应用GPS和GSM的智能防盗报警系统
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≤》 Ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
应用ＧＰＳ和ＧＳＭ的智能防盗报警系统
汪子朝，叶建芳
（东华大学信息、科学与技术学阮，上海２０１ ６２０）
摘要：运用ＧＳＭ和ＧＰＳ技术，开发了基于ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ０８Ｓ２单片机控制器的物品安全报警系统 、
通过上位机设置物品放置的原始位置，当物品被移动的距离超过１０ ｍ时，将向设定的手机号码发送
短信（短信内容可由物主自由设置）并报警，同时定时向该手机发送该物品的位置信息 、物主也可随
时发送特定命令的短信给系统，系统就会返回物品的位置信息 、物主通过发送带密码的短信到系统
的ＳＪＭ卡号，表明是自己移动的物品，从而减少错误报警，节约短信费用
关键词：ＧＰＳ；ＧＳＭ通信；安全报警系统
中图分类号：ＴＮ９２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—７７２０（２０ｌ３）０８—００８２—０３
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ Ｏ１３ Ｇ ＰＳ ａｎｄ ＧＳＭ
Ｗａｎｇ Ｚｉｚｈａｏ，Ｙｅ Ｊｉａｎｆａｎｇ
（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０ １ ６２０，Ｃｌｆｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＰＳ ａｎｄ ＧＳＭ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｋｎｏｗ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ
ｉｔｅｍｓ，ｌｉｋｅ ｃａｒ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｔｅｍ ｉｓ ｓｔｏｌｅｎ ｔｅｎ ｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌｌ ｓｅｎｄ ｍｅｓｓａｇｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｈｍｇｉｔｕｄｅ．１ａｔｉｔｕｄｅ ａｈｉｔｕｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｅｌｌｐｈｏｎｅ ｂｙ ＧＳＭ．Ｔｈｅ ｍｅｓｓａｇｅ ａｌｓｏ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｔ ｂｙ ｔｉｌｅ ＯＷｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｉｔｅｍ．Ｔｈｅ ｏｗｅｒ ｃ，ａｎ ｓｅｎｄ ｃｅｒｔａｉｎ ｎｌｅｓｓａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ
ｋｎｏｗ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｔｅｍ ｗｈｅｎｅｖｅｒ ａｎｄ ｗｈｅｒｅｖｅｒ．Ｔｈｅ ｏｗｅｒ（：ａｎ ｓｅｎｄ ｃｅｒｔａｉｎ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓ、 ｓｔｅｌｎ ｗｈｅｎ ｈｉｍｓｅｌｔ ｌｎｏｖｅ ｔｈｅ ｉｔｅｍ，ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｏｎ’ｔ ｓｅｎｄ ｍｅｓｓａｇｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ＧＳＭ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｌａｒｍ ｓｙｓｔｅｍ
