基于GSM/GPS的汽车防盗系统的设计是为了克服以往的汽车防盗系统的可靠性低的缺点,达到高效、灵活的防盗目的。如果有人盗窃汽车,安装在汽车上的加速度传感器会将检测信号传给单片机,单片机根据程序首先启动声光报警,然后把汽车被盗信息提供给车载模块,再由车载模块以短消息的形式发给用户。用户收到短消息后,做出决定,并以短信息发给车载模块,系统将短信息经过处理判断后,通过控制继电器切断供油。如果用户需要被盗汽车的位置信息,GPS模块将把接收到的位置信息发给单片机,再由单片机控制GSM模块发送给用户。系统还可以通过液晶显示器LCD显示汽车的位置信息,位置信息是通过GPS模块传给单片机,再由单片机控制,在LCD上显示出经度、纬度和时间等信息。     

    本防盗报警器采用加速度传感器和ZigBee无线射频芯片组成一个无线传感器节点,将6个无线传感器节点安装在汽车的各个位置,组成无线传感器网络,即使某个节点发生故障或人为破坏不能接入,其它的节点也能继续工作,提高了系统的安全性和可靠性。系统
的结构示意图如图1。

图1 系统结构

此报警系统依托现有的 GSM 移动通信网，利用 WISMO 移动通信模块 Q2403A 及其 AT 指令，采用单片机作为控制器，将报警信号用短信息的方式发送到某个确定的手机用户，使该报警信息能及时地跟随手机用户，达到移动报警的目的。同时，该手机用户还可以用特殊格式的短信息回复到报系统端，进而控制报警系统的不同状态，同时报警系统还可以根据接收到的控制短信息内容不同，向手机用户发送当前系统状态的相关提示信息   

    运用GSM模块进行通信时,要通过AT指令进行,单片机通过AT指令控制GSM模块,完成短消息收发的功能。
AT指令的主要语法特点:
    必须以回车键作为一条指令的结束标志。只有在接收到回车键后,接收模块才执行前面的字符。回车之后可跟随一个换行符,但将被忽略。多条指令可以连续发送出去,指令之间必须用空格键将指令分开。AT必须作为命令行的开头。
常用的AT指令如下:
(1) AT
初始化指令,一般回应OK,否则回应ERROR。
(2) ATD
呼叫拨号指令,指令格式为ATD<n>[<mgsm>][;]。 <n>表示可选V.25ter修饰字符串和拨号数字:0~9/*/#/+/A/B/Co <mgsm>表示GSM修饰字符。当系统忙时,回应BUSY;当系统不能建立连接时,回应NO CARRIER;当系统呼叫连接成功时,问应OK;当系统没有拨号音时,回应NODIALTONE。
(3) AT+CMGR=<index><CR>
读短消息指令。index为短消息在内存之中的编号,阅读哪一条短消息时直接输入相应的位置号码,就可以读相应的短消息了。

(4) AT+CMGF=<mode><CR>
设置短消息发送格式指令。0是PDU格式,支持中文和英文;1是TEXT格式,该模式只支持英文,不支持中文。
(5) AT+CMGL
列出SIM卡中的短消息指令。0是未读的短消息,1是已读的短消息,2是待发的短消息,3是已发的短消息,4是全部的短消息。
(6) AT+GMGS
发送短消息指令。当是TEXT模式时,输入发送方手机号,指令AT+CMGS,等待模块回应">"后,将数据输入,以<ctrl-z>为结束符。发送成功则模块将返回"OK";当是PDU模式时,发送短消息数据长度,指令为AT+CMGS,等待模块回应">"后,将数据输入,以<ctrl-z:>为结束符。
(7) AT+CMSS
从SIM卡内存中发送短消息指令。只要知道短消息在SIM卡中的编号,想要发送那条短消息直接输入编号就可以了。
(8) AT+CMGD
删除短消息指令。当系统对一条收到的短消息的数据进行处理之后,就可以将它删除,目的是防止SIM卡中的短消息太多使内存容量不够而影响短消息的接收,删除后模块返回"0K"。
(9) AT+SMSO
系统关机指令。PD引脚和AT+SMSO命令都可以用来关机。-般使用AT+SMSO命令,PD引脚是用于紧急的关机情况,如果系统检测到了过压/欠压或者温度太高,将自动关机,从而保护系统,防止系统因过热而损坏。
    短消息的通信主要有3种模式:BLOCK模式、TEXT模式和PDU模式。PUD模式编码的短消息不仅可以发送英文短消息,也可以发送屮文消息,被普遍采用。 BLOCK模式是较早的工作模式,效率低,现在已经被PDU模式所取代。
(1) BLOCK模式
BLOCK模式带有差错保护,适合于连接不可靠的地区,提高了可靠性。BLOCK模式是一种使用二进制编码传输用户数据的接口协议,需要生产厂家提供的驱动支持才能使用这种模式,效率很低,所以目前很少使用。   

