基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能車載防盜系統(tǒng)的研究

廖順程 伍保紅 曾惠敏

摘?要：針對(duì)當(dāng)今世界車輛被盜逐年增多的現(xiàn)象，本文研究了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能車載防盜系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在單片機(jī)、傳感器、GPS等模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)車的防智能防盜以及報(bào)警。從而避免車輛被盜的現(xiàn)象發(fā)生。利用振動(dòng)傳感器和聲光傳感器檢測(cè)車的狀態(tài)，看是否被非正常破壞，將檢測(cè)到的信息傳遞給單片機(jī)進(jìn)行處理，利用GPS模塊將信息實(shí)時(shí)的發(fā)送給車主。研究表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車載智能防盜以及人車定位，效果良好且有效的降低了汽車被盜率。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能防盜;單片機(jī);傳感器

1.引言

本文基于傳感器技術(shù)、WSN、通信技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，對(duì)智能車載防盜系統(tǒng)進(jìn)行了研究。由于目前被盜的私家車現(xiàn)象比較頻繁，被盜車輛逐年增多，為了防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，所以研究出了一種智能的防盜系統(tǒng)。本文所研究的系統(tǒng)功能全面，在車主的車窗被敲碎或者被破壞的時(shí)候，車本身發(fā)出聲光報(bào)警，一方面可震懾犯罪嫌疑人，另一方面可引起車主及周圍人們的注意。當(dāng)車主離開汽車之后，GPS會(huì)檢測(cè)到車主與車的距離超過了車主聽到囂叫的范圍，車除了聲光報(bào)警的同時(shí)，對(duì)車主的手機(jī)發(fā)送短信，提示車主車的狀況異常，車主車有被盜的風(fēng)險(xiǎn)，或者給指定號(hào)碼發(fā)送短信提示以及報(bào)警。

汽車內(nèi)置的擋風(fēng)裝置內(nèi)測(cè)裝有6個(gè)利用內(nèi)外大氣壓力的差別式的吸附式的侵入檢測(cè)傳感器，該傳感器使用的時(shí)候方便快捷，需要使用的時(shí)候就裝上去并啟動(dòng)，不需要使用的時(shí)候就拆下來(lái)，不會(huì)損壞汽車內(nèi)部任何配件。當(dāng)車主離開車并鎖好車的時(shí)候，該裝置對(duì)應(yīng)的集成裝置芯片通過GPRS模塊，使用通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)與指定的無(wú)限通訊設(shè)備進(jìn)行通信。通信雙方采用按位進(jìn)行、遵守時(shí)序的通信方式，按照一定的通信指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.研究?jī)?nèi)容

智能車載防盜系統(tǒng)由GPS模塊、單片機(jī)、玻璃破碎檢測(cè)傳感器、聲光報(bào)警器等裝置組成。智能車載防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

正常情況下當(dāng)汽車本身被鎖定在某一位置后，就向車主的個(gè)人移動(dòng)通信設(shè)備發(fā)送信號(hào)，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備接收到信號(hào)后將信號(hào)返回給車內(nèi)的導(dǎo)航儀模塊，檢測(cè)出車的具體位置信息。再經(jīng)過集成控制芯片的計(jì)算處理得出車主與車的實(shí)時(shí)距離;車主的移動(dòng)終端設(shè)備向車發(fā)送對(duì)應(yīng)的信號(hào)，當(dāng)車內(nèi)的導(dǎo)航儀模塊接收到信息后，則將信息返回到車主的移動(dòng)終端設(shè)里，這樣，車本身的具體位置信息就能用可視化的形式傳輸?shù)杰囍鞯囊苿?dòng)終端設(shè)備上。

當(dāng)車發(fā)生異常情況時(shí)，則馬上將車的位置的具體信息發(fā)送到車主的移動(dòng)終端設(shè)備內(nèi)，讓車主能在車輛發(fā)生異常時(shí)的第一時(shí)間接收到準(zhǔn)確的車輛位置信息，從而傳達(dá)報(bào)警信息。當(dāng)車內(nèi)置的防風(fēng)裝置損壞后，檢測(cè)信號(hào)的傳感器檢測(cè)到了因人為或者天災(zāi)等不可抗力因素造成的損害后的振動(dòng)、光照、聲音等基本信息后，傳感器將這些信息轉(zhuǎn)化成隨著時(shí)間而變化的電壓或電流或者轉(zhuǎn)化成其他對(duì)應(yīng)所需的形式的信息輸出到對(duì)應(yīng)的單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，并將數(shù)據(jù)解析出來(lái)發(fā)送到車主的移動(dòng)終端設(shè)備內(nèi)，同時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警器進(jìn)行振動(dòng)報(bào)警。

