基于SIM300的车载无线防盗报警装置的设计与实现

2012-03-01 20:25:40来源: 互联网

  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。

  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]。

  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[2-3]。

  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 k?赘电阻接+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。

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[4]。

  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。

  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[5]。

  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。

 

关键字:车载  无线  设计  实现

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0301/article_5145.html
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