    ZigBee协议栈包括5个部分:由高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。ZigBee定义了应用层和安全方面的规范,应用汇聚层可以向ZigBee网络映射不同的应用,包括安全属性的设置功能和多个业务的数据汇聚等功能。网络层采用了基于Ad Hoc技术的路由协议,包含了通用的网络层功能,确保与最底层的IEEE802.15.4标准同样省电。IEEE802.15.4负责对物理层和链路层协议的制定。CC2430芯片有48个引脚,采用7mmx7mmQLP封装。全部引脚可分为I/O端口线引脚、电源线引脚和控制线引脚3类?。 CC2430芯片内部的电源稳压器不但可以为外部1.8V的电压引脚供电,还能为内部电源供电。使用32MHz的石英谐振器和2个电容C7, C8构成了石英晶体振荡电路,用32.768KHZ的晶振与2个电容C9, CIO构成了 32.768KHZ的石英晶振。32.768KHz的石英晶振要用在精确的唤醒时间和低睡眠电流消耗的情况中。内部T/R转换电路用于完成低噪放大器(LNA)和功率放大器(PA)之间的转换。电容C13、 C14、 C15, C16和电感LI 、 L2, L3组成了电路中的非平衡变压器。电容Cl、 C2, C3等的作用主要是滤波,提高芯片在运行时的稳定性。电阻R4和R5为偏:冒:屯阻,屯阻R4的作用是为32MHz的晶振提供合适的工作电路,电阻R5的作用为芯片内部射频部分提供精密的电流参考源。CC2430的外围电路元件很少,为了使天线的性能更加好,可以用非平衡天线连接非平衡变压器。

    控制器由MCU、 GPS接收机、GSM模块、CC2430芯片组成,MCU和GPS接收机、GSM模块和CC2430协调器是通过RS232连接的。同时MCU还和汽车供油控制电路、防盗报警电路等连接,并通过I/O 口控制汽车的报警电路的开启和供油的关闭。

    GPS选用的是韩国JCOM公司的C3-370C模块，SiRF III芯片，内置天线模块。灵敏度高，搜星速度快，模块有使能引脚，可以单独开关。C3-370C模块接收卫星信号，遵守NMEA-0183协议标准，以ASCII格式输出，波特率9600bit/s，数据位8位，停止位1位，无奇偶校验。单片机通过串口接收，对接收到的数据以帧为单位，按照NMEA-0183协议解码。MEA-0183协议语句的数据格式如下：“$”为语句起始标志；“，”为域分隔符；“*”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“*”之间所有字符的按位异或值（不包括这两个字符）；“/”为终止符，所有的语句必须以回车换行来结束，也就是ASCII 字符的“回车”（十六进制的0D）和“换行”（十六进制的0A）。

     汽车防盗系统必须包含基本的技术指标:需要2个USART串口分别实现通信和定位的功能,这些功能是汽车防盗系统中最关键的技术;需要单片机具有较高的处理速度,使系统能及时迅速地报警和起到控制作用;GPS的定位精度要求在10米之内,使用户或者控制中心能准确找到被盗汽车;要求系统的功耗要低,防止防盗系统在运行过程突然断电的情况发生;需要GSM通信指示灯、GPS定位指示灯和电源指示灯,使系统的状态能够被有效反应。系统的硬件结构如图1所示。

图2

    通过构建基于GSM/GPS的汽车防盜监控系统,可以形成车主、汽车和监控屮心之M的信息交互平台,可以实现以下功能:
(1) 车载终端通过监测汽车的状态,将汽车的地理位置信息,汽车速度、汽车防盗系统状态等通过手机短息传递给车主或监控中心;

(2) 车主和监控中心可以通过发送手机短信的方式获取汽车的实时状态信息;

(3) 当汽车防盗报警器被触发时,车载终端会以短信的方式通知车主或向监控中心发送报警信息。

        系统硬件的组成可以分为无线传感器节点和控制器两部分,无线传感器节点主要通过加速度传感器检测汽车在三维空间的位置产生的位移量并以多跳的方式传送给协调器。
控制器主要的有两个作用:按照预定的路由算法组成ZigBee网络,并将传感器节点送回的数据进行融合,判断汽车的实时状态。同时,路由节点通过串口将汽车实时状态传输给MCU单元,MCU单元将对GPS接收机和GSM模块接收的数据进行处理,再通过GSM模块将各种信息传送出去。