程监控硬件结构示意图

三、单片机简介

单片机又称单片机微控制器，它试讲中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）输入/输出端口等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机称为单片机微型计算机（single chip microcomputer），简称单片机。

一块单片机就是一台电脑。具有以下几方面特点：

（1）具有优异的性能价格比，单片机尽可能地把应用所需的存储器，各种功能的I/O接口集成在一块芯片内，因其性能很高，价格相对廉价，因而性价比很高。

（2）集成度高，体积小，可靠性高，内部采用总线结构，减少了芯片之间的连接，大大提高了单片机可靠性与抗干扰能力，其体积小，对强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

（3）控制功能强，它非常适合专门的控制用途。

（4）低电压，低功耗。

四、GSM模块

1.GSM Modem介绍

GSM Modem是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。GSM模块具有发送SMS信息、语音通话、GRRS数据传输等基于GSM移动网络进行通信的所有基本功能。

2.GSM Modem的主要功能

GSM具有收发信息、借助短信实现小批量数据传输、语音通话（GSM电话）、无线上网等功能。

3.GSM的AT指令

用户通过AT指令实现呼叫控制、短信息SMS数据业务、补充业务、传真等方面的控制。

（1）拨打任意号码：ATD

例如：拨打18949166173

在指令区输入“AT+COLP=1”，再按enter键后点击“手动发送”指令功能；拨号成功后直接显示。

（2）发送短信

先输入AT+CMGS=1再按ENTER 键后选择手动发送功能，回复OK，再输入AT+CMGS=18949166173按enter键后点手动发送功能想输入号码发送短信。

五、硬件设计

基于单片机的GSM远程监控系统主要AT89C52单片机、TC35i通信模块、SIM卡模块、传感器、控制器、电源系统等部分组成。

1.红外传感器

对于防盗传感器，采用主动式红外对射传感器，它相对于传统的被动式热释红外传感器用以下优点：

（1）主动式对射红外线传感器安装在车门窗位置，采用多光束综合判断，当有一定体积障碍物阻挡时才能触发极大降低了传感器的误报。

（2）安装在车门窗位置，给用户提供了极大的夜间防护可能。

2.酒精浓度检测器

新型的半导体酒精检测仪，CA2000是一种高可靠、高精度、呼吸式酒精检测仪。它的核心部件采用新型高科技微变氧化物半导体，可以准确探测气体酒精含量，且不受烟味、可乐、咖啡等非酒精类气体的干扰。CA2000小巧轻便，操作简单，是汽车安装的最佳选择。

3.温湿度检测器

采用管道式数字温湿度传感器SHT11元件组合，保证全量程模拟量输出線性好，全量程精度高、稳定性能强、一致性好、使用寿命长、远距离传输不失真、响应速度快、湿度测试具备温度补偿，温湿度信号同步采样等。

六、软件设计

远程监控系统在单片机AT89C52平台下，利用C语言进行开发。远程监控系统主要分为如下模块：

（1）无线通信模块主要负责通信短信的发送与接收。短信的收发是通过向串口发送AT指令集来实现的。AT指令集是GSM模块与嵌入式计算机之间的通信协议。AT指令是以AT作首，＼r＼n符结束的字符串。每个指令执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息（如有人拨号进来、线路无信号等），模块也将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。所使用的短信息规范为GSM07.05，方式为PDU模式M1。

（2）监测与控制模块主要完成对传感器信息的检测，当单片机控制系统检测到车门被打开的信号（通过100ms在检测一次，若信号还有效才认为信号有效，这样可以防止偶然的误造作）或温湿度、酒精浓度超过设定值，单片机系统将进行声光报警语音警示，并启动发送短信息程序，车主收到相关短信息提示。

（3）报警控制器系统分为硬设防和软设防两种方式。当车主将汽车锁定时，汽车进入硬设防状态；车主用短信息命令设防和撤防称为软设防，优先级比硬设防高。这种形式方便车主对汽车的使用和监控。

图2所示是系统软件总体设计流程图。

整个监控系统一上电后就开始运行，只要有检测的中断事件发生，就处理中断。新短信到达时，会向串口发送一指定信息，因此对串口数据的接受也应采用中断方式。这样系统的效率较高，避免程序的不断循环而浪费处理器资源。

七、总结

基于单片机GSM远程监控器是目前较为先进的汽车监控系统，它具有如下特点：

（1）利用短信作为传输手段，可以实现汽车状态信息的“零时间报警”；

（2）借助于移动GSM网络，无论车主身在何处，都可以“长距离报警”；

（3）以单片机为基础的汽车监控系统作为车载信息系统的一部分，在整体上具有“高性价比”；

（4）使用手机作为监控器的操作终端，手机短信作为控制指令载体，具有操作方便的特点。

基于GSM远程监控系统不光是在汽车防盗系统中有着广泛应用，同时它也提供了一种现代远程监控系统的新模式，在铁路、交通、电力、工业、环保、水文等多种领域有着广泛的应用前景。

参考文献