節能型防盜裝置應用研究

摘 要 本文以大學生科技創新課題節能型防盜裝置為研究出發點，論述了節能型防盜裝置實現節能、環保應用成果，并在此課題研究基礎上進一步分析了試驗過程中遇到的技術問題，以及分析應用前景和應用實際。闡述了此項課題的進一步研究方向和成果轉換問題。

關鍵詞 汽車防盜 節能 控制系統 成果轉換

一、汽車防盜裝置

（一）汽車防盜裝置簡介

防盜系統由兩個獨立系統組成：車輛防盜系統和車內物品防盜系統。車輛防盜系統通過阻止車輛啟動來防止車輛被盜走，車輛防盜系統主要靠控制發動機節氣門系統，車載ECU系統或啟動系統來達到防盜的目的，并且具有聲音、燈光報警和車輛狀態信息外送功能。因此，電子式防盜系統在系統被觸發時發動機無法啟動，同時防盜喇叭鳴叫、外部燈光閃爍發出警報。車內物品防盜系統用來防止他人強行進入車內，它利用門鎖控制系統的有關部件和其他零部件來達到防盜效果。當有人不用鑰匙強行進入汽車或強行打開發動機罩蓋或行李艙門時，該系統便接通警報電路，防盜喇叭發出響聲，前照燈和尾燈同時閃亮約15s或30s來實現警報。

（二）汽車防盜裝置存在的問題

普通汽車防盜裝置存在以下三個方面的問題或不足：第一，有噪音污染，在接收到振動或者聲音信號后會反復的報警，鑒于我國的法律暫時還不夠完善，居民對這樣的噪聲一般采取抱怨和忍受的態度；第二，電池過渡損耗，無論是雷雨天氣還是節假日的鞭炮聲都會反復的激勵汽車的報警裝置，而報警裝置頻繁工作會大量消耗汽車蓄電池的電能，導致蓄電池過渡耗電而無法啟動汽車；第三，頻繁的使閃光燈的工作也會引起光污染，給居民帶來影響，但相對于噪音污染，閃光燈的影響較小，但卻不能忽視這些問題。此三個方面的不足即是現在汽車防盜裝置普遍存在的問題，（而目前汽車上普遍存在這三個方面的不足），但車主可以通過鎖車而不報警來防止這方面的不足，但防盜性能卻受到影響。

二、節能防盜系統的思路及已解決的問題

（一）設計思路

對一般汽車的防盜裝置的基本功能保留，對報警防盜的方式進行改進。工作流程如圖1所示，在車門上鎖之后啟動防盜裝置，延時10秒鐘后防盜指示燈開始閃爍，等待檢測到震動傳感器或聲音傳感器的電信號。對于處理器而言，這兩個傳感器發出的信號都是一個下降沿變化的電壓信號，可以使處理器產生中斷。如果處理器收到中斷，表示外部有較大的聲音激勵或者車輛有較大震動，此時需要啟動防盜報警裝置。但是，此處的設計思路是處理器在收到中斷后，先判斷這個中斷信號是由聲音激勵還是由震動激勵引起的，如果由聲音激勵引起的，而車輛沒有較大震動，此時的聲音可能是雷聲、其它汽車的喇叭或者煙花鞭炮聲音等等，那么此時車輛沒有必要啟動報警。所以此處設計上做了改進，如果是第一次聲音激勵引起，汽車會報警，如果是第二次聲音激勵，則比較第二次激勵與第一次聲音激勵的時間間隔是否大于30分鐘，如果大于30分鐘，則報警系統啟動，否則不會啟動。那么這樣能夠保證汽車不會因為頻繁的報警而導致車輛電池能量過渡損耗。如果這個信號由震動引起，那么說明車輛震動幅度較大，而且不是由于聲波引起的震動，這種信號一般可以認為有人在破壞車輛或者盜竊車輛，那么在處理器一旦收到震動信號，汽車立刻啟動防盜報警系統，此處設計與普通防盜報警系統的設計一樣，設計程序參見附錄1。通過此設計方式可以達到汽車防盜的目的，又能夠避免由于外界干擾而引起汽車頻繁報警而導致的蓄電池過渡損耗和聲光污染。

圖1 防盜裝置控制流程圖

（二）解決的問題

對所設計的防盜報警裝置安裝在10款賽歐車上進行試驗，試驗場地為400平米封閉實訓室。聲音激勵試驗采用4m、6m和8m的距離分別進行了10組數據采樣，結果能夠符合防盜報警要求。震動激勵試驗采用汽車上部、側面和尾部的沖擊，分別進行了10組數據的采用，通過測試，從前門中央和頂部中央所測量的數據符合要求，傳感器能夠被觸發，并且觸發概率分別達到100％和77％，尾部的測量靈敏度略低，但總體設計已經實現了汽車防盜報警所要求的功能。

