智能防盗系统

谢忠林 黄 虎 郑艳霞 王邦均

成都理工大学信息科学与技术学院 四川成都 610059 

【文章摘要】 

本文简单介绍以MSP430F2132 为主要控制核心的智能防盗系统。该防盗系统的组成包括控制模块、GSM 模块、蓝牙模块和电源部分四个部分。使用时，在手机蓝牙和系统蓝牙连接后，系统进入工作状态，再放入贵重物品中，当贵重物品和手机之间因距离过大断开后，系统会自动向手机发出信息或来电，从而达到防盗的效果。该系统具有易携带、功耗低、实用度高、保密性好等优点。

【关键词】

MSP430 ；GSM ；蓝牙；智能；防盗

0 引言

在消费日益发达的今天，外出购物已逐渐成为人们消遣的一种时尚。然而，在外出的过程中，人们一些贵重物品会出现遗失或者被盗的情况，当发现贵重物品丢失的时，往往都很难再找到了，主要原因就是钱包等贵重物品不会“说话”，不能主动“告诉”用户“我已丢失了！”。

该系统可以在贵重物品遗失或被盗时，在距离超过一定范围后，自动发出“求救信号”，以便通知物品拥有者，告知其以被盗或遗失。同时系统将通过GSM 定位装置来确定装有防盗系统的贵重物品的去向和实时地理位置等相关信息，从而帮助警察迅速破案。

1 系统模块

1.1 电源供电模块

该系统体积很小，以便满足轻巧、便携的设计要求，同时该系统采用锂电池供电，具有供电时间长等特点。

GSM 模块的理论工作电压是4.2V， 而锂电池理论工作电压为3.7V。因此，要达到GSM4.2V 的供电需求，系统需采用TI 的TPS61085 升压芯片。而该系统使用的MSP430F2132 单片机和蓝牙模块的使用电压只有3.3V。因此，该系统用到了TI 的LDO 芯片TPS78233 将电压降至3.3V 为其供电。同时该模块设计了电压检测电路，在电池电压低于工作值时，单片机会触发指令给系统以提醒用户及时充电。

1.2 GSM 模块

(1).GSM: 本系统在实现远程通讯和实时监测方面使用了GSM 模块来完成， GSM 无线通讯模块则选用Siemeils 公司的无线通信模块：TC35。TC35 模块通过UART 串口串联GSM 模块和单片机。要驱动TC35 模块工作需要3.3V—5.5V 的电压，电源容量则需要2A。然而当电源容量不足或者电源纹波偏大的时候，TC35 的工作情况会产生相应波动。因此，需要控制好电压。

(2).SIM 卡接口电路: 模块内部可调控的LDO 可以直接给SIM 卡供电。但CCGND 与SIM 卡的GND 是直接相连， 系统增设了相应的电容，从而降低干扰。同时，系统采用TPD3F303 来消除静电对SIM 卡产生的不良影响，以达到保护系统电路的目的。

1.3 蓝牙模块

蓝牙主要适用于短距离的数据无线传输。本设计系统采用的蓝牙模块是BH3。系统启动后，用户手机蓝牙与系统蓝牙进行配对，配对成功后一直保持，系统处于待机状态，一旦系统远离用户手机一定的距离后，蓝牙断开，同时向单片机反馈信息，经单片机处理信号后向用户发短信报警。

2 软件流程图

图2 软件流程图

当系统通电后，单片机首先进行初始化，然后蓝牙模块、GSM 模块依次进行初始化。在此之后，系统还会检测电池的电量是否满足工作要求，如果有模块出现异常或电量不足以维持系统工作的话，系统会以红灯警示，并在30 秒后关机。当工作条件满足时，系统进入检测蓝牙信号阶段，在与使用者的手机蓝牙相连后，在60 秒内按下工作键，系统都可以进入防盗状态，否则60 秒后系统又会自动关机。系统开始工作后便进入防盗状态，为了节省电量，GSM 模块默认状态是关闭的。单片机会在一个相对较低的频率下反复测试两者蓝牙是否连接正常，如果出现断开情况，系统将“认为”自己遗失了，同时系统启动GSM 模块给手机拨打电话。若无人接听，系统可以继续重拨，系统的重播次数设置为3 次，除此之外，还可以设置一个备用号码，在重复拨打次数超过3 次以后， 可以向该预设号码手机发短信提示物品被盗。在这些过程都完成以后，系统GSM 模块还保持着工作状态，以实现GSM 定位。当然，当ADC 检测到电量低于5% 时， 系统在任何状态下都将关闭蓝牙和GSM， MSP430 单片机则停止工作，所以，在使用的时候，也应该注意电量是否充足。

3 系统测试

电源电压测试：测试之前应先安装锂电池，再打开总开关。用万用表从电池端开始检测各端电压是否正常。贴片电位器会通过TPS61085 芯片将电池电压升压至4.2V。再经过TPS78233 芯片降压、稳压至3.3V。再用示波器测量各端供电电压波动范围，若误差和电压纹波都在正常范围内，则系统满足供电要求。

GSM 通讯功能测试：GSM 模块的供电电压标准为4.2V，轻按（约1 秒）贴片按键，系统开始工作，此时留意LED 灯的变化情况，若LED 灯出现6 秒后亮、6 秒后又熄灭再到75ms 亮、3 秒后又熄灭则表示GSM 模块联网成功。联网成功后，已设定的手机会收到系统成功启动的通知短信。修改通知手机号码、蓝牙设备和密码等信息则可以通过手机AT 指令来完成。

蓝牙配对测试：首先配对手机蓝牙和系统蓝牙，判断配对成功与否可通过观察LED 灯的闪烁状态来判断。当配对成功后系统将转为正常工作状态，此时逐渐增大手机和系统的距离，在超过一定范围后蓝牙会自动断开，单片机控制GSM 模块发向指定号码拨打电话。经测试，本设计满足预期防盗要求。

4 结论

该系统在硬件设计和软件设计上都满足设计要求，实现了系统低成本、易携带、低功耗等设计需求，并且在实际测试中防盗能力突出。因此该系统的发展前景是比较广大的。

【参考文献】

[1] 张鑫. 单片机原理及应用第二版. 电子工业出版社,2010. 

[2] 朱刚, 谈振辉, 周贤伟. 蓝牙技术原理与协议. 清华大学出版社,2002. 

[3] 王华奎, 张立毅, 李鸿燕. 移动通信原理与技术. 清华大学出版社,2009. 

[4] 谭浩强.C 程序设计（第三版）. 清华大学出版社.2007. 

[5] 扬艳琴, 沈建华, 翟骁曙.MSP430 系列16 位超低功耗单片机原理与应用. 清华大学出版社.2004. 

【作者简介】

谢忠林（1987-），男，四川眉山人，硕士研究生，研究方向：移动通信技术063