電動車智能防盜鎖裝置

高涵 尹圓圓 趙世勇 席高

【摘要】? ? 電動自行車作為低碳環保、綠色出行的工具，越來越受到人們的青睞，電動自行車在給人們帶來便利的同時也面臨著被盜風險。為了解決這一問題，本文介紹了一種基于物聯網技術的電動車智能鎖防盜鎖裝置，該裝置以STM32F103RCT6單片機為控制核心，使用指紋模塊進行指紋采集對比并開鎖，利用GPS定位模塊實時采集電動車的位置信息，數據通信方面采用NB-IoT模塊使上位機和下位機通信，實現實時監控。

【關鍵字】? ? 綠色出行? ? 物聯網? ? 智能防盜鎖? ? STM32? ? NB-IoT

引言

在計算機技術和互聯網高速發展的時代，萬物互聯成為世界一大主流，而其中智能鎖的應用最為廣泛，從日常門鎖到共享單車，智能鎖具有廣闊的應用前景和商業價值，然而怎樣確保其安全性就成了人們關注的焦點。

市面上的防盜鎖一種是普通的U型鎖，這種鎖子好多鎖芯是非空轉鎖芯，如果小偷直接撬鎖，鎖芯容易斷裂。另外一種是防盜報警器防盜鎖，通過電平電源對外供電，但是這種鎖子并不能真正的幫助人們起到防盜的作用，再加上沒有很好的管理，電動車被盜事件高居不下。為此，本文介紹的智能鎖將解決這些問題并使電動車獲得全面的保護。

一、工作原理

單片機控制指紋模塊，用戶首先將自己的指紋進行錄入，在指紋登錄時候進行兩次指紋錄入，將錄入的圖像進行處理，儲存于模塊中，之后用戶開始指紋匹配，錄入要驗證的指紋，如果指紋對比成功，即實現開鎖，語音提示“開鎖成功”，同時單片機通過NB-IoT模塊將GPS模塊監測到的位置信息實時傳送給服務器，在電動車被盜之后可以準確確定電動車位置。

二、硬件與接口

本設計由硬件設備和云服務器組成，可以實現無鎖芯指紋智能開鎖。

2.1主控芯片

本系統選用的STM32F103RCT6單片機具有以下性能優勢：低工作電壓、低功耗、時鐘主頻高以及內置硬件SPI及I2C等復雜時序電路[1]。具有5個USART，多個串行接口，通信極為方便。STM32單片機作為整個硬件電路的核心，對系統穩定運行起到了至關重要的作用。

2.2傳感器

2.2.1指紋識別

本設計采用生物識別技術指紋識別來開鎖，使用者不用隨身攜帶手機或者鑰匙來解鎖，給電動車的安全提供了保障。型號為ATK-AS608，它繼承了光路和指紋處理部分的一體化指紋處理模塊。芯片內置了DSP運算單元，集成了指紋識別算法，能高效快速采集圖像并識別指紋特征。它可以進行錄入指紋，刪除指紋，對比指紋等操作，用起來十分方便。

2.2.2 GPS定位

ATK-S1216F8-BD GPS模塊，具有167個通道，測量輸出頻率最高可達20Hz。它的體積特別小，適應環境能力特別強，性能優異，模塊兼容了3.3V和5V電平，方便連接各種單片機系統。

2.2.3 語音合成模塊

SYN6288通過異步串口 （UART） 通訊方式， 接收待合成的文本數據， 實現文本到語音 （TTS） 的轉換[2]，STM32單片機通過監測該模塊的BUSY端口，判斷模塊播放是否正確，這種完善的機制用來提示智能鎖開啟和關閉的狀態。

2.3數據傳輸

NB-IoT模塊的型號為WH-NB75，使用STM32單片機采集位置信息，通過基于UDP協議的CoAP（Constrained Application Protocol）協議，將數據封裝成ModbusRTU格式的數據，以數據流形式通過NB-IoT發送到云服務器，服務器解析并顯示。

采用此種芯片具有很多有特點，比如其覆蓋區域廣，具備支撐連接的能力，低功耗和低的模塊成本。可以與其他模塊進行比較，例如GPRS技術終端功耗特別高，覆蓋能力也有所不足，但是NB-IoT模塊中，PSM和eDRX技術的推出讓其功耗極大的降低;與LoRa相比較來說，射頻和天線基本被復用，不需要重新在聯網。

三、結論

通過以上的介紹可以得出，采用NB-IoT技術的指紋解鎖智能鎖裝置，很好地解決了數據傳輸距離遠，覆蓋范圍廣，所用成本低以及解鎖方便等問題， 具有很強的實用性、可靠性和穩定性。本設計為智能車鎖的安全加了一層防護，我們相信這種技術將會得到很大的發展。

參? 考? 文? 獻

[1]劉博，郭君巖，劉偉，邵麗艷，劉強.基于STM32F103RCT6的數據采集顯示系統設計[J].電子世界，2018（02）：146-147.

[2]楊杰鵬，鄭鏵堅，馮杰年，陳俊杰.基于STM32的駕校車輛位置檢測系統設計[J].信息通信，2018（10）：54-56.