GSM сигнализация

Данная статья посвящена разработке экономичной GSM сигнализации с использованием телефона Siemens 35/45 серий и 8-разрядного микроконтроллера PIC16F628A фирмы Microchip.

Также в данную GSM сигнализацию отдельно встроена функция реле - позволяющая дистанционно коммутировать любую нагрузку с помощью дозвона.

В настоящее время большую популярность получили так называемые GSM сигнализации. GSM сигнализация в общем случае представляет из себя некоторый блок (GSM контроллер), к которому подключаются датчики (чувствительные элементы), и GSM модем (или сотовый телефон). Очень удобно GSM сигнализацию строить на базе устаревших сотовых телефонов моделей Siemens C35 (C45…). GSM сигнализация очень хорошо подходит для охраны любых удалённых объектов (гаражи, склады, дачи, киоски и пр.). Всё, что необходимо для работы данной системы - наличие электрической энергии, и достаточно устойчивой сотовой связи.

Принцип действия GSM сигнализации (рис. 1) заключается в получении и обработке данных с установленных на объекте датчиков GSM контроллером и, в случае возникновения нештатной ситуации (срабатывании датчика), оповещение через канал сотовой связи любого оператора (сотовый телефон). Кроме того, к GSM контроллеру подключается внешнее питание и, в случае необходимости звуковая сирена (к выходному реле).

Рис. 1. Принцип действия GSM сигнализации

Принципиальная электрическая схема GSM контроллера представлена на рис. 2. Основу GSM контроллера составляет микроконтроллер PIC16F628A. Схема не содержит дорогостоящих и труднодоступных деталей.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема GSM контроллера

Перечень электронных компонентов, используемых в GSM контроллере:

• DD1 - PIC16F628A-I/P с прошивкой
• ZQ1 - 4 MHz
• C1, C2 - 25 pF
• C3, C4, C5, C8 - 0,1 mF
• C6 - 360 pF
• C7 - 220/16
• K1 - BS115C-12A-5V
• VT1 - KT815A (KT829A)
• R1, R4, R5 - 4,7 K
• R2, R3 - 150
• R6 - 1 K
• R7, R8 - 510
• R9 - 47 K
• LED_R - GNL-3014HD (красный) или любой другой красного цвета и диаметром 3 мм.
• LED_G - GNL-3014GD (зелёный) или любой другой зелёного цвета и диаметром 3 мм.
• VD1, VD2 - 1N4007
• VD3, VD4- 1N4148 (КД522)
• XS1 - XS3 - 340-021-12 (blue)
• XS4 - 340-031-12 (blue)

В качестве разъёма к телефону Siemens используется стандартный интерфейсный разъём, их легко можно найти на радиорынках и в магазинах, торгующих электронными компонентами.

К XS1 подключается внешнее питание, которое должно обеспечивать напряжение 6 - 8 вольт при токе нагрузки не менее 300 мА. Можно использовать трансформаторное зарядное устройство от сотового телефона не китайского производства . Сам контроллер питается от интегрированной батареи сотового телефона. Поэтому, кратковременные перебои электроэнергии на работу GSM сигнализации не влияют. Чем выше качество аккумуляторной батареи, тем дольше GSM сигнализация способна сохранять свою работоспособность при пропаже внешнего питания.

GSM контроллер имеет два независимых входа для подключения внешних датчиков. К XS2 и XS3 подключаются любые датчики с нормально замкнутыми или нормально разомкнутыми контактами. Это могут быть обычные кнопки, герконовые датчики, датчики разбития стекла, датчики движения, инфракрасные барьеры, датчики утечки газа, дымовые извещатели, датчики протечки воды и многие другие. Следует отметить, что на один вход можно подцепить сразу несколько датчиков (рис. 3.а,б). В последовательную цепочку (рис. 3.а) те, которые в дежурном режиме нормально замкнуты (в аварийной ситуации размыкаются), и параллельную (рис. 3.б) те, которые в дежурном режиме нормально разомкнуты (в аварийной ситуации замыкаются).

Рис. 3

GSM контроллер имеет одно выходное реле (XS4), к которому при необходимости подключается сирена, сигнальная лампа или другое устройство оповещения. Номинальная мощность силовых контактов реле составляет 2400 Вт (10А 240VAC). Как видно из принципиальной электрической схемы (Рис. 2), ВЫХОДНОЕ РЕЛЕ БУДЕТ РАБОТАТЬ ЛИШЬ ПРИ НАЛИЧИИ ВНЕШНЕГО ПИТАНИЯ.

В качестве сотового телефона можно использовать такие модели как: Siemens C35, Siemens S35, Siemens M35, Siemens C45, Siemens S45, Siemens M45, Siemens ME45, Siemens SL45. С ДРУГИМИ МОДЕЛЯМИ ТЕЛЕФОНА ДАННЫЙ GSM КОНТРОЛЛЕР РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ.

Печатная плата GSM контроллера без электронных компонентов представлена на рис. 4.а. Печатная плата с установленными электронными компонентами представлена на рис. 4.б.

Рис. 4.
а - печатная плата GSM контроллера без электронных компонентов;
б - печатная плата GSM контроллера с установленными электронными компонентами

На рис. 4.б цифрами 1,3,4,6,5,8,10 пронумерованы выводы на печатной плате, которые должны быть подсоединены к разъёму телефона. Сам провод, идущий от GSM контроллера к телефонному аппарату не следует делать длиннее 30 см. Печатная плата имеет габаритные размеры 33x60 мм, и рассчитана для размещения в корпусе G1011(65х38х22) с минимальной доработкой.

