Введение
В настоящее время очень большую популярность получили GSM сигнализации, т. к. идеально подходят для охраны любых удалённых объектов (гаражи, склады, дачи, киоски и пр.). Всё, что необходимо для работы любой GSM сигнализации - это, наличие электрической энергии, и достаточно устойчивой сотовой связи. GSM сигнализация в общем случае представляет собой некоторый блок (GSM контроллер), к которому подключаются датчики (чувствительные элементы), и GSM модем. В качестве GSM модема очень удобно и экономически целесообразно использовать уже устаревшие сотовые телефоны, ввиду их низкой стоимости. Данная страничка посвящена разработке экономичной GSM сигнализации на базе 8-разрядного микроконтроллера PIC16F628A фирмы Microchip с использованием сотового телефона Siemens 25/35/45 серий. Подробные технические характеристики...

Некоторые основные особенности данной разработки (как положительные, так и отрицательные):

- быстродействие - оповещение, в случае нештатной ситуации на объекте, происходит путём дозвона GSM сигнализации на телефон "администратора". В качестве "администратора" может выступать любой абонент связи, имеющий подключенный сотовый, или стационарный телефонный аппарат. "Администратор" - это вы сами;
- удобство - отсутствуют кнопки (и провода) для постановки/снятия в режим охраны - постановка/ снятие в режим охраны - дистанционная - с помощью дозвона "администратора" на GSM сигнализацию. Отсутствуют микропереключатели конфигурации GSM сигнализации - вся настройка в памяти сотового телефона, который подключен к GSM контроллеру (см. рис. 1);
- автономность - при пропаже внешнего питающего напряжения, GSM сигнализация продолжает работать, т. к. GSM контроллер питается от аккумулятора сотового телефона;
- экономичность - при эксплуатации практически не требует денежных средств (см. также раздел "Подсказка" пункт "рекомендации по использованию тарифных планов");
- простота и надёжность- основой GSM сигнализации является высоконадёжный PIC16F628. Минимизировано количество внешних электронных компонентов. Присутствует защита от переполюсовки. Входные цепи от датчиков также защищены;
- доступность - по сравнению с аналогичными является одной из самых дешёвых;
- информативность - при дозвоне "администратора" на GSM сигнализацию (в случае постановке/снятии в режим охраны), а так же при дозвоне GSM сигнализации на телефон "администратора" (при возникновении нештатной ситуации в режиме охраны) передаются звуковые сигналы, информирующие о состоянии GSM сигнализации/объекта.
- многофункциональность - помимо основной функции, встроена функция реле. Включение/ выключение выходного реле осуществляется путём дозвона "администратора" на GSM сигнализацию;
- минимальное потребление электрической энергии - основой GSM контроллера является PIC16F628, эти микроконтроллеры одни из самых экономичных в потреблении электрической энергии;
- зависимость от сотовых сетей - должен быть обеспечен достаточный уровень сотового сигнала. Но с каждым днём, областей с малым уровнем сигнала, становится всё меньше и меньше;
- зависимость от электрической энергии - хотя при отсутствии внешнего питания GSM контроллер и питается от аккумулятора сотового телефона, но вечных батарей всё-таки ещё не придумали :)

Принцип действия GSM сигнализации

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), GSM контроллер совершает дозвон через подключенный к нему сотовый телефон на телефон "администратора". 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
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
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.

Питание устройства
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 аккумуляторной батареи сотового телефона. Поэтому, кратковременные перебои электроэнергии (в среднем до 2 дней) на работу GSM сигнализации не влияют. Чем выше качество аккумуляторной батареи, тем дольше GSM сигнализация способна сохранять свою работоспособность при пропаже внешнего питания.

Подключение датчиков
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. а - схема подключения нормальнозамкнутых датчиков; б - схема подключения нормальноразомкнутых датчиков.

Подключение устройств индикации
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.

Используемые модели сотовых телефонов
В качестве сотового телефона можно использовать такие модели Siemens как: C25, C35, C45, M35, M35i, M50, ME45, MT50, S25, S35, S45, SL42. С ДРУГИМИ МОДЕЛЯМИ ТЕЛЕФОНА ДАННЫЙ GSM КОНТРОЛЛЕР РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ.

Печатная плата GSM контроллера
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.

GSM контроллер без корпуса
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.

Конфигурация GSM сигнализации
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. Более подробно конфигурация системы рассмотрена в: пример1, пример 2, пример 3.
В таблице 1 описаны параметры, которые настраиваются словом STATUS.

Таблица 1

Номер бита	Принимаемые значения	Назначение	Описание
1	0,1	режим	0 - режим сигнализации   1 - режим реле
2	0,1	администратор 1	0 - администратор 1 не активен   1 - администратор 1 активен
3	0,1	администратор 2	0 - администратор 2 не активен   1 - администратор 2 активен
4	0,1	администратор 3	0 - администратор 3 не активен   1 - администратор 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:
Администратор 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 администратор 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 администратора 1 должен быть записан во второй ячейке SIM карты телефонного аппарата, и иметь вид 8-xxx-xx-xx-xxx.

Администратор 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 администратор 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 администратора 2 должен быть записан в третьей ячейке SIM карты телефонного аппарата, и иметь вид 8-xxx-xx-xx-xxx.

Администратор 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 администратор 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 администратора 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.

Оригинал статьи находится по адресу: http://gsm-c45.narod.ru/index.html.