GSM通信技术在报警系统中的应用

张教卿　李棒　高然

[摘要]GSM通信技术是基于GSM网络覆盖率高、传输特性好、安全性能高的优势广泛应用于通信、物流等行业。随着车辆盗窃案件的激增，及时、便捷地通知车主车辆的实时信息成为当下的迫切需要。文章采用SIM908芯片设计了简易可行的智能化短信发送模块，通过该模块实现智能发送短信的功能，快速通知车主盗窃案件的发生，极大降低对车主所造成的损失。

[关键词]GSM；SIM908；短信发送

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550049

模拟蜂窝移动通信业务自推出后发展非常迅速，但随着业务的激增，在一些经济发达的国家和地区，其通信容量不足的缺点很快显露出来；同时，随着计算机和数据终端的广泛应用，非话数据通信业务需求日益增多，而模拟蜂窝通信网则无法满足这种需求。 因此，人们开始寻求一种通信容量更大并适合数据通信的新型移动通信系统，GSM（Global System for Mobile Communications）应运而生。

随着GSM网络的迅速普及和移动通信技术的飞速发展，新技术和新业务的开发与应用已提到十分重要的位置。利用GSM网络作为无线智能监控系统的信息传输媒介是一种非常有效的方法，其原理简单，安全保密性高，又不需要组建专用网络和对网络进行维护，加上GSM网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着独特的优势。[1]其中，GSM模块是继GSM手机外一种相当可靠的移动通信系统的终端设备，服务了数以万计的行业客户。而随着消费水平的快速提高，国内汽车的数量也在呈几何增长，但是如今社会上的车辆盗窃案件也随之快速增长，严重制约了相关行业的深入发展。国外对车辆防盗终端设备的研究已经相对成熟，日本、德国、法国、俄罗斯等国家都已纷纷投入使用类似车辆防盗系统。而目前国内的自动化防盗终端也正在起步，但是防盗效果并不尽如人意，其低有效性、高成本仍不适宜在当下的经济体系下发展。武汉理工大学研究生岳永贤提出一种以单片机为核心处理器，配合其他器件以实现自动监控、自动发送短消息发送功能的系统结构。该文基于GSM技术设计的短信发送模块能向指定目标智能发送短信，有效地解决了目前车辆盗窃案件通知环节中存在的监控不自动、通知不及时、成本较高等缺陷，实现了车辆防盗流程中的智能通知，快速使车主了解目前的车辆状况，降低盗窃损失，提高了其工作效率，具有很大的社会意义。

GSM防盗报警系统利用全球GSM短信息数据传输模式及语音功能平台完成智能数据远程传输及控制报警，该主机集家庭、商店、办公场所安全电器控制、私家车远方监控等智能家居功能为一体，由于GSM全球无线移动通信网络信号覆盖面积广，真正实现了低价优质的超远距离方便、灵活的智能无线控制及报警，解决了固定电话或有线宽带网络有线报警的局限性。

1全自动车辆防盗系统构成

全自动车辆防盗系统由MCU主控模块、GSM通信、WIFI传输、影像采集、显示模块等模块构成。系统主控采用属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片由意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3的主控芯片。控制系统的工作如下图所示。

全自动车辆防盗系统结构

其中，MCU主控模块采用C语言编程（具有简单、高灵活性），是系统的核心模块，控制与传感网络之间的数据通信，以及对常规生理指标检测的各种传感器的模数转化。红外监控模块：利用红外传感器同时检测车外和车内，利用感应的先后顺序分析是否有可疑人员从车外进入。如发现可疑人员从车外进入则检测到并发出报警，及时通知用户且搜集证据。WIFI模块可将通过摄像头采集的图像高速无线传输到主控模块达到实时处理与输出；GSM通信模块可向指定人员智能发送提醒短信，从而实现对车主或特定人员的及时通知提醒；显示模块包括TFT显示，手机终端的显示及计算机的终端显示以及数据的及时保存。 把采集到的车内的图像信息通过TFT进行实时显示。车内的摄像图像通过手机终端通过查寻云端数据进行实时的显示。多个模块构成了一个相对完整的人机交互性的车辆防盗系统，满足用户的需求，体现系统的自动化与人性化。

