基于GSM的汽车防盗报警器设计

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随着社会的发展,家庭及公用汽车越来越多,而被盗车辆的数量也在逐年增长。传统的汽车防盗器存在很多弊端,如作用距离短,可产生噪声污染,不能远程报警,需要安装等。这些弊端给居民生活带来了很大的不便,一些居民区甚至禁止安装汽车防盗报警器。

GSM(GlobalSystemforMobileCommunication)网络技术成熟,覆盖范围广是已被广泛应用的通信网络体系。近几年来,GSM网络的短信、通话等基础服务技术也得到越来越多的电路设计工程师的重视[1]。将目前汽车防盗器的设计思想和GSM网络的功能相结合,便可实现防盗器的远程报警功能,解决传统防盗器的弊端。


1防盗系统与防盗器的总体方案设计


1.1防盗系统结构


防盗系统有遥控器、防盗器、GSM网络以及用户手机组成。其系统结构如图1所示。

 

 


防盗器可置于汽车内任意位置,通过专用遥控器控制防盗器的开关状态。开启状态下,当传感器检测到异常信号时,防盗器可通过GSM网络给用户拨打电话,达到远程防盗的目的。


1.2防盗器内部结构设计


防盗器内部由5个模块组成:主控模块、GSM模块、检测模块、遥控模块与电源模块。防盗器的结构如图2所示。

 

 


主控模块负责接收、处理遥控模块、GSM模块和检测模块发送的信号以及向GSM模块发送控制指令等。


遥控模块用来控制整个系统的工作状态。当遥控器有按键按下时,接收模块相应管脚会输出信号,该信号通过单片机的外部中断接口发送给CPU,CPU接收到信号后进入中断程序进行开、关操作。


GSM模块负责按照CPU的指令向用户手机发送呼叫信号进行报警。


检测模块负责检测汽车的异常振动信号。


电源模块负责给整个防盗器供电,设计时需要解决电源模块的工作时间长短问题。


2硬件电路的设计


针对各个模块的功能以及设计要求,对系统各模块的主要元件进行了选型,并设计了具体电路。


2.1主控模块


系统对CPU的要求为:2个支持掉电唤醒的中断;一对串口以便与GSM模块通信;4个I/O端口以控制声光以及GSM模块的使能;一定容量的EEPROM空间以存储用户电话号码等信息,及一个带A/D转换的I/O端口以测量电池充电的完成状态。


为了在达到以上要求的同时尽量缩小防盗器体积,设计选用了宏晶科技的SOP型芯片STC12LE5402AD作为防盗器的CPU。它只有20个管脚,工作电压为2.2V~3.8V,工作频率为0~35MHz,1KB的EEPROM,2个支持掉电唤醒的外部中断,一对串口,15个I/O端口,8路10位A/D转换I/O端口,内置复位电路且功耗低,完全符合设计要求。系统主控模块的电路如图3所示。

 

 


遥控接收模块检测遥控器的开启信号,并将信号通过外部中断口传送给CPU,防盗器进入工作状态。当振动检测模块检测到异常振动信号时,CPU通过I/O端口将SIM900B开启,并向GSM模块发送AT指令,将SIM900B模块初始化。GSM模块通过GSM网络向用户发送呼叫提示信号。


遥控接收模块检测到遥控器的关闭信号时,CPU将通过特定指令使系统进入低功耗模式。遥控器发送开关信号时,遥控信号指示电路会进行声光提示。


2.2GSM模块简介


GSM模块选用的是SIMCOM公司的SIM900B模块,该模块体积小巧、性能稳定,自带天线扣,性价比高,有四种工作频率:


GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz,可以实现语音、SMS、数据和传真信息的低功耗传输[2],满足系统对GSM模块的要求。


SIM900B的电路连接简图如图4所示。U3为SIM卡,SIM900B通过自有的SIM卡接口为SIM卡提供电源并向其发送指令,实现SMS、呼叫等功能。D4~D7是为了防止静电损害,而在SIM卡座附近放置的瞬变电压抑制二极管。

 

 


PWKEY管脚为SIM900B的使能端,软件使该管脚拉低至少100ms后,SIM900B进入使能状态,此时CPU可通过串口向SIM900B发送指令。

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