張教卿　李棒　高然

[摘要]GSM通信技術是基于GSM網絡覆蓋率高、傳輸特性好、安全性能高的優(yōu)勢廣泛應用于通信、物流等行業(yè)。隨著車輛盜竊案件的激增，及時、便捷地通知車主車輛的實時信息成為當下的迫切需要。文章采用SIM908芯片設計了簡易可行的智能化短信發(fā)送模塊，通過該模塊實現智能發(fā)送短信的功能，快速通知車主盜竊案件的發(fā)生，極大降低對車主所造成的損失。

[關鍵詞]GSM；SIM908；短信發(fā)送

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550049

模擬蜂窩移動通信業(yè)務自推出后發(fā)展非常迅速，但隨著業(yè)務的激增，在一些經濟發(fā)達的國家和地區(qū)，其通信容量不足的缺點很快顯露出來；同時，隨著計算機和數據終端的廣泛應用，非話數據通信業(yè)務需求日益增多，而模擬蜂窩通信網則無法滿足這種需求。 因此，人們開始尋求一種通信容量更大并適合數據通信的新型移動通信系統(tǒng)，GSM（Global System for Mobile Communications）應運而生。

隨著GSM網絡的迅速普及和移動通信技術的飛速發(fā)展，新技術和新業(yè)務的開發(fā)與應用已提到十分重要的位置。利用GSM網絡作為無線智能監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸媒介是一種非常有效的方法，其原理簡單，安全保密性高，又不需要組建專用網絡和對網絡進行維護，加上GSM網絡覆蓋面廣，因此與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著獨特的優(yōu)勢。[1]其中，GSM模塊是繼GSM手機外一種相當可靠的移動通信系統(tǒng)的終端設備，服務了數以萬計的行業(yè)客戶。而隨著消費水平的快速提高，國內汽車的數量也在呈幾何增長，但是如今社會上的車輛盜竊案件也隨之快速增長，嚴重制約了相關行業(yè)的深入發(fā)展。國外對車輛防盜終端設備的研究已經相對成熟，日本、德國、法國、俄羅斯等國家都已紛紛投入使用類似車輛防盜系統(tǒng)。而目前國內的自動化防盜終端也正在起步，但是防盜效果并不盡如人意，其低有效性、高成本仍不適宜在當下的經濟體系下發(fā)展。武漢理工大學研究生岳永賢提出一種以單片機為核心處理器，配合其他器件以實現自動監(jiān)控、自動發(fā)送短消息發(fā)送功能的系統(tǒng)結構。該文基于GSM技術設計的短信發(fā)送模塊能向指定目標智能發(fā)送短信，有效地解決了目前車輛盜竊案件通知環(huán)節(jié)中存在的監(jiān)控不自動、通知不及時、成本較高等缺陷，實現了車輛防盜流程中的智能通知，快速使車主了解目前的車輛狀況，降低盜竊損失，提高了其工作效率，具有很大的社會意義。

GSM防盜報警系統(tǒng)利用全球GSM短信息數據傳輸模式及語音功能平臺完成智能數據遠程傳輸及控制報警，該主機集家庭、商店、辦公場所安全電器控制、私家車遠方監(jiān)控等智能家居功能為一體，由于GSM全球無線移動通信網絡信號覆蓋面積廣，真正實現了低價優(yōu)質的超遠距離方便、靈活的智能無線控制及報警，解決了固定電話或有線寬帶網絡有線報警的局限性。

1全自動車輛防盜系統(tǒng)構成

全自動車輛防盜系統(tǒng)由MCU主控模塊、GSM通信、WIFI傳輸、影像采集、顯示模塊等模塊構成。系統(tǒng)主控采用屬于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片由意法半導體（ST）公司出品，其內核是Cortex-M3的主控芯片?？刂葡到y(tǒng)的工作如下圖所示。

全自動車輛防盜系統(tǒng)結構

其中，MCU主控模塊采用C語言編程（具有簡單、高靈活性），是系統(tǒng)的核心模塊，控制與傳感網絡之間的數據通信，以及對常規(guī)生理指標檢測的各種傳感器的模數轉化。紅外監(jiān)控模塊：利用紅外傳感器同時檢測車外和車內，利用感應的先后順序分析是否有可疑人員從車外進入。如發(fā)現可疑人員從車外進入則檢測到并發(fā)出報警，及時通知用戶且搜集證據。WIFI模塊可將通過攝像頭采集的圖像高速無線傳輸到主控模塊達到實時處理與輸出；GSM通信模塊可向指定人員智能發(fā)送提醒短信，從而實現對車主或特定人員的及時通知提醒；顯示模塊包括TFT顯示，手機終端的顯示及計算機的終端顯示以及數據的及時保存。 把采集到的車內的圖像信息通過TFT進行實時顯示。車內的攝像圖像通過手機終端通過查尋云端數據進行實時的顯示。多個模塊構成了一個相對完整的人機交互性的車輛防盜系統(tǒng)，滿足用戶的需求，體現系統(tǒng)的自動化與人性化。

