基于GSM的汽车智能防盗器总体硬件系统设计

陈利娜

（浙江经贸职业技术学院，浙江 杭州 310018）

基于GSM的汽车智能防盗器总体硬件系统设计

陈利娜

（浙江经贸职业技术学院，浙江 杭州 310018）

本文设计的汽车智能电子防盗器主要依托GSM网络进行实时传输数据，经由单片机接收信号控制TC35i模块收发短信。运用了嵌入式技术，GSM无线通讯技术，使用手机作为控制平台。当车辆被恶意破坏时，单片机控制TC35i发送短信给车主，让车主第一时间知道车辆的情况，防止被盗。

汽车智能防盗器；硬件系统；电路设计

CLC NO.:U463.6Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)12-04-04

1、防盗器总体硬件设计

近年来汽车盗窃案件日益增大，传统的防盗器作用距离短，误报时常发生，因此要设计出一款新型的汽车智能电子防盗器符合当今社会需求。本文设计的防盗器可以在汽车被盗的时候，通过单片机AT89S52控制GSM模块TC35i发送短信给车主，车主能够第一时间知道车辆的情况，还可以执行各种功能。本文防盗器的硬件设计如图1。

单片机AT89S52与GSM模块TC35i经过串口连接，单片机AT89S52也与各检测点相连。当车辆被盗时，振动传感器接收车辆振动的信号传输给AT89S52，原有的汽车声光报警防盗器也会启动，AT89S52检测报警喇叭线的电平，AT89S52根据事先设计好的程序发送短信给车主，延时一段时间自动拔打车主手机以便于监听，也可以发送短信“zhbit1”给TC35i，单片机会进行相应的程序操作，控制继电器断开汽油喷射系统的电路，从而汽车停止运动。

2、GSM模块TC35i的电路设计

TC35i的组成框架如图2所示。TC35i主要是由天线连接器、Flash存储器、GSM射频部分、GSM基带处理器、电源ASIC、ZIF连接器引脚共六部分构成。基带处理器作为TC35i的核心主要处理语音、数据信号。

TC35i的32引脚SYNC有两种工作模式，第一种是用来指示发射状态的时候功率增长情况，第二种是用来指示TC35i的工作状态。本文设计的系统用到了第二种工作模式：若LED灯熄灭，说明TC35i是处于关闭或者是睡眠状态；若LED灯大约以600ms亮，600ms熄灭，那么说明TC35i中没有插入SIM卡或者是系统在搜寻网络中；若LED灯大约以75ms亮，3s熄灭，说明TC35i已经登录了网络。如图3所示。

TC35i的SIM卡接口安装在基带处理器，它是一个与ISO 7816-3 IC CARD 标准兼容的接口。这个接口连接到ZIF连接器。除了标准的5个引脚外，TC35i还预留多一个CCIN引脚，此引脚可以检测SIM支架有没有放入SIM卡。如果已经插入了SIM卡，那么该引脚就置为高电平，此时系统就能正常工作了。

3、系统的电路设计

本系统需要设计多种电路，首先是电源电路，汽车电瓶输出的是12V电压，而TC35i的充电电压是5V，工作电压是3.3-4.8V，本文选用4.2V作为TC35i的工作电压。语音电路，本文设计了一个监听功能，用于车主实时监听车辆周围的环境。遥控控制电路，用于车主对防盗器进行设防与解防功能。汽车防盗报警电路，车辆受到振动时发送短信和拔打电话给车主。控制汽车电路，通过发送短信给TC35i模块，单片机控制继电器开关对汽油喷射系统开关。看门狗电路，单片机AT89S52内设看门狗电路，用于系统不正常时复位工作。

3.1 TC35i模块的电源设计

TC35i工作电压是3.3-4.8V，低于3.3V会自动关机，充电电压是5V，而汽车电瓶的电压是12V，我们采用LM2596电压调节器将12V的电压降压到5V的充电电压，把输出5V的引脚连接到ZIF连接器的11、12引脚，为TC35i提供5V的充电电压，而TC35i的工作电压选用4.2V，可以使用LP3966-ADJ芯片将5V电压降压到4.2V。

