一種基于GSM的電動車電池防盜報警裝置的設計

林海翔

摘要：針對生活中經常發生的電動車電池被盜情況，該文設計了一種新型電動車電池防盜報警裝置。該報警裝置通過搭建斷電檢測電路模型，利用STC89C51單片機、GSM通信模塊以及斷電信號檢測模塊組成防盜報警器。一旦檢測到電動車電池被盜，該裝置立即發出聲音報警，同時向車主手機撥打電話進行遠程報警，從而實現了近距離和遠程雙重報警，確保車主能夠第一時間發現并及時采取有效措施防止電池被盜。

關鍵詞：GSM模塊;電動車電池;防盜報警;STC89C51單片機

中圖分類號：TP311? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）36-0141-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

目前，電動車因其方便快捷已經成為人們生活中重要的交通工具。但是，時有發生的電動車被盜的情況，特別是電動車電池被盜給廣大車主帶來了一定的經濟損失，同時也給社會治安帶來了不利影響。雖然現在絕大多數電動車都自帶有報警器，一旦有人觸碰到車產生振動時都會發出聲音報警。但如果在比較偏僻的地方或者車主不在時這種聲音報警是很難發揮作用的。因此，需要設計一種新型報警裝置，即便在無人的地方也能通過撥打車主電話進行遠程報警，實現電動車電池可靠防盜。因此，本文探索從電路設計入手實現在電動車電池被盜時及時撥打車主電話進行報警，車主就能第一時間發現并可以及時采取有效措施。本文設計了一種電動車電池斷電檢測電路，實時監測電動車電池是否被盜，發現電池被盜后向單片機發出報警信號，而后由單片機向SIM900AGSM/GPRS模塊發出撥號報警指令，最后通過GSM執行模塊撥打電話及時告知車主[1]。

1 總體方案設計

本設計主要采用了軟硬件結合的方法，搭建了電動車電池斷電報警器總體設計框架，設計了電動車電池斷電檢測電路，深入研究了用于遠程通信的GSM模塊。該系統電源部分由兩節1.5V干電池串聯構成，實現了獨立供電。電動車電池斷電檢測電路的正負極分別與電動車電池正負極兩端相連，檢測電路輸出端與STC89C51單片機信號輸入引腳相連，當電池被盜時，檢測電路與電池斷開，并向單片機發送低電平報警信號。單片機接收到報警信號后向GSM模塊發出撥號報警指令，最后由SIM900AGSM模塊撥打車主電話進行遠程報警，車主第一時間收到報警信息并及時采取有效措施防止電動車電池被盜[2]，圖1為其總體設計框圖。

2 硬件設計

2.1 斷電檢測電路模塊的搭建

目前市面上常見的電動車電池電壓為48V、60V、72V三種，本文以48V電池為例進行研究。斷電檢測電路主要由LA7806模塊、電源、三極管等電子元器件組成，斷電檢測電路采用三端穩壓器LA7806作為變壓器，該裝置將48V直流電轉化為5 V直流電后連接到三極管基極。當電動車電池與檢測電路相連時，回路上的電流會流過三極管基極，而集電極端沒有電流流過，此時檢測電路輸出高電平。而當電動車蓄電池被盜時，檢測電路與電池斷開，回路上沒有電流，三極管基極截止，電流從集電極端流過，此時檢測電路輸出低電平。斷電檢測電路實時檢測電動車電池與檢測電路是否連接完好，并將相應的高低電平信號輸出至單片機的P1.7引腳，圖2為電動車電池防盜報警器原理圖[3]。

2.2 GSM模塊

本設計所用的GSM撥號報警裝置選用上海芯訊通SIMCOM公司的SIM900AGSM模塊，該模塊硬件部分主要由GSM基帶處理器、閃存、GSM射頻模塊、接口和電源模塊組成，工作電壓一般為直流3.3V～5V，采用SMT貼片形式封裝。該模塊功耗低，處于待機模式下的工作電流低于18mA，處于休眠模式下的工作電流更是小于2mA。該模塊內嵌TCP/IP協議，采用標準化接口，支持頻段900MHz/1800MHz，能以低功耗模式傳輸語音、短信和數據信息。具有功耗低、性價比高、性能穩定、結構緊湊等優點，適用于電動車電池24h防盜監測報警。

2.3 AT指令對GSM模塊的訪問

AT指令通常用于終端模塊與PC機之間的連接和通信。每條AT命令行以回車作為結尾，只能包含1條AT指令、響應或上報以回車換行結尾。

系統設計時，首先由PC主機訪問SIM900AGSM通信模塊，實現用戶與系統間的雙向通信。PC主機對SIM900A通信模塊的訪問是多方面的，本設計中主要包括通信握手、撥打電話等，這些訪問操作要借助于SIM900A模塊的AT指令來完成，具體操作如下。

1）設置波特率。第一次使用時，要將波特率設為9600，具體操作指令是AT+IPR=9600;如果PC主機收到OK信號后，下一步是保存所設定的波特率，具體操作指令是AT&W;當PC主機再一次收到OK，表明波特率9600已經保存成功。