贵重物品安全问题一直是困扰人们的～个难题。人
们外出时总是担心家里重要物品是否丢失，尽管远程视
频监控技术日益成熟，但是针对控制器的要求很高、视频
传输速度慢、成本高等问题还是让人望而却步。基于远
程视频监控技术，只能知道物品丢失了，但物品究竟去
了何方？又该如何寻找？本文运用ＧＰＳ和ＧＳＭ技术完成
了基于ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ０８Ｓ２单片机控制器的物品安全报警系
统的开发。该系统可在贵重物品移动超出一定范围时发
出警告，并能监控贵重物品的行踪，为贵重物品的安拿
监控提供了一种便捷可靠的解决方案。
１系统目标
初次记录物品（汽车、保险箱等）所在地点的地理位
置，包括经度、纬度和海拔高度。物品的坐标由ＧＰＳ模
块提供，以此经度、纬度和海拔高度作为物品的基坐标，
并将此坐标通过上位饥软件存储，当物品的位置发生移
动时，控制器将计算移动的距离，距离超过某一设定值
（例如１０ Ｉｌ１）时，通过ＧＳＭ模块向物主发送短信，并且每
８２ 隔一定的时间向物主于机发送物品当前位置的坐标，为
追旧物品提供引导，物主 可通过发送特定的信息，排
除其移动物品所引发的报警。 ２系统设计
该监控系统的设汁包括硬件和软件阴部分。硬件部
分由电源、ＧＰＳ模块、ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ０８Ｓ２单片机、ＴＣ３５模块
构成。图ｌ给出了系统硬件部分的结构榧图，（；ＰＳ负责
接收物品位置信息，单片机负责将ＧＰＳ信息解码与计‘
算，进而控制整个系统，ＴＣ３５负责将各种信息发送剑ｒ１ 标手机．．
Ｖ直流电输入
５ Ｖ转３．３ Ｖ降压电路
ＧＰＳ ＳＴＣＩ２Ｃ５Ａ０８Ｓ２￣ＵＡ）『７ｉ；Ｚ ； ，ｆ ｆ Ｌ
图ｌ系统结构框
《微型机与应用》２０１３年第３２卷
第８期 Ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
５１单片机作为核心来控制ＧＰＳ和ＧＳＭ模块。ＧＰＳ
接收到的经度、纬度等地理信息通过串口传输到５１单
片机，物品最初的地理信息经ＧＰＳ接收、上位机软件设
置作为参照信息存储到单片机的Ｆｌａｓｈ中，同时上位机
将目标手机号码、要发送的短信内容发送给单片机进行
存储，单片机将每次接收到的地理信息解码，与参照地
理信息对比算出距离，两者相差１０ ｍ时，则单片机通过
另外一个串口向ＧＳＭ模块发送ＡＴ指令，向目标手机发
送信息，通知安保人员物品位置被移动，并且将当前物
品的准确位置信息发送给安保人员；安保人员也可以通
过发送特定的字符命令，随时获得物品所在地的地理信
息。ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ０８Ｓ２作为本系统的控制器，具有两个串口
分别与ＧＰＳ、ＧＳＭ通信，芯片ＡＭＳ１１１７将５ Ｖ直流电压
转换为３．３ Ｖ为ＧＰＳ模块供电。芯片ＬＭ２９４１Ｓ将５ Ｖ直
流电压转换为４．２ Ｖ为ＧＳＭ和单片机模块供电。
３ ＧＰＳ通信的实现
ＧＰＳ模块在系统中用来接收物品的地理信息，将这
些信息传送给单片机控制器，方便单片机做计算处理…。
采用台湾鼎新科技的ｒｏｙａｈｅｋ ＬＥ３５７１作为ＧＰＳ模块，该
模块以ＳＩＲＦ３为主芯片。
模块的引脚４和引脚５是标准的１丫ｒＬ接口，可以直
接连接到单片机的ＵＡＲＴ，将ＧＰＳ信息输出到单片机。单
