基于GPS和GSM网络的汽车防盗系统

摘要:文章基于GSM/GPS模块,设计实现了一款新型的网络式汽车防盗系统。该系统利用GPS定位技术获得车辆的位置,利用传感器判断车辆是否出现异常情况,并利用GSM网络将车辆状态信息,通过SMS(短消息业务)通知给车主。同时也可接收来自车主或监控中心的控制指令,从而实现对车辆的自动报警、自动控制、自动信息查询等功能,实现了与用户间的双向交流。
关键词:全球定位系统;全球移动通信系统;单片机;汽车防盗系统

0 引言
   
随着新时代的到来,汽车作为重要的交通工具也得到迅速发展,同时,随之而来的汽车被盗事件也日益增多。但是目前市场上的汽车防盗系统大都存在一定的局限性。因此,具有高可靠性和安全性的网络式防盗系统逐渐进入了人们的视野。网络式防盗主要是突破了距离的限制,解决了传统物理防盗器的被动防盗方式,集成了先进的GPS定位系统和GSM通信系统模块,利用SMS(短消息业务)向车主收发短信,实现了与用户间的双向交流。互动式、主动型的报警模式,不仅能在汽车被非法移动前通知车主,而且能通过网络远程控制车辆。本项目即采用GPS和GSM网络开发的一种适合大众的、更加可靠安全的汽车智能防盗系统。

1 系统总体设计
   
系统总体主要由GSM模块、GPS接收机模块、单片机控制电路、传感器报警电路和电源电路五部分组成。传感器报警模块监测车辆的异常情况;GPS模块负责接收定位数据;单片机控制电路在检测出异常的情况下对GPS定位数据进行采集接收并分析,GSM模块在单片机的控制下收发短信;电源电路7805为单片机、GPS模块提供+5V直流电压,LM2941CS将+5V直流电压稳压为+4.2V提供给GSM模块使用。

基于GPS和GSM网络的汽车防盗系统

2 系统硬件设计
2.1 传感器部分
   
此系统使用霍尔开关器、振动传感器、倾角传感器和热释电红外传感器等器件,监测车体振动、车体位态改变和人体生物信息等不同方面,能够获取汽车防盗所需的足够信息,最大程度地消除信息的不确定性,提高报警的可靠性。
2.2 GSM部分
   
本系统采用德国西门子地工业GSM模块TC35i。该模块是RS232数据口、双频(GSM900/GSM1800),并符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。它含有射频电路和基带,且提供标准的AT命令接口,实现双向传输指令和数据,并可通过关断信号或AT命令实现故障恢复和重启。它的工作电压为4.2V,当模块的供电电压低于3.3V会自动关机。因为模块在发射信号时,电流最大值高达2A,所以采用高要求的电源给其供电。本系统采用稳压芯片LM2941CS,它专用于可调开关型高性能微波电路,能够提供稳定的大电流电压输出。TC35i模块引脚,可分为电源、SIM卡、数据输入/输出、音频接口和控制等5类,共有40个。使用TC35i模块时,要让TC35i进入工作状态,应确保其启动脚IGT加上一个时间长于100ms的低电平。

基于GPS和GSM网络的汽车防盗系统

2.3 GPS部分
   
本系统采用SIRF第三代高灵敏度引线式GPS接收模块SIRF starIII。该芯片为串口通讯,波特率4800;电平数据输出,格式为TTL。它有20个通道,即可同时追踪20个卫星信道,确保了最高的接收灵敏度,使定位精度小于10m。其内部有可充电电池,可以保存星历数据,便于快速定位。数据断电记忆时间可达七天多。该模块GPS采用标准的MMCX天线接口,便于连接GPS天线。数据线接口采用6线接插件引线输出,便于产品开发时制作样机,而且使用时非常简单,只需用到三根输出线。GPS的输出使用第二引脚,它是串口TTL电平信号,高电平大于2.4V,低电平小于0.4V,输出驱动能力为2mA,可以直接和单片机接口;秒信号输出使用第六脚,每秒都会输出一个10ms宽度的0.2V左右的脉冲信号用于授时;直流正电源为3.5~5.5V,使用第一引脚;电源地使用第五引脚。默认情况下,GPS接收模块SIRF star III每秒输出一次定位数据,通常采用$GPRMC精简数据格式。语句格式如下:
    $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>
    *hh<CR><LF><10-12>一般不使用。每条定位数据以“$”开始,以回车行结束。
    图3 GPS数据接收流程图

基于GPS和GSM网络的汽车防盗系统

2.4 控制部分
   
本系统的控制部分采用的是ATMEL公司生产的AT89C52。它是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bvtes能够反复擦写的Flash只读程序存储单元和256 bytes的随机存取数据内存单元(RAM),该片内置8位中央处理器和Flash存储单元。器件采用ATMEL公司的高密度、永久性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统。AT89C52单片机功能强大,可应用于许多较复杂的控制系统。本机有两个全双工的串行通讯口,满足能同时跟GSM模块和GPS模块通讯的条件。单片机的10脚和11脚与GSM模块通讯。单片机的16脚和17脚与GPS模块通讯。如图4所示。

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3 AT命令
   
单片机可以发送AT指令来控制GSM模块TC35i,发送短信常用Text和PDU模式。Text模式主要用来传送GPS信息,使用Text模式收发短信代码简单,容易实现,但缺点是不支持中文短信;PDU模式主要用来发送汽车的状态和控制信息。但其纯英文短消息解码不方便,因此收发纯英文字符和数字字符时,采用Text模式,PUD模式不仅支持中文模式,也能发送英文短信。

基于GPS和GSM网络的汽车防盗系统

4 系统设置和控制
   
本系统是在可靠与成熟的GSM移动网络基础上建立的,并充分利用GSM移动网络的资源,采用中文短信息形式,直接把多个报警地点的情况显示在用户的手机屏幕上,从而实现迅速、准确报警,实时性强。并尽量减少用户场所终端的投入。在用户终端要对使用的GSM服务网、短消息特服号码、用户手机号码、警情采集模块种类和个数等进行相应的设置。

5 结语
   
本文的主要创新点在于此防盗系统集GSM与GPS于一体,利用GSM手机模块的移动通信技术,与当今流行的GPS技术相结合,配合单片机控制技术,采用最直观的中文短消息形式,能够直接把多个报警地点的情况反映到手机上,完成了汽车防盗定位系统的设计,实现了车辆远程监控的智能化、安全化。根据车辆智能防盗的具体要求,本系统还可以进行软、硬件的升级。由于模块间采用无线网络技术,增加了本系统的隐秘性,降低了系统被彻底破坏的可能性。进一步改进后,能与手机定位系统软件相结合,方便用户使用,而且适合批量生产以及推广应用。

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发布日期:2019年03月10日  所属分类:汽车电子