2）通信握手。波特率設置好后，主機需與GSM模塊連機在9600波特率下通過串口發送指令ATE1&W＼r＼n開回顯，而后發送指令AT＼r＼n，如果回AT＼r＼n，同時回OK，表示握手成功。

3）ATD撥號命令。該命令用于設置撥號和傳真呼叫。本設計中GSM模塊用來撥打車主手機進行遠程報警，于是將ATD命令設置為ATD+15861XXXXXX（車主手機）。

4）ATA接電話。

5）ATH掛機命令。

3 軟件設計

3.1主程序設計

電動車電池防盜報警裝置軟件設計流程如圖3所示。軟件部分采用C語言編程，主函數為電動車電池防盜檢測及報警程序，子函數為撥號函數和掛機函數。系統通電按下啟動開關后先進行串口、定時器初始化，然后回路斷電檢測模塊實時檢測電路通斷情況，再經信號放大電路傳送給89C51單片機。當檢測到回路、斷路時，檢測模塊將低電平發送給89C51單片機，當主控模塊接收到低電平報警信號時立即進行分析，確認有效后發送高電平驅動蜂鳴器發出聲音報警，同時發送撥號指令給SIM900A執行模塊撥打車主電話進行遠程報警。

主程序部分代碼如下：

sbit key1 = P0^0; //撥打電話

sbit key2 = P0^1; //掛斷電話

sbit led2 = P1^1; //指示燈

sbit buff = P1^4; //蜂鳴器

sbit IGT = P2^4; //點火信號

char code num[]="158613XXXXX";? //定義要撥打的電話號碼

void Serial_Init（void）;? //聲明串口初始化函數

void GSM_Call（unsigned char *num）; //聲明撥打指定電話函數

void GSM_Hang（void）;? //聲明掛電話函數

void Delay_ms（unsigned int time）; //聲明延時函數

unsigned char a=0;

void main（void）

{

Serial_Init（）; //調用串口初始化函數

TI = 1;

IGT=0;

while（1）

{

if（key2==0）

{

Delay_ms（1000）;//延時1s

GSM_Hang（）;//掛斷電話

Delay_ms（1000）;//延時1s

buff =0; //蜂鳴器停止

Led2=0;//指示燈滅

a=0;

}

if（a==0）

{

if（key1==0）

{

if（key2==1）

{

Delay_ms（1000）;//延時1s

GSM_Call（num）;//撥打車主電話

Delay_ms（1000）;

buff =1; //蜂鳴器響起

Led2=1;//指示燈亮

a=1;

}

}

}

}

}

3.2 GSM撥號報警程序

本次設計采用SIM900A作為撥號模塊，系統中對SIM900A模塊的控制及報警指令都是由特定字符串命令實現的。這里以向指定手機撥打報警電話為例作簡要說明，假定158613XXXXX為指定號碼，首先使用AT指令發送“AT+IPR=9600;”設置波特率為9600，等收到SIM900A回復OK后，再發送“ATD+15861XXXXXX（車主手機）”設置需要撥打的用戶手機號，等待模塊應答返回OK即可。撥號指令通過調用撥號函數void GSM_Call（ ）實現。

撥號程序部分代碼如下：

char code num[]="158613XXXXX"; //定義要撥打的電話號碼

void GSM_Call（unsigned char *num）

{

printf（"ATD"）;

printf（"%s;＼n"，num）;

Delay_ms（100）;

}

掛機程序部分代碼如下：

void GSM_Hang（void）

{

printf（"ATH＼n"）;

Delay_ms（100）;

}

4 系統調試

首先將電動車停好，拔下鑰匙，接下來按下報警裝置“設防”開關。當電動車電池未被取出時回路有電，斷電檢測電路指示燈亮綠色，系統不觸發報警。若電動車電池被取出時回路斷電，綠色指示燈熄滅，紅色指示燈點亮，系統觸發報警，蜂鳴器發出響亮的聲音報警，同時通過GSM模塊向指定手機終端撥打報警電話，大約10s后車主手機接收到報警電話，電動車防盜報警裝置的實物圖如圖4所示。

5 結語

該電動車電池防盜報警裝置主要由斷電檢測電路、89C51單片機、GSM模塊、揚聲器等組成，報警器有“設防”和“撤防”兩種工作模式。車主正常使用電動車時，可通過遙控鑰匙按下“撤防”鍵，報警器斷電，處于撤防模式;當車主離開時，按下遙控鑰匙上的“設防”鍵，便報警器通電，處于報警工作模式，這樣可以有效避免誤報的情況。由于采用穩定、高效的GSM 移動網絡，該報警裝置智能化程度高、性能穩定可靠、保護效果好，具有較好的應用價值。

參考文獻：

[1] 唐海洲，姚運剛，楊偉，等.電瓶車的智能防盜跟蹤系統[J].電子測試，2019（8）：22-23.

[2] 張啟帆，王哲.基于GPS與GSM的電動車智能防盜系統[J].電子制作，2018（9）：33-34.

[3] 唐心瑤，鄭萬健，周晨璨.基于GPS的電動車被盜追蹤系統的設計與實現[J].科技視界，2016（15）：277-278，292.

【通聯編輯：朱寶貴】