在整个全自动车辆防盗系统的设计开发当中，GSM通信技术占据了举足轻重的地位。MCU主控模块的图像传输基础功能，通过串口通信与其进行AT指令的传输，完成向指定人发送短信 （彩信）， 很好地实现了系统的智能短信（彩信）通知，使车主在最短时间能得知汽车所发生的盗窃事故，很大程度上减少了车主的损失。在整个系统中，GSM通信发送技术起到了无可代替的作用。针对目前车辆盗窃事故频繁发生且损失金额巨大的现状，GSM通信发送技术的存在使快速、便捷地通知车主成为可能，最大程度上减轻了车主的损失，从而实现了自动化与人性化的车辆防盗。

2SIM908模块详细设计

21模块功能需求

在全自动车辆防盗系统的设计开发中，需要一种无线通信模块来衔接车辆和车主，而从功能和可靠性看，没有一个无线网可以与移动通信网络相比拟。[2]而短消息业务是移动通信网络上提供的一种基本无线业务，是GSM系统中唯一的需要建立端到端信道的业务，是信息在移动网络上储存和转寄的过程。[3]相对于采用集群通信、CDPD网、有线MODEN或者电话拨打来实现通信，GSM通信技术具备的随时在线、价格便宜、无须拨号、覆盖范围广等优点更为市场所青睐。

22核心芯片选型

全自动车辆防盗系统的设计开发当中，采用SIM908模块来支撑GSM通信技术。SIMCom推出的SIM908结构紧凑，且属于双频GSM/GPRS模块，完全采用了SMT封装形式，满足了本系统设计开发需求。SIM908采用了工业标准AT命令接口，其工作于GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900四种工作模式，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输、提供短信息服务等功能。[4]此外，相对于其他款无线模块，SIM908的设计更简单方便、运行更稳定、抗干扰能力更强，能处理大量信息，同时短信内容支持文本和PDU两个模式，其SLEEP模式下的10mA的电流更是体现了低功耗、省電技术。

23模块硬件设计

SIM908模块对其供电电压较为敏感，电压范围一般在35～48V，非典型固定电压，而且其瞬间电流可以达到2A。因此可以通过最大电流达到5A的TPS5450电源管理芯片将电平转化为40V左右，同时为了增强模块电源抗干扰能力，在VBAT供电芯片输出端加电容滤波。模块在整个系统使用时要随时保持开机状态，故把POWERKEY引脚单独引出由单片机IO口控制其高低电平来实现开机和休眠，达到低功耗的效果。SIM908模块与单片机由RXD和TXD引脚来实现串口通信，当STM32单片机执行到需要短信发送这个环节之前，SIM908都处于待命状态，一旦SIM908模块接收到串口通信传来的完整AT指令，模块便自动发送短信给指定人。

24模块软件设计

短信发送模块利用单片机的串口通信，在使用前必须先对单片机串口通信进行初始化。串口通信发送程序相关关键代码如下：

void USART1_Send_Hex（unsigned char Hex）

{

USART_SendData（USART1，Hex）；

while（USART_GetFlagStatus（USART1，USART_FLAG_TXE）[FY=]RESET）；

}

当系统需要进行短信发送操作时，SIM908模块读取到了“AT”的指令，实现其自身同步并发送反馈信号“OK”，再接收其他相关AT指令来设置短信的文本、通信模式，然后等待SIM908模块接收转化为UNICODE码的手机号和短信内容的AT指令后，短信便可以发送，从而成功完成对整个短信发送模块的操作。

3结论

本文通过硬件、软件的设计来实现GSM通信技术，经调试最终能使模块快速、稳定、准确地发送短信给指定人，并将GSM通信发送模块应用在全自动车辆防盗系统当中，实时性极高。经实践总结，SIM908这款模块在系统中的使用既方便又稳定，完全满足系统在短信技术上的需求。全自动车辆防盗系统在尽可能地利用好了GSM通信技术的同时，也解决了车辆和车主之间通知环节的链接问题，大大降低了盗窃所造成的损失，也体现了本系统的自动化和人性化。

参考文献：

[1]苏江福基于GSM网络的智能家居监控系统设计与实现[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2008.

[2]朱健，何凤翩GSM通信息技术原理和应用[R].绍興：绍兴市气象局，2004

[3]翟顺，王卫红，张衍，等基于SIM908的物联网短信报警系统[D].北京：北京航空航天大学，2012

[4]赵达GPRS短信收发软件的设计[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2013

[5]李文亮基于ARM的车载GPS/GPRS系统[D].南京：南京理工大学，2007

[6]陈国锋基于GIS/GPS/GSM的车辆监控系统的应用研究[D].武汉：华中科技大学，2006