要提供稳定的4.2V工作电压给TC35i模块，可以使用LP3966-ADJ芯片，如图4所示。

LP3966-ADJ芯片最大输出电流3A，符合TC35i工作的最大电流2A的范围。引脚1一定要上拉一个10KΩ的电阻直至5V。该芯片的电压换算公式是：VOUT=1.25(1+R3/R2)。所以固定R2电阻不变，通过调节电阻R3就可以控制输出电压。如图3-8，电阻R2=15KΩ，R3=35KΩ，那么输出电压VOUT=1.25(1+R3/R2)=1.25*（1+35/15）=4.2V。该系统输出端分别使用68pf、33uf、0.1uf电容来进行滤波，并且在输入端也设置了一个68uf的电容进行滤波，加强了系统的稳定性和准确性。

系统通电后，为了让TC35i工作在正常状态，必须把15引脚IGT拉低电平到地，至少要维持100ms，IGT下降时间一定不能超过1ms。IGT引脚接单片机AT89S52的P1.1端口，由其控制芯片启动。

3.2 TC35i的语音接口电路

本文设计的防盗器有一个监听功能，用于车主实时监听汽车的状况。当车主收到系统发送的“zhbit汽车可能被盗”的短信后，系统会自动拔打电话给车主监听车里的情况。

TC35i的语音通话功能主要依靠声音接口：33/34引脚的EPP2/EPN2（受话器），35/36引脚的EPP1/EPN1（这里可以接扬声器播音），37/38引脚的MICP1/MICN1（这里可以直接与驻极体话筒连接来采集声音），39/40引脚的MICP2/ MICN2（传声器）。

本文设计的是把驻极体电容式话筒直接连接在37/38引脚的MICP1/MICN1，可以用于采集汽车周围的声音。驻极体电容式话筒小体积，低价钱，好声音等特点。其工作电压

在1.5V-15V，符合本文的电源设计；工作电流在0.1-1mA。驻极体电容式话筒能把声音信号转换成电信号输出，传递到TC35i模块，再传递给车主的是声音信号。

3.3 遥控控制电路

为了方便车主遥控防盗器，避免在开车过程中进行了误操作，本文设计了遥控控制电路。其可以让车主对防盗器进行设防与解防，当车主离开汽车时，对防盗器进行设防，此时防盗器就开始工作，不断检查各监测点是否被破坏，从而进行防盗报警。当车主要使用汽车时就关闭防盗器，对其解防，那么防盗器就停止工作。本文设计的遥控控制电路采用美国摩托罗拉公司生产的MC145026/145027红外编码芯片进行设计。遥控发射电路如图5所示。遥控接收电路如图6所示。

当车主按下遥控器的S1键后，编码电路开始编码，经MC145026的引脚15输出，经过三极管Q1放大后，最后由二极管D1把信号发送出去。

接收的红外二极管D2接收到了D1的信号后，先把信号送到CX20106芯片进行还原，然后把还原之后的编码经引脚7送到MC145027的9引脚DI，在MC145027进行译码，如果发送与接收的编码是一致的话，那么就遥控成功，引脚11（VT）会由低电平转换成高电平，将此引脚连接到单片机AT89S52的P1.6口，一旦检测到P1.6口为高电平时，那么防盗系统开始进入防盗功能，当再次检测到有信号时，就停止防盗功能。那么防盗器就可以进行设防和解防的功能，实时检测车辆的状况。

3.4 汽车报警电路

运用ND-1型振动传感器收集信号，输出脚连接到单片机AT89S52的P1.3口，当车辆被盗时，例如利用非法手段，强行进入汽车里面，ND-1型振动传感器会检测到车辆受到振动，那么输出脚就会由低电平转换成高电平，单片机AT89S52的P1.3口接收到此信号，就控制TC35i模块发送短信“zhbit汽车可能被盗”给车主。那么车主就能实时知道汽车的情况了。

传统的机械防盗器并不能进行很好的防盗功能，一般的汽车都会安装电子防盗器，当汽车被盗时，报警喇叭会响设定的时间，如果车主离汽车较远，那么就无法听到此报警声音。那么我们可以设计利用检测喇叭线就可以知道是否有人偷车了。如图7所示。

