户松
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摘要：目前，市场现有的电动车防盗装置多数仅能实现声音报警功能
不能够实现对电动车实时位置信息的获取无法有效减少电动车失窃案件的发生。因此，对电动车防盗装置的更新升级成为电动车厂商关注的热点，且用户也迫切期待一种安全可靠、实用经济的新型防盗装置问世。针对这些问题，设计开发了一种震动防盗报警器，该震动防盗报警器采用STC89C52RC型单片机，选取了SW-18010P型震动开关作为传感器，可在第一时间感应信号并且告知单片机控制GSM模块对用户进行报警。结果表明，该系统功能稳定，可以应用到电动车防盗报警装置中。
关键词:单片机；GSM；震动感应；防盗报警器
随着我国社会经济的发展，电动车己成为人们日常出行一种重要的交通工具，但电动车被盗案件却时有发生，因此，电动车的车辆安全问题成为人们关注的焦点。基于GSM技术的电动车防盗系统，能够有效改善电动车防盗功能，满足人们对电动车的安全需求。
本文采用STC51单片机进行系统控制，利用不同的LED及蜂鸣器显示系统当前的工作状态，使用希姆通公司的SIM900a作为GSM模块，用于发送报警信息。
1系统结构和硬件设计
本文采用的STC89C52RC单片机具有8k字节的闪存，512字节的RAM，32位I/O端口，看门狗定时器，三个16位定时/计数器，四个外部中断，1至7个矢量化的4级中断结构(与传统的51单片机结构兼容)，全双工串行端口。
1.1单片机最小系统
单片机最小系统如图1所示。对51系列单片机来说，一个最小系统一般通常包括单片机?晶振电路以及复位电路三个部分。单片机的复位电路类似于计算机的重新启动功能，当单片机系统工作时，如果程序由于环境原因而发生异常，按下复位按钮后程序将从头开始自动重启。晶体振荡器等效于一个通过并联连接电容器和电阻器以及串
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联电容器而构成的两端网络。
图1单片机最小系统
1.2GSM模块
GSM模块主要用于在单片机的控制下及时向用户进行信息发送。单片机上的P3.0和P3.1引脚连接到与GSM模块相对应的串行通信口TX及RX引脚上。单片机STC89C52通过串口向GSM模块发送相应的指令进而控制GSM模块的行为，警报功能是通过感应式或按键触发将警报信息发送给指定用户来实图2GSM模块电路现的。GSM模块电路如图2所示。
1.3震动感应模块
振动感应模块由电压比较器LM393和振动开关SW18010P共同组成。LM393的AC及IN均为低电平，当发生震动时，震动开关变为闭合状态，电路导通，LM393的2号引脚从高电平转变成低电平信号，LM393发现AC电平小于IN脚的电平后，OUT脚会输出高电平给单片机，从而实现振动检测功能，电路1脚即OUT口接在单片机P0.6口。
图2GSM模块电路
1.4蜂鸣器模块与LED模块
当检测到震动后，单片机接收到LM393的信号，单片机的P0.4口输出低电平给蜂鸣器模块，此时三极管导通，蜂鸣器就可以发出声音，设计中还给出了三个不同颜色的LED来显示整个电路系统的当前状态，分别接在P2.0，P2.2，P2.5这三个引脚。
1.5按键电路
按键电路由3个按键组成，K1，K2，K3分别用来布防?撤防以及手动发送短信，分别接在单片机的P1.0-P1.2口上。
2系统软件设计
本设计使用GSM模块来实现信息传输，系统主要由检测振动信号?报警功能和LED及蜂鸣器报警电路组成。在紧急情况下自动感应或手动触发按钮时，通过震动感应来持续监测并及时触发警报功能，并且GSM网络模块用于将存储在单片机上的警报信息以短消息的形式传输到预设的手机号码，及时获取警报信息，可以有效减少用户损失。
2.1AT指令及格式
为了实现电动车振动报警功能，单片机存以接收报警信息用户的手机号码和报警消息的内容，并通过单片机向GSM模块发送预定的命令，控制GSM模块向手机用户发送存储的短信。AT命令主要用于控制解调器的响应，拨号和其他功能。GSM调制解调器实际上是使用GSM移动通信系统的调制解调器，因此，GSM调制解调器的控制也是AT命令。在GSM模块发送报警信息时，GSM模块的工作方式的设置比较简单，可以直接通过单片机向和GSM模块连接的串口缓冲区写入相应的AT命令来设置GSM模块的的工作状态，然后从单片机存储中读取要接收报警的手机号码和报警信息内容，把它们写入串口缓冲区完成短信的发送。
AT命令集是调制解调器通信接口的行业标准，而AT命令是调制解调器可以识别和执行的命令。AT命令非常易于掌握，可以配置调制解调器，使用通讯软件与远程系统通讯并拨叫电话或接听电话。
AT命令的基本格式为AT+不同的符号可以构成不同的命令，符号后添加预设的指令可以实现不同的功能。从命令的不同使用方式来区分，AT命令可以分成为:(1)测试命令在AT后添加“=”即可构成测试命令的形式;(2)读取命令在AT后添加“?”即可构成读取命令的形式;(3)执行命令在AT指令后加上“=”及命令参数即可。还有一些命令没有参数就可以直接运行，比如“AT+CMGR”。
2.2GSM短信编码方式
当前，SIM900a通常用于发送短消息的编码方法是文本和PDU(协议数据单元)模式。文本模式下发送和接收文本消息的代码相对简单，应用程序也非常简单，但主要缺点是TEXT模式下无法发送和接收中文消息。PDU模式不仅发送和接收英文消息，还可以发送和接收中文消息。PDU模式可以使用三种编码方法:7位，8位和UCS2编码。7位编码用于传输纯ASCII字符，并将一串7位字符(最高位为0)编码为8位数据。所有8个字符都可以压缩为7到8位编码，通常用于发送数据消息(例如图片和铃声)，而UCS2编码用于发送Unicode字符。PDU字符串中的用户信息段的最大容量为140字节，因此在这三种编码模式下可以发送的短消息中的最大字符数分别为160?140和70。PDU模式将一个英文字符，一个中文字符以及一个数据字节全部计为一个字符。
2.3GSM模块程序编写
通过编写单片机P3.0和P3.1组成的UART串口与GSM模块的串口通信程序，从而实现单片机对GSM模块的控制。在了解了GSM模块中常用的AT指令后，就可以编写SIM900a的程序了。此设计中使用的命令为“AT+CMGF=1\r\n”，它的功能是选择了文本格式用来发送短信。其次“AT+CSCS=“UCS2\”\r\n“命令的功能是获取并设置电话的当前字符并将其设置为UCS2格式。
2.4GSM模块测试在测试GSM模块时，需要使用GSM模块测试软件。将SIM卡插入到SIM900a的卡槽中，把GSM模块的串口通过串口线连接在电脑上，选择对应的端口及波特率，输入要接收短信的号码以及发送的短信内容。点击开始监听就可以观察到SIM900a的初始化等AT指令，点击发送短信即可完成测试，接收到内容为“西航”的短信。
3结语
本系统通过连接设计好的各部分模块，成功实现了电动车在发生震动时采用短信报警的功能。整个系统具有成本低，灵敏度高等特点，能够改善电动车的防盗功能，有效降低电动车失窃案件的发生。