三、防盜報警裝置尚未解決的問題

（一）電磁干擾

此課題在試驗過程中出現過嚴重的電磁干擾而導致防盜裝置無法正常運行，程序在運行過程中會出現程序跳出循環或者程序靜止不運行的現象。但在改進過程中，對繼電器、閃光器等功率略大的電磁器件進行了分離，而將控制器單獨設置，兩者距離保持約0.3m以上即可解決程序的不穩定問題。雖然在這種方式上解決了干擾的問題，但依然不能保證在外界出現強電場或磁場的情況下，程序依然能夠保持穩定運行。對控制器所在電路板部分進行電磁隔離可以有兩種方式：第一，對印刷電路板的走線方式和地線進行改進，此種方式可以通過仿真來實現，成本低，防電磁干擾效果不明顯；第二，對控制部分進行電磁屏蔽，即采用金屬殼體包裹控制器電路部分，但成本會提高，體積會增加，但防電磁干擾效果能夠符合要求。

（二）功能集成度不高

節能型防盜裝置解決了車內物品防盜的問題，同時也解決了節能和環保的問題，但是車輛的防盜功能還不夠完善，沒有集成車門開關、發動機艙、后備箱及點火鑰匙。未經過防盜裝置而將車門、發動機艙或者后備箱中的任何一個部分打開均屬于“非法”進入車輛，防盜裝置此時應該進行持續報警。未經過點火鑰匙密碼配對（如果裝備）而啟動發動機也是屬于“非法”行為，此時防盜報警系統也應該捕捉此信號，以啟動報警。而這些“非法”入侵實質上已經進入到盜竊的實質階段，那么防盜報警系統在受到此激勵后，應該不斷的報警，不應該停下來。

（三）模塊未能集成化

此防盜模塊屬于增加的控制部分，是研究節能型防盜裝置的一個初始階段，但隨著產品的完善，達到能夠應用于實際的產品，還需要進行模塊的集成化。即將防盜模塊和中央控制門鎖模塊進行資源整合，將兩個模塊的控制器集成在一起。通過整合的模塊對車內物品防盜和車輛防盜進行集中控制，同時也能夠監測門窗、發動機艙和后備箱的狀態。如果能夠將這兩個部分進行整合，那么就實現了產品化。

四、節能型防盜裝置未來的研究方向

（一）穩定性研究

本課題雖然在功能上實現了一般防盜報警裝置固有的防盜功能，也達到了節能和環保的特性，但是要能夠成為產品，其中的一個因素就是穩定性要高。所以，下一個階段研究的重點應該放在穩定性的研究上，主要包括控制部分的防干擾設計、熱穩定性設計以及過載失效試驗三個方面。

（二）功能集成化研究

功能集成化能夠減少器件數量和縮小體積，節省設計成本，并且還能夠將功能進一步整合。使其功能能夠達到車身控制模塊的功能要求，同時也集成了節能型防盜裝置的功能，使其控制效果更符合人性化要求，對節能、環保、防盜和簡易操作等效果有較大提升。

（三）隱蔽性設計

防盜裝置的設計必須要隱蔽化，同時也要求拆卸復雜化。這樣雖然會導致維修困難，但是能夠起到最佳的防盜效果，目前汽車的防盜裝置還不夠隱蔽化，防盜模塊一般安裝在駕駛艙內部，容易被破壞，如果是加裝的防盜裝置則更容易被拆卸。所以防盜裝置的安裝位置應該在中控臺的中央，同時線束部分也應盡可能沿著或者穿過金屬管路的中央或者鈑金夾層內部，同時還應該將轉向燈和報警喇叭的保險絲及繼電器隱蔽化。通過這樣的設計，能夠極大發揮防盜裝置的作用，增加了車輛被盜的難度，避免車輛被盜。

五、結論

此課題的設計及調試由課題組全體學生完成，實現了汽車防盜報警裝置的防盜功能，也能夠區分類似于雷雨天氣而頻繁報警的問題，能夠保障汽車蓄電池不必要的能源損耗，避免了因為長時間多次報警而造成啟動困難，實現了節能和環保的效果，并且通過了試驗驗證。在設計過程中也提出了研究過程中面臨的疑難問題及后續研究的研究方向。

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