当其画册被盗时，汽车原有的报警器就会通过继电器的闭合把喇叭线置为高电平，那么喇叭就会报警，光电耦合器也会导通，这个时候P1.1口就为低电平；当汽车无状况出现时，喇叭的继电器会断开，喇叭线也就等于通路，在这个时候光电耦合器是不会导通的，那么P1.1口就为高电平。通过这样，我们可以设计单片机检测P1.1口的高低电平来判断汽车是否有被盗或者有异常情况出现。如果P1.1口持续一段时间，都为低电平时，就确认是有人盗车，那么单片机AT89S52就控制TC35i模块发送短信“zhbit汽车可能被盗”和拔打电话给车主。解决了车主离车较远而无法听到汽车报警声的情况，而且能实时知道汽车的情况。

3.5 控制汽车电路

本文设计的防盗器可以通过控制汽油喷射系统的开关来控制汽车。当汽车被盗了，可以发送短信“zhbit1”给系统，系统根据事先设定好的程序控制系统的继电器的开关。

汽车的电源是来自于汽车的12V蓄电池，当汽车行驶时，发动机会不断给蓄电池充电，那么蓄电池的电量总是充足的。汽车的用电主要是照明系统、点火系统、汽油喷射系统，而照明系统无论何时都会有电压的存在，本文设计的防盗器的电源可以在照明系统取用。

如果车辆被盗了，可以选择断开油路或者电路，就能使汽车停止运行，本文设计的是断开汽油喷射系统的电源使其发送机停止转动，通过控制TC35i模块上的继电器就能控制汽油喷射系统的电源。继电器有常闭性和常开型两种，本文设计的选用常闭性继电器，在汽车正常使用时，汽油喷射系统的电源是常闭的，可以正常工作。

当系统接到车主发送的短信“zhbit1”，那么继电器就断开，汽油喷射系统就关闭，汽车发动机停止运行；当系统接到车主发送的短信“zhbit0”，那么继电器就闭合，汽油喷射系统就正常工作。

4、结论

根据上述硬件系统的设计，本防盗器的主要功能模块包括：车辆检测、实时监听、车辆控制和车辆定位四个方面。

（1）车辆检测：当汽车被盗或者被故意破坏打砸等，由ND-1型振动传感器和报警喇叭线传输相应的信号给单片机AT89S52，单片机根据传输来的信号执行对应的动作。

（2）实时监听：当汽车被盗或者被故意破坏时，单片机接收信号拨打车主的手机，车主可以随时随地监听车辆周围的环境。

（3）车辆控制：车主可以发送短信“zhbit1”给系统，单片机会根据短信内容控制TC35i模块的继电器，从而控制汽油喷射系统的关闭，可以防止被盗。

（4）车辆定位：如果汽车被盗了，那么车主可以报警求救，警方根据GSM追踪技术将汽车全球定位，最终可以把失车追回。

同时本汽车智能电子防盗器具有以下优点：

（1）经济性：本文设计的汽车智能电子防盗器采用德国西门子的TC35i模块，还需要用到单片机AT89S52、ND-1型振动传感器、杜邦线、各芯片等，在价格上还是具有相当大的优势。

（2）实时性：本文设计的汽车智能电子防盗器是基于GSM网络设计的，能够第一时间把车辆的状况通过GSM网络发送短信通知给车主，比起传统的防盗器这是一大亮点。

（3）可靠性：为了避免系统的软硬件出现故障而使系统奔溃死机，本文设计的防盗器具有定时监视器系统，而AT89S52内嵌有定时监视器功能，能保护系统出现故障而复位工作。具有一定的安全可靠性。

（4）可扩展性：运用GSM网络的TC35i模块可设计出各种报警系统，例如火灾报警（烟雾传感器）、医疗救助、气体安全（烟雾传感器）、家庭防盗（人体红外传感器）、温度测量（温度传感器）等。因此本文的设计理念还可以运用到各行各业，具有非常好的市场前景。

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Smart car alarm overall hardware system design based on GSM

Chen Lina
（Zhejiang Economic and Trade Vocational and Technical College, Zhejiang Hangzhou 310018）

This design of automobile intelligent electronic anti-theft device is mainly relying on the GSM network to transmit data in real time, send and receive SMS control TC35i module receives signals via a single chip. Use of embedded technology, GSM wireless communication technology, using the phone as a control platform. When the vehicle was vandalized, SCM TC35i send text messages to the owner, so that owners get to know the vehicle to prevent theft.

Smart car anti-theft device；Hardware System；Circuit Design

U463.6

A

1671-7988(2014)12-04-04

陈利娜，讲师。就职于浙江经贸职业技术学院，主要研究电子通讯工程，汽车电子技术等。

项目来源：2014年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目。