隨著監(jiān)控范圍的不斷擴(kuò)大,，傳統(tǒng)的有線監(jiān)控報(bào)警已不能滿足用戶的需求。然而,，伴隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)已成為可能，有望取代傳統(tǒng)的僅由單機(jī)控制的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng),。本文針對(duì)目前的需求設(shè)計(jì)了一套基于GSM網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng),。其基本思路是：將單片機(jī)與SIM300通信模塊通過(guò)串口連接，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與SIM300之間的相互通信,。SIM300模塊設(shè)有SIM卡插槽,，可以實(shí)現(xiàn)與各種用戶相互通信的功能。系統(tǒng)接有震動(dòng),、紅外、聲音等類型傳感器,，當(dāng)汽車發(fā)生警情時(shí),，傳感器將警情信號(hào)傳送給單片機(jī),，經(jīng)過(guò)單片機(jī)判斷處理后，向用戶發(fā)送報(bào)警短信,，或者是直接撥打報(bào)警電話,。如果情況緊急，用戶可以直接發(fā)送短信密碼,，由單片機(jī)控制繼電器切斷線路或者油路,，使汽車停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制,，有效保證汽車的安全,。
1 遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的硬件部分包括單片機(jī)主控模塊、LCD顯示,、按鍵電路,、電源電路、信號(hào)采集電路和控制電路,，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,。
1.1 單片機(jī)控制電路
遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)，STC89C52是一種低功耗,、高性能CMOS 8 bit微控制器,，具有8 KB系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。該型單片機(jī)具有很高的性價(jià)比,，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制,、儀器儀表、通信設(shè)備,、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域[1],。
1.2 GSM模塊電路
遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)采用SIM300模塊，其中SIM300的16管腳接網(wǎng)絡(luò)指示燈(LED),，用于指示SIM300信號(hào)的強(qiáng)弱,，17管腳與單片機(jī)的P3.3相連，其工作時(shí)首先由單片機(jī)發(fā)送低電平信號(hào),，使該模塊處于工作狀態(tài),，43、41,、49為串行通信接口,，分別與單片機(jī)的P3.0、P3.1,、P3.2相連,。1、3,、5,、7,、9管腳接4.2 V電源。SIM300與單片機(jī)是通過(guò)串口連接,，單片機(jī)控制系統(tǒng)可以發(fā)給SIM300模塊AT命令,，從而控制其工作狀態(tài)[2-3]。
1.3 鍵盤,、顯示及外部存儲(chǔ)電路
本系統(tǒng)采用4行3列矩陣鍵盤,，其中行線與P1.0~P1.3相連，列線與P1.4~P1.6相連,，列線經(jīng)10 k?贅電阻接+5 V電源拉高,。共12個(gè)按鍵，分別設(shè)定為0~9,、*,、#等按鍵號(hào)碼。
本系統(tǒng)采用LCD12864液晶顯示模塊,，該顯示模塊每屏可以顯示4行漢子或者字符,，用于顯示提示信息和手機(jī)號(hào)碼等內(nèi)容。
本系統(tǒng)要求在使用過(guò)程中儲(chǔ)存用戶預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼,，因此必須有外部存儲(chǔ)器,。在存儲(chǔ)信息不大的情況下采用AT24C02即可。
1.4 傳感器及繼電器電路
遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)采用振動(dòng)傳感器,、紅外傳感器,、聲音傳感器相互配合使用，有效避免了系統(tǒng)誤報(bào),、錯(cuò)報(bào)等情況,。繼電器電路用于切斷油路或者電路，控制汽車運(yùn)行狀態(tài),，當(dāng)用戶用手機(jī)發(fā)送控制命令時(shí),，單片機(jī)某一端口輸出為高電平信號(hào)，即可控制繼電器,。當(dāng)警情解除時(shí),，只需發(fā)送解除命令即可恢復(fù)汽車的正常工作。
2 軟件設(shè)計(jì)
主程序流程圖如圖2所示,。
3 監(jiān)測(cè)報(bào)警流程
3.1 設(shè)置流程
用戶第一次使用時(shí)要設(shè)置手機(jī)號(hào)碼和短信中心號(hào)碼,。開啟電源，按照液晶顯示的提示,，通過(guò)鍵盤進(jìn)行號(hào)碼預(yù)設(shè),，需要設(shè)置本地短信中心號(hào)碼和個(gè)人控制號(hào)碼，所設(shè)號(hào)碼存在外部存儲(chǔ)器中。預(yù)設(shè)程序結(jié)束后,，單片機(jī)向SIM300發(fā)送AT命令控制其向預(yù)設(shè)號(hào)碼發(fā)送驗(yàn)證短信“設(shè)置成功”,。若不是第一次使用，在提示輸入密碼后10 s內(nèi)不進(jìn)行號(hào)碼的重新設(shè)置,，則自動(dòng)跳過(guò)設(shè)置號(hào)碼階段，開始正常監(jiān)測(cè)工作,。設(shè)置流程如圖3所示[4],。
3.2 監(jiān)測(cè)流程
在SIM300工作狀態(tài)下，若汽車有異常情況,，如車門被打開,、車窗被砸破，產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)或聲音等只要觸發(fā)其中的一個(gè)傳感器,，使與傳感器相連的單片機(jī)管腳的電平發(fā)生變化(由低電平變成高電平),，此變化作為信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)判斷后確認(rèn)是警情信號(hào),，單片機(jī)將控制SIM300發(fā)送短信給預(yù)設(shè)的個(gè)人監(jiān)控號(hào)碼,，例如：“您的汽車出現(xiàn)緊急情況，請(qǐng)及時(shí)查看”,。監(jiān)測(cè)流程如圖4所示,。
3.3 控制流程
確定SIM300處于工作狀態(tài)時(shí)，若遇到緊急情況,，如汽車被盜,，需要緊急關(guān)閉油箱閥門，使汽車停下,。編輯短信“關(guān)閉”,，發(fā)送到與SIM300連接的SIM卡，SIM300接收到短信后將信息存儲(chǔ)在SIM卡中,，單片機(jī)發(fā)送命令讀取剛才收到的信息,，包括來(lái)信號(hào)碼、短信長(zhǎng)度,、短信內(nèi)容等,。單片機(jī)將其解析為PDU碼，判斷來(lái)信號(hào)碼是否是預(yù)設(shè)的用戶控制號(hào)碼,。若不是,，則停止后續(xù)工作，命令視為無(wú)效,，單片機(jī)向SIM300發(fā)送命令刪除短信,；若是預(yù)設(shè)號(hào)碼，則查看短信是否符合預(yù)設(shè)命令。若不符合,，停止后續(xù)工作并刪除短信,；若符合，則執(zhí)行相應(yīng)命令,，即與繼電器相連的單片機(jī)管腳電平發(fā)生變化(由低電平變?yōu)楦唠娖?,，同時(shí)刪除短信(使SIM卡中每次收到的短信都儲(chǔ)存在首條的位置，方便下次讀取),。輸出信號(hào)再經(jīng)信號(hào)放大器發(fā)大,，達(dá)到使繼電器正常工作的電壓，切斷油箱供油開關(guān),，使汽車停止運(yùn)行,。控制流程如圖5所示[5],。
經(jīng)過(guò)軟硬件的調(diào)試,，遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都能很好地實(shí)現(xiàn)，有效保證了汽車的安全,。該系統(tǒng)將單片機(jī)與SIM300功能模塊相結(jié)合,，充分利用了技術(shù)成熟的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，克服了普通監(jiān)控系統(tǒng)中的諸多局限性,。該思想還可以用于家用電器,、農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)等領(lǐng)域,。本方案具有節(jié)約布線資源,、控制范圍廣、通用性強(qiáng),、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn),。