在整個全自動車輛防盜系統(tǒng)的設計開發(fā)當中，GSM通信技術占據了舉足輕重的地位。MCU主控模塊的圖像傳輸基礎功能，通過串口通信與其進行AT指令的傳輸，完成向指定人發(fā)送短信 （彩信）， 很好地實現了系統(tǒng)的智能短信（彩信）通知，使車主在最短時間能得知汽車所發(fā)生的盜竊事故，很大程度上減少了車主的損失。在整個系統(tǒng)中，GSM通信發(fā)送技術起到了無可代替的作用。針對目前車輛盜竊事故頻繁發(fā)生且損失金額巨大的現狀，GSM通信發(fā)送技術的存在使快速、便捷地通知車主成為可能，最大程度上減輕了車主的損失，從而實現了自動化與人性化的車輛防盜。

2SIM908模塊詳細設計

21模塊功能需求

在全自動車輛防盜系統(tǒng)的設計開發(fā)中，需要一種無線通信模塊來銜接車輛和車主，而從功能和可靠性看，沒有一個無線網可以與移動通信網絡相比擬。[2]而短消息業(yè)務是移動通信網絡上提供的一種基本無線業(yè)務，是GSM系統(tǒng)中唯一的需要建立端到端信道的業(yè)務，是信息在移動網絡上儲存和轉寄的過程。[3]相對于采用集群通信、CDPD網、有線MODEN或者電話撥打來實現通信，GSM通信技術具備的隨時在線、價格便宜、無須撥號、覆蓋范圍廣等優(yōu)點更為市場所青睞。

22核心芯片選型

全自動車輛防盜系統(tǒng)的設計開發(fā)當中，采用SIM908模塊來支撐GSM通信技術。SIMCom推出的SIM908結構緊湊，且屬于雙頻GSM/GPRS模塊，完全采用了SMT封裝形式，滿足了本系統(tǒng)設計開發(fā)需求。SIM908采用了工業(yè)標準AT命令接口，其工作于GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900四種工作模式，可以低功耗實現語音、SMS、數據和傳真信息的傳輸、提供短信息服務等功能。[4]此外，相對于其他款無線模塊，SIM908的設計更簡單方便、運行更穩(wěn)定、抗干擾能力更強，能處理大量信息，同時短信內容支持文本和PDU兩個模式，其SLEEP模式下的10mA的電流更是體現了低功耗、省電技術。

23模塊硬件設計

SIM908模塊對其供電電壓較為敏感，電壓范圍一般在35～48V，非典型固定電壓，而且其瞬間電流可以達到2A。因此可以通過最大電流達到5A的TPS5450電源管理芯片將電平轉化為40V左右，同時為了增強模塊電源抗干擾能力，在VBAT供電芯片輸出端加電容濾波。模塊在整個系統(tǒng)使用時要隨時保持開機狀態(tài)，故把POWERKEY引腳單獨引出由單片機IO口控制其高低電平來實現開機和休眠，達到低功耗的效果。SIM908模塊與單片機由RXD和TXD引腳來實現串口通信，當STM32單片機執(zhí)行到需要短信發(fā)送這個環(huán)節(jié)之前，SIM908都處于待命狀態(tài)，一旦SIM908模塊接收到串口通信傳來的完整AT指令，模塊便自動發(fā)送短信給指定人。

24模塊軟件設計

短信發(fā)送模塊利用單片機的串口通信，在使用前必須先對單片機串口通信進行初始化。串口通信發(fā)送程序相關關鍵代碼如下：

void USART1_Send_Hex（unsigned char Hex）

{

USART_SendData（USART1，Hex）；

while（USART_GetFlagStatus（USART1，USART_FLAG_TXE）[FY=]RESET）；

}

當系統(tǒng)需要進行短信發(fā)送操作時，SIM908模塊讀取到了“AT”的指令，實現其自身同步并發(fā)送反饋信號“OK”，再接收其他相關AT指令來設置短信的文本、通信模式，然后等待SIM908模塊接收轉化為UNICODE碼的手機號和短信內容的AT指令后，短信便可以發(fā)送，從而成功完成對整個短信發(fā)送模塊的操作。

3結論

本文通過硬件、軟件的設計來實現GSM通信技術，經調試最終能使模塊快速、穩(wěn)定、準確地發(fā)送短信給指定人，并將GSM通信發(fā)送模塊應用在全自動車輛防盜系統(tǒng)當中，實時性極高。經實踐總結，SIM908這款模塊在系統(tǒng)中的使用既方便又穩(wěn)定，完全滿足系統(tǒng)在短信技術上的需求。全自動車輛防盜系統(tǒng)在盡可能地利用好了GSM通信技術的同時，也解決了車輛和車主之間通知環(huán)節(jié)的鏈接問題，大大降低了盜竊所造成的損失，也體現了本系統(tǒng)的自動化和人性化。

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