基于北斗的觸發(fā)式汽車防盜追蹤系統(tǒng)

于淼堯 傅文謙 郭俊杰 林揚(yáng)坤

摘要：基于北斗的觸發(fā)式汽車防盜追蹤系統(tǒng)，是針對于汽車防盜，基于電氣和智能開發(fā)的一組設(shè)備，他主要通過熱釋電感應(yīng)模塊獲取外界信息，啟動定位模塊和警報裝置，對盜竊者實施警告，提醒車主，車主還可以通過該系統(tǒng)發(fā)出的定位信息尋找汽車。從而達(dá)到汽車的防盜追蹤的目的，減少汽車丟失事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：汽車防盜；北斗衛(wèi)星（BDS）；熱釋電人體感應(yīng)模塊；無線電通信

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2018）07-0055-01

Abstract： The Beidou-based triggered car anti-theft tracking system is a set of equipment based on electrical and intelligent development for car theft prevention. It mainly uses the pyroelectric sensor module to obtain outside information， and activates the positioning module and alarm device to the thefter. A warning is issued to remind the owner that the owner can also find the car through the positioning information sent by the system. In order to achieve the purpose of anti-theft tracking of the car， reduce the occurrence of car loss events.

Key words： car anti-theft； Beidou satellite （BDS）； pyroelectric human induction module； radio communication

主要內(nèi)容

1 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)快速發(fā)展，群眾購車剛性需求旺盛，汽車占機(jī)動車的比率迅速提高，再加上國家政策的支持，新能源汽車、自動駕駛的快速發(fā)展等，都對汽車的防盜安全、電氣化提出了更高的要求，并且產(chǎn)生了極大地推動力。與此同時汽車被盜事件也越來越多。為了防范汽車盜竊事件的發(fā)生，科研工作者也研發(fā)了許多汽車防盜的新技術(shù)：根據(jù)其功能主要分四類，分別是基于傳感器的機(jī)械類、基于電子器件的電子式、基于單片機(jī)等芯片的芯片式、基于GPS和GSM的網(wǎng)絡(luò)式。目前使用最廣的是電子式機(jī)械式，但網(wǎng)絡(luò)式也在不斷推廣。各種類型的防盜系統(tǒng)都有其自身的優(yōu)勢，但是也都存在一些其自身的局限性。這些都有待于我們年輕一輩進(jìn)一步去探索，創(chuàng)新。

我國北斗事業(yè)在近年來的發(fā)展突飛猛進(jìn)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou （COMPASS）Navigation Satellite Syste）是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。第一代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已于2003年建成并開通運行，目前在建設(shè)的是第二代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。

2 基于北斗的觸發(fā)式汽車防盜追蹤系統(tǒng)（GSM+BDS報警追蹤器原理介紹）

基于現(xiàn)在汽車行業(yè)的快速發(fā)展帶來的汽車被盜事件發(fā)生比率上升、我國北斗衛(wèi)星迅速發(fā)展以及前人對汽車防盜系統(tǒng)的研究，我們設(shè)計了基于北斗的觸發(fā)式汽車防盜追蹤系統(tǒng)。

組成部分：熱釋電人體感應(yīng)模塊、北斗定位模塊、無線傳輸系統(tǒng)（發(fā)射、接收）、中央芯片（51單片機(jī)）、顯示模塊。

整個系統(tǒng)的工作模式簡圖如下圖，在我們的防盜系統(tǒng)中，人體感應(yīng)模塊、定位模塊、無線發(fā)射器為安裝在車上的部分；無線接收器、中央芯片、顯示模塊為在車主的持有的設(shè)備的部分。在車載部分中人體感應(yīng)模塊我們會選擇安裝在車門把手的內(nèi)側(cè)，這樣當(dāng)有人在試圖打開車門時，就會觸發(fā)熱釋電人體感應(yīng)傳感器，之后傳感器就會觸發(fā)北斗定位模塊，使其啟動并進(jìn)入工作模式，定位模塊啟動之后就會不斷發(fā)出汽車所處的位置信息，并且通過無線傳送模塊傳到車主所持的設(shè)備上，接收設(shè)備通過接收并通過中央芯片處理信息，然后將汽車的位置信息輸出到顯示模塊，在傳感器觸發(fā)定位模塊啟動的同時傳感器還會觸發(fā)警報，提示車主，這樣就起到了防盜的并且可根據(jù)定位信息將車輛追回的作用。

各工作模塊的介紹：

1）熱釋電人體感應(yīng)模塊：

熱釋電人體感應(yīng)模塊主要就是由熱釋電人體感應(yīng)傳感器構(gòu)成，它在此系統(tǒng)中的主要作用就是感應(yīng)人體，當(dāng)他感應(yīng)到有人接觸時，就會發(fā)出感應(yīng)信號，從而激發(fā)北斗定位模塊（BD1）開始工作，在整個防盜追蹤系統(tǒng)中起到了開關(guān)的作用。