На рис. 5 показан внешний вид GSM контроллера без корпуса с подписанными выводами.

Рис. 5. Внешний вид готового GSM контроллера без корпуса с подписанными выводами

Данная GSM сигнализация выгодно отличается тем, что GSM контроллер не имеет никаких кнопок и переключателей, а вся настройка происходит в первой ячейке SIM карты телефонного аппарата. Т. о., в первой ячейке SIM карты телефонного аппарата нужно записать набор цифр, которые бы сконфигурировали GSM контроллер нужным нам образом. Сам набор цифр, записанных в первой ячейке, назовём STATUS. Итак, слово STATUS - является главной настройкой всей системы, и ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОЛЖНО РАСПОЛАГАТЬСЯ В ПЕРВОЙ ЯЧЕЙКЕ SIM КАРТЫ ТЕЛЕФОННОГО АППАРАТА. Слово STATUS - 9 битовое слово.

В таблице 1 описаны параметры, которые настраиваются словом STATUS.

Номер бита	Принимаемые значения	Назначение	Описание
1	0,1	режим	0 - режим сигнализации 1 - режим реле
2	0,1	абонент 1	0 - абонент 1 не активен 1 - абонент 1 активен
3	0,1	абонент 2	0 - абонент 2 не активен 1 - абонент 2 активен
4	0,1	абонент 3	0 - абонент 3 не активен 1 - абонент 3 активен
5	0,1	SMS пропажи внешнего питания	0 - сообщение не отправляется при пропадании питания 1 - сообщение отправляется при пропадании питания
6	0,1	SMS появления внешнего питания	0 - сообщение не отправляется при появлении питания 1 - сообщение отправляется при появлении питания
7	0-9	режим включения реле	0 - реле вкл./выкл.; 1 - включение на 1 сек.; 2 - включение на 5 сек.; 3 - включение на 10 сек.; 4 - включение на 30 сек.; 5 - включение на 60 сек.; 6 - включение на 5 мин.; 7 - включение на 10 мин.; 8 - включение на 30 мин.; 9 - включение на 60 мин
8	0-2	режим входа Input_1	0 - вход Input_1 не используется; 1 - авария в разомкнутом состоянии; 2 - авария при замкнутом состоянии
9	0-2	режим входа Input_2	0 - вход Input_2 не используется; 1 - авария в разомкнутом состоянии; 2 - авария при замкнутом состоянии

Примечания:

Абонент 1 - это владелец телефонного аппарата, который имеет доступ к таким функциям как: постановка в режим охраны (для режима сигнализации), снятие с режима охраны (для режима сигнализации), включение/выключение реле (для режима реле). В режиме сигнализации абонент 1 оповещается дозвоном в случае нештатной ситуации (при срабатывании датчика), а также при дополнительной настройке может получать SMS сообщения о пропаже/восстановлении внешнего питания. Номер абонента 1 должен быть записан во второй ячейке SIM карты телефонного аппарата и иметь вид 8-xxx-xx-xx-xxx.

Абонент 2 - это владелец телефонного аппарата, который имеет доступ к таким функциям как: постановка в режим охраны (для режима сигнализации), снятие с режима охраны (для режима сигнализации), включение/выключение реле (для режима реле). В режиме сигнализации абонент 2 оповещается дозвоном в случае нештатной ситуации (при срабатывании датчика), а также при дополнительной настройке может получать SMS сообщения о пропаже/восстановлении внешнего питания. Номер абонента 2 должен быть записан в третьей ячейке SIM карты телефонного аппарата и иметь вид 8-xxx-xx-xx-xxx.

Абонент 3 - это владелец телефонного аппарата, который имеет доступ к таким функциям как: постановка в режим охраны (для режима сигнализации), снятие с режима охраны (для режима сигнализации), включение/выключение реле (для режима реле). В режиме сигнализации абонент 3 оповещается дозвоном в случае нештатной ситуации (при срабатывании датчика), а также при дополнительной настройке может получать SMS сообщения о пропаже/восстановлении внешнего питания. Номер абонента 3 должен быть записан в четвёртой ячейке SIM карты телефонного аппарата и иметь вид 8-xxx-xx-xx-xxx.

SMS пропажи внешнего питания - если 5 бит слова STATUS имеет значение 1, то, при пропаже внешнего питания, произойдёт отправка СМС сообщения из 1-й ячейки SIM карты на номер, который эта СМС была отправлена при конфигурации (см. пример 2 пункт 5).

SMS появления внешнего питания - если 6 бит слова STATUS имеет значение 1, то, при возникновении внешнего питания, произойдёт отправка СМС сообщения из 2-й ячейки SIM карты на номер, который эта СМС была отправлена при конфигурации (см. пример 2 пункт 5).

Данная GSM сигнализация является одной из самых простых подобного рода устройств, расположенных в просторах Интернета. Для её сборки необходимы лишь минимальные навыки работы с паяльником и немного свободного времени. Одновременно с этим GSM сигнализация включает в себя все функции, необходимые для комфортной охраны объектов.

Демо-версия прошивки

В демо-версии не реализованы следущие функции:

• в режиме сигнализации при срабатывании датчика/датчиков дозвон активному абоненту происходит лишь первые 3 секунды;
• в режиме реле выходное реле и красный светодиод (LED_R) не коммутируются;
• отсутствует отправка SMS сообщений при пропаже и возобновлении внешнего питания.

gsm-c45.narod.ru