一种基于GSM的电动车电池防盗报警装置的设计
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作者:林海翔
摘要：针对生活中经常发生的电动车电池被盗情况，该文设计了一种新型电动车电池防盗报警装置。该报警装置通过搭建断电检测电路模型，利用STC89C51单片机、GSM通信模块以及断电信号检测模块组成防盗报警器。一旦检测到电动车电池被盗，该装置立即发出声音报警，同时向车主手机拨打电话进行远程报警，从而实现了近距离和远程双重报警，确保车主能够第一时间发现并及时采取有效措施防止电池被盗。
关键词：GSM模块;电动车电池;防盗报警;STC89C51单片机
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）36-0141-03
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
目前，电动车因其方便快捷已经成为人们生活中重要的交通工具。但是，时有发生的电动车被盗的情况，特别是电动车电池被盗给广大车主带来了一定的经济损失，同时也给社会治安带来了不利影响。虽然现在绝大多数电动车都自带有报警器，一旦有人触碰到车产生振动时都会发出声音报警。但如果在比较偏僻的地方或者车主不在时这种声音报警是很难发挥作用的。因此，需要设计一种新型报警装置，即便在无人的地方也能通过拨打车主电话进行远程报警，实现电动车电池可靠防盗。因此，本文探索从电路设计入手实现在电动车电池被盗时及时拨打车主电话进行报警，车主就能第一时间发现并可以及时采取有效措施。本文设计了一种电动车电池断电检测电路，实时监测电动车电池是否被盗，发现电池被盗后向单片机发出报警信号，而后由单片机向SIM900AGSM/GPRS模块发出拨号报警指令，最后通过GSM执行模块拨打电话及时告知车主[1]。
1 总体方案设计
本设计主要采用了软硬件结合的方法，搭建了电动车电池断电报警器总体设计框架，设计了电动车电池断电检测电路，深入研究了用于远程通信的GSM模块。该系统电源部分由两节1.5V干电池串联构成，实现了独立供电。电动车电池断电检测电路的正负极分别与电动车电池正负极两端相连，检测电路输出端与STC89C51单片机信号输入引脚相连，当电池被盗时，检测电路与电池断开，并向单片机发送低电平报警信号。单片机接收到报警信号后向GSM模块发出拨号报警指令，最后由SIM900AGSM模块拨打车主电话进行远程报警，车主第一时间收到报警信息并及时采取有效措施防止电动车电池被盗[2]，图1为其总体设计框图。
2 硬件设计
2.1 断电检测电路模块的搭建
目前市面上常见的电动车电池电压为48V、60V、72V三种，本文以48V电池为例进行研究。断电检测电路主要由LA7806模块、电源、三极管等电子元器件组成，断电检测电路采用三端稳压器LA7806作为变压器，该装置将48V直流电转化为5 V直流电后连接到三极管基极。当电动车电池与检测电路相连时，回路上的电流会流过三极管基极，而集电极端没有电流流过，此时检测电路输出高电平。而当电动车蓄电池被盗时，检测电路与电池断开，回路上没有电流，三极管基极截止，电流从集电极端流过，此时检测电路输出低电平。断电检测电路实时检测电动车电池与检测电路是否连接完好，并将相应的高低电平信号输出至单片机的P1.7引脚，图2为电动车电池防盗报警器原理图[3]。
2.2 GSM模块
本设计所用的GSM拨号报警装置选用上海芯讯通SIMCOM公司的SIM900AGSM模块，该模块硬件部分主要由GSM基带处理器、闪存、GSM射频模块、接口和电源模块组成，工作电压一般为直流3.3V～5V，采用SMT贴片形式封装。该模块功耗低，处于待机模式下的工作电流低于18mA，处于休眠模式下的工作电流更是小于2mA。该模块内嵌TCP/IP协议，采用标准化接口，支持频段900MHz/1800MHz，能以低功耗模式传输语音、短信和数据信息。具有功耗低、性价比高、性能稳定、结构紧凑等优点，适用于电动车电池24h防盗监测报警。
2.3 AT指令对GSM模块的访问
AT指令通常用于终端模块与PC机之间的连接和通信。每条AT命令行以回车作为结尾，只能包含1条AT指令、响应或上报以回车换行结尾。
系统设计时，首先由PC主机访问SIM900AGSM通信模块，实现用户与系统间的双向通信。PC主机对SIM900A通信模块的访问是多方面的，本设计中主要包括通信握手、拨打电话等，这些访问操作要借助于SIM900A模块的AT指令来完成，具体操作如下。
1）设置波特率。第一次使用时，要将波特率设为9600，具体操作指令是AT+IPR=9600;如果PC主机收到OK信号后，下一步是保存所设定的波特率，具体操作指令是AT&W;当PC主机再一次收到OK，表明波特率9600已经保存成功。
2）通信握手。波特率设置好后，主机需与GSM模块连机在9600波特率下通过串口发送指令ATE1&W＼r＼n开回显，而后发送指令AT＼r＼n，如果回AT＼r＼n，同时回OK，表示握手成功。
3）ATD拨号命令。该命令用于设置拨号和传真呼叫。本设计中GSM模块用来拨打车主手机进行远程报警，于是将ATD命令设置为ATD+15861XXXXXX（车主手机）。
4）ATA接电话。
5）ATH挂机命令。
3 软件设计
3.1主程序设计
电动车电池防盗报警装置软件设计流程如图3所示。软件部分采用C语言编程，主函数为电动车电池防盗检测及报警程序，子函数为拨号函数和挂机函数。系统通电按下启动开关后先进行串口、定时器初始化，然后回路断电检测模块实时检测电路通断情况，再经信号放大电路传送给89C51单片机。当检y到回路、断路时，检测模块将低电平发送给89C51单片机，当主控模块接收到低电平报警信号时立即进行分析，确认有效后发送高电平驱动蜂鸣器发出声音报警，同时发送拨号指令给SIM900A执行模块拨打车主电话进行远程报警。
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