熱釋電人體感應(yīng)傳感器的原理就是感應(yīng)人體輻射發(fā)出的紅外線，人體輻射的紅外線中心波長為9～10um，而探測元件的波長靈敏度在0.2～20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變，可見人體輻射出的紅外線波長正好處于探測原件的探測范圍之內(nèi)，為了提高探測原件的靈敏度，縮小探測原件的探測范圍，在此模塊頂端開設(shè)有一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7～10um，正好適合于人體輻射出的紅外線的探測，而其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，不對探測原件造成影響，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。這種傳感器的優(yōu)點是：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉；缺點是：容易受各種熱源、光源干擾，被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收，環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。

為了彌補(bǔ)熱釋電感應(yīng)模塊的不足，我們也對他的安放位置進(jìn)行了分析，我們會將傳感器的感應(yīng)端安放在汽車門把手的內(nèi)側(cè)，這樣就避免了強(qiáng)光直射，也就使得在太陽暴曬時，傳感器能夠正常工作。

2）北斗定位模塊：

北斗定位模塊的主要作用就是獲取汽車的實時位置信息，通過定位模塊傳出的位置信息，就可以實現(xiàn)汽車被盜后的追回。

北斗定位模塊是基于我國的北斗衛(wèi)星進(jìn)行實時定位的模塊，現(xiàn)在使用的北斗定位模塊，其精度在民用方面已經(jīng)到了十米左右，最高精度已經(jīng)達(dá)到了3厘米，對于定位模塊本身其可以完成對承載體的實時定位，但是其冷啟動速度較慢，大約在十分鐘以上，所以我們使用的定位模塊安裝了紐扣電池，使得定位模塊的每一次啟動都處于熱啟動狀態(tài)，大大縮短了啟動時間。

無線通信模塊采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)式

3）中央芯片：

中央芯片采用51單片機(jī)，它主要的作用就是對定位模塊傳出的信息進(jìn)行處理并且傳至顯示模塊。從而確定汽車所在的位置信息。

4）顯示模塊：

對于顯示模塊，我們設(shè)想與百度地圖合作，直接做一個專用的服務(wù)端并通過百度地圖將位置信息顯示出來，并且可以智能規(guī)劃追蹤路線，實現(xiàn)以最短的時間將汽車追回。（由于目前的技術(shù)限制我們的模型的顯示模塊）

采用顯示屏實現(xiàn)，他可以顯示中央芯片傳出的方位、距離和海拔等信息，實現(xiàn)車主實時獲取汽車的位置信息，并實現(xiàn)汽車追回。

3 實用優(yōu)越性與局限性及未來的發(fā)展方向

3.1 優(yōu)越性：基于北斗的觸發(fā)式汽車防盜追蹤系統(tǒng)符合了我國北斗事業(yè)和汽車事業(yè)的發(fā)展需求，北斗衛(wèi)星現(xiàn)在最需要的就是在民眾當(dāng)中的普及，來抵抗與GPS的競爭，現(xiàn)如今汽車走進(jìn)了家家戶戶，汽車防盜問題也急需解決，所以開發(fā)這樣一個系統(tǒng)，可以提高北斗衛(wèi)星在民眾當(dāng)中的普及程度以及認(rèn)可度，極大地推進(jìn)北斗事業(yè)的發(fā)展。

3.2 局限性：目前發(fā)展普及這項技術(shù)的最大的困難就是我們的資金和技術(shù)的不足，使得無線通信信號傳輸距離較短，如果采用GPRS網(wǎng)絡(luò)式通信，其傳輸距離將大大提高；另外在軟件方面技術(shù)不足，對于定位信息的顯示處理只能通過硬件實現(xiàn)，如果能制作出一個軟件服務(wù)端，我們的系統(tǒng)將會更加便捷，只需要接收一個定位模塊的定位信息，就可以實現(xiàn)對汽車的追蹤與追回。

3.3 未來的發(fā)展：基于車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)初步奠定基礎(chǔ)，我們將通過SIM900A短信通訊功能，實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)通訊功能，同時BDS 記錄車輛定位，通過后期軟件工程設(shè)計，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地圖及交通信號定位。除此之外，還將開發(fā)軟件功能，加入Siri人工智能服務(wù)，手機(jī)終端控制汽車的GSM+BDS的追蹤定位服務(wù)的開啟與關(guān)閉，做到手機(jī)、汽車一體化服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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[4]北斗導(dǎo)航兩大優(yōu)勢超美國GPS 一能力世界唯一 廣州日報 中華網(wǎng)