共享單車(chē)防盜技術(shù)研究

王進(jìn)軍 黃宇龍 王孟業(yè) 葛秋琳 官 蘭 劉心怡

（華北理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，唐山 063210）

共享單車(chē)是近年來(lái)比較流行的公眾交通工具。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，摩拜、OFO等多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)共享單車(chē)運(yùn)營(yíng)公司應(yīng)運(yùn)而生，人們通過(guò)手機(jī)操作即可注冊(cè)使用。現(xiàn)在的共享單車(chē)均為無(wú)樁單車(chē)，用車(chē)還車(chē)也無(wú)需到特定的區(qū)域，為人們的綠色出行提供了極大的便利。但同時(shí)也暴露出了一些問(wèn)題，共享單車(chē)被盜及故意損壞的事件時(shí)有發(fā)生，使企業(yè)蒙受了巨大損失。如何解決共享單車(chē)盜損問(wèn)題，關(guān)系到行業(yè)的存亡，因此研究開(kāi)發(fā)有效的防盜措施就顯得極為迫切。

1 機(jī)械式防盜方式

機(jī)械式防盜主要通過(guò)車(chē)鎖、螺紋連接件等機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)來(lái)防止主要零件如車(chē)輪、車(chē)座等被盜。共享單車(chē)的車(chē)輪、車(chē)座等均由螺栓連接來(lái)固定，采用的螺紋緊固件均為標(biāo)準(zhǔn)件，使用普通的扳手等拆卸工具可以很容易將螺母旋松來(lái)盜取零件。采用特殊結(jié)構(gòu)的螺紋緊固件是一種比較有效的防盜措施。如圖1所示，螺母不再使用標(biāo)準(zhǔn)六角螺母，而設(shè)計(jì)成了特殊形狀。外輪廓由圓柱面和平面組成，這樣用通常扳手等拆卸工具不能將螺母擰松，必須用專(zhuān)門(mén)的工具才能擰動(dòng)，從而在一定程度上增加被盜的難度。

圖1 特制螺母

機(jī)械式防盜可對(duì)共享單車(chē)的零部件起到一定的防護(hù)作用，但機(jī)械式防盜只能防盜而不能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，單車(chē)丟失后不容易尋找。例如，悟空單車(chē)在某地總共投放了1200輛單車(chē)，因?yàn)椴捎玫氖菣C(jī)械鎖，最后只有10%左右的單車(chē)能找到。

2 利用干簧管防盜

干簧管是一種磁敏的特殊開(kāi)關(guān)。干簧管的簧片有兩個(gè)或三個(gè)，通常是由軟磁性材料做成的。永久磁鐵靠近干簧管時(shí)磁場(chǎng)會(huì)使簧片磁化，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)在磁力作用下吸合；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，磁力作用減弱，觸點(diǎn)部分被簧片的彈力打開(kāi)。利用干簧管的這個(gè)特點(diǎn)，將永久磁鐵和干簧管分別裝在重要零件及車(chē)架上的相應(yīng)位置上，零件被盜取時(shí)永久磁鐵和干簧管相對(duì)位置發(fā)生改變，干簧管所處磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，使簧片的觸點(diǎn)部分發(fā)生分合變化，從而觸發(fā)電路中的蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，對(duì)盜竊者起到阻嚇作用，可作為一種輔助的防盜手段。

3 無(wú)線(xiàn)紅外線(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)

無(wú)線(xiàn)紅外線(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)由GSM模塊、紅外傳感器、震動(dòng)模塊和單片機(jī)等組成。這種防盜系統(tǒng)體積小，隱蔽性好，探測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后可方便地和手機(jī)、電腦等監(jiān)控設(shè)施通信，便于企業(yè)實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)統(tǒng)一管理。

GSM系統(tǒng)是我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，技術(shù)已經(jīng)十分成熟，具有成本低、覆蓋面廣、通信可靠的特點(diǎn)。GSM提供的短信功能可以用作遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸手段。

紅外距離傳感器抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高，可用于單車(chē)重要零件的防盜。安裝在自行車(chē)前叉、后叉和前后輪軸承上的紅外距離傳感器對(duì)車(chē)輪軸承和自行車(chē)前后叉之間的距離進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)盜取行為發(fā)生時(shí)，這個(gè)距離就會(huì)超過(guò)規(guī)定的警戒值，從而及時(shí)觸發(fā)報(bào)警，報(bào)警信號(hào)經(jīng)過(guò)電路轉(zhuǎn)換由GSM模塊發(fā)出異常信號(hào)消息。

紅外傳感器結(jié)合震動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)整車(chē)的防盜，紅外傳感器采用熱釋電紅外傳感器，為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)菲涅爾透鏡，一旦人體進(jìn)入探測(cè)區(qū)內(nèi)，熱釋電紅外傳感器即可感應(yīng)到人體溫度和背景溫度的差異信號(hào)，同時(shí)為防止誤判還要根據(jù)震動(dòng)模塊信號(hào)來(lái)確定是否發(fā)生盜取行為。如果震動(dòng)模塊和紅外傳感器同時(shí)發(fā)出異常信號(hào)說(shuō)明盜取行為發(fā)生，異常信號(hào)經(jīng)后續(xù)電路處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，然后經(jīng)單片機(jī)控制GSM模塊發(fā)出短消息，系統(tǒng)信號(hào)傳遞流程如圖2所示。

無(wú)線(xiàn)紅外線(xiàn)報(bào)警最大的優(yōu)勢(shì)是使用成本較低，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并傳遞警情，使損失減小到最小。

4 GPS防盜

GPS系統(tǒng)全稱(chēng)為“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”。GPS防盜是利用GPS模塊的定位功能和移動(dòng)通信模塊的遠(yuǎn)程通信功能，加上必要的傳感元件組成的防盜定位系統(tǒng)。GPS防盜系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)了解每輛車(chē)所處位置，但它難以實(shí)時(shí)判斷單車(chē)是否被盜，只能是單車(chē)被盜后通過(guò)管理中心來(lái)定位尋獲車(chē)輛。由于衛(wèi)星數(shù)量有限，GPS系統(tǒng)掃描覆蓋存在一定的盲區(qū)，使其防盜能力降低。從經(jīng)營(yíng)成本來(lái)看，GPS防盜器價(jià)格比較高，只有規(guī)模較大的車(chē)企能夠負(fù)擔(dān)，目前還不能普遍使用，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只有少部分單車(chē)企業(yè)安裝了GPS定位器。隨著GPS系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步，使用成本的降低，其市場(chǎng)前景將非?？捎^。

圖2 無(wú)線(xiàn)紅外線(xiàn)報(bào)警信號(hào)傳遞流程

5 結(jié)語(yǔ)

本文從技術(shù)方面討論了共享單車(chē)防盜的多種措施，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要根據(jù)方便性、經(jīng)濟(jì)性的要求，綜合應(yīng)用多種防盜手段。防盜的技術(shù)手段也要緊密跟蹤相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)吸收先進(jìn)技術(shù)以提高防盜能力，有效維護(hù)企業(yè)利益。

[1]鄒奎，汪慧勇，熊建新.基于GSM短信與紅外技術(shù)的家電遠(yuǎn)程控制[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（10）：126-128.

[2]曲娜.紅外感應(yīng)短信報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2015，（10）：226.