片机对这些信息进行运算处理，再通过ＧＳＭ系统将相关 信息发送到指定的手机。模块输出信息数据每行开头都
是以字符‘￥’作为起始标记，接着是信息类型，最后是
数据，之间以逗号分隔开。一行完整的数据为：￥ＧＰＲＭＣ，
０８０６５５．００，Ａ，４５４６．４０８９１，Ｎ，１２６３９．６５６４１，Ｅ，１．０４５，３２８．４２， １７０８０９…Ａ＊６０。这一串字符中４５４６．４０８９１是经度，
１２６３９．６５６４１是纬度。物品被移动的距离计算原理是：设
第一点Ａ的经纬度为ｆＬｏｎＡ，ＬａｔＡ），第二点Ｂ的经纬度
为（ＬｏｎＢ，ＬａｔＢ），按照０。经线的基准，东经度取正值（Ｌｏｎ．
ｇｉｔｕｄｅ），西经取经度负值（一Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ），北纬取９０一纬度值
（９０－Ｌａｔｉｔｕｄｅ），南纬取９０＋纬度值（９０＋Ｌａｔｉｔｕｄｅ），经过上述
处理后两点的经纬度被记为（ＭＬｏｎＡ，ＭＬａｔＡ）和（ＭＬｏｎＢ，
ＭＬａｔＢ）。根据三角公式，可计算得到Ａ、Ｂ两点的距离：
Ｃ＝ｓｉｎ（ＭＬａｔＡ）ｘｓｉｎ（ＭＬａｔＢ）ｘｃｏｓ（ＭＬｏｎＡ－ＭＬｏｎＢ）＋
ｃｏｓ（ＭＬａｔＡ）ＸＣＯＳ（ＭＬａｔＢ）
距离：ＲＸａｒｃｃｏｓｆＣ）×Ｐｉ／１８０ ｆ１１ ＧＰＳ将地理信息通过ＵＡＲＴ传送给单片机，单片机
根据式（１）计算得到Ａ、Ｂ两点的距离，并将计算结果通
过单片机的ＵＡＲＴ口传送给ＧＳＭ模块，最后将物品移
动距离的信息发送给目标手机。
４ ＧＳＭ在系统中的应用
ＧＳＭ模块ＴＣ３５在系统中接收单片机发送的相关命
令，将需要发送的短信内容发送到指定的手机［３１。ＴＣ３５
可工作在双频（９００／１８００），电源范围为直流３．３～４．８ Ｖ，
电流消耗在休眠状态时为３．５ ｍＡ，空闲状态时为２５ ｍＡ，
《微型机与应用》２０１３年第３２卷第８期 发射状态时为３００ ｍＡ（平均），峰值２．５ Ａ；可传输语音和
数据信号，功耗在ＥＧＳＭ９００（４类）和ＧＳＭ１８００（１类）分别 为２ Ｗ和１ Ｗ，通过接口连接器和天线连接器分别连接
ＳＩＭ卡读卡器和天线。ＳＩＭ卡电压为３ Ｖ／１．８ Ｖ，带有ＴＴＬ
电平输入输出，可选波特率为３００ ｂ／ｓ～１１５ ｋｂ／ｓ，自动波
特率为１．２ ｋｂ／ｓ￣１１５ ｋｂ／ｓ。它支持Ｔｅｘｔ和ＰＤＵ格式的短
消息ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ），可通过ＡＴ命令或关断
信号实现重启和故障恢复。可直接连接到单片机串口，
通过串口向ＴＣ３５发送命令就可以实现打电话和发短信
的功能。ＴＣ３５通常的外围电路设计如图２所示，管脚
１～５是电源引脚，接４．２ Ｖ电压；６—１０脚接地；１５脚是
启动引脚，此引脚保持５０ ｍｓ低电平触发，就可启动
ＴＣ３５；１８脚和ｌ９脚是ＵＡＲＴ，用来与ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ０８Ｓ２单
Ｖ
ＧＮＤ
Ｒ１ ＧＳＭＲＸＤ
面
１ ｋｎ
ＧＮＤ ＴＣ３５
１１ ＰＯＷＥＲ １２ ＰＯＷＥＲ
ｖＤＤ ＢＡＴ ＴＥＭＰ ＧＴ １５ ＩＧＴ １６ ＤＳＲ０ １７ ＲＩＮＧ０
— ＲＸＤ０ ＴｘＤｏ ２０ＪＣＴＳ０
ＲＴｓ０ ＤＴＲ０ ＤＣＤｏ ＬＲ３ ｃｃＩＮ ｃｃＩＮ ３ ｎ ｃｃ ｃｃ１０ ＣＣＩＯ ｃＣＣＬＫ ２＿７ ＪＣＣＣＬＫ ｃｃｖｃｃ ２ｓＪＣＣＶＣＣ ＣＣＧＮＤ—２ ９ ｃｃＧＮＤ ３０ＪＶＤＤＬＰ
ＥＭＥＧＲＯＦＦ ＳＹＮＣ ３．＿￣２ｊＳＹＮｃ
ＧＮＤ ３ＪＥＰＰ
ＥＰＮ２ ３５ｌＥＰＰ１
Ｅ ＰＮ１ ３＿７ ＪＭＩＣＰ１ ３８ＪＭＩＣＮ１ ３９ＪＭＩｃＰ２ ４０ ＭＩＣＮ２
图２ ＴＣ３５外围电路
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