單片機(jī)使用的是STM32F103單片機(jī)，單片機(jī)接收到傳感器接收過來(lái)的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的閾值后將啟動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警裝置，并通過GPS模塊將信息傳送給車主。

GPS模塊用于獲取車主車輛的當(dāng)前地理坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)速度、周邊、方向等基本信息，然后通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳送給處理器，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)導(dǎo)航和監(jiān)控。GPS模塊采用蓄電池作為電源供電。當(dāng)GPS模塊通電后，開始自動(dòng)搜索衛(wèi)星導(dǎo)航信息，隨后將定位到的數(shù)據(jù)按照一位一位的傳輸方式順序的傳輸給控制器，控制器接收到了數(shù)據(jù)并將其緩存起來(lái)，再經(jīng)過對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以及解析，從而獲得定位信息，利用電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)以及Android平臺(tái)軟件的API接口將定位信息顯示在液晶屏幕上。

3.研究過程及結(jié)果

本文研究的難點(diǎn)主要在于振動(dòng)傳感器和聲光傳感器各種數(shù)據(jù)的獲取及測(cè)試，單片機(jī)的處理相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。振動(dòng)傳感器最大的特點(diǎn)就是多功能性，比較智能化以及數(shù)字化，本文采用的檢測(cè)方法是機(jī)械式和電測(cè)式。機(jī)械式測(cè)量法將不同層次的振動(dòng)量轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的機(jī)械信號(hào)，這些信號(hào)需要經(jīng)過一定的放大處理后，傳輸給傳感器并進(jìn)行計(jì)算與處理，才能夠進(jìn)行測(cè)量的數(shù)據(jù)。但是這種方法得到的數(shù)據(jù)波動(dòng)太大，非常的不準(zhǔn)確。所以本文又采用了第二種方法也就是電測(cè)試測(cè)量法，同樣的，這種方法也是把對(duì)應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，傳輸給傳感器，再經(jīng)過精確的計(jì)算與微處理轉(zhuǎn)換為可讀信號(hào)，進(jìn)而得出較為準(zhǔn)確的多組數(shù)據(jù)。這樣得到的數(shù)據(jù)波動(dòng)較小。從而證實(shí)了本次研究方案的可行性。

雖然方案可行，但是應(yīng)用到實(shí)際情況的時(shí)候，往往情況要復(fù)雜的多。當(dāng)汽車停車后，它本身是不會(huì)移動(dòng)的，故汽車的狀態(tài)一般都是不可抗力因素或者人為因素造成的改變。本文在研究過程中首先設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)值，統(tǒng)一處理成報(bào)警信息的閾值，當(dāng)外界對(duì)車造成的影響被系統(tǒng)檢測(cè)到并達(dá)到這個(gè)閾值后，系統(tǒng)直接判定其為被盜信號(hào)，從而做出相應(yīng)的應(yīng)急反應(yīng)，如囂叫發(fā)光，給車主的移動(dòng)通信設(shè)備發(fā)送信息提示。因?yàn)椴徽撌侨藶橐蛩兀€是外界因素，都是對(duì)車物理結(jié)構(gòu)造成影響，反映了車本身發(fā)生了損害或出現(xiàn)被盜現(xiàn)象，而車主關(guān)心的是車本身有無(wú)發(fā)生損害，當(dāng)車發(fā)生了不論是人為還是自然造成的危害后，能夠第一時(shí)間得到消息，進(jìn)而第一時(shí)間到達(dá)事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)汽車，對(duì)事故做出對(duì)應(yīng)的處理，這才是車主真正所需要的需求。所以我們將系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一的閾值，當(dāng)超過這個(gè)閾值則會(huì)做出對(duì)應(yīng)的應(yīng)急方案。

4.結(jié)尾

智能車載防盜技術(shù)采用物聯(lián)網(wǎng)以及GPS移動(dòng)通信相結(jié)合的技術(shù)，完成了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能車載防盜系統(tǒng)的研究。經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)，成功的克服了數(shù)據(jù)的采集與傳輸上的困難，克服了在GPRS定位上追蹤不足的缺陷，真正意義上實(shí)現(xiàn)了汽車的防盜。讓智能防盜系統(tǒng)不僅僅限于車的防風(fēng)裝置，更應(yīng)該拓展到汽車其他的領(lǐng)域方面去，為我們的用戶提供優(yōu)質(zhì)的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]?肖清旺，王錦華，朱易翔.物聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備識(shí)別方法[J].電信科學(xué)，2017，33（02）：3-8.[2017-08-31].

[2]?方小祥.物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（04）：258-259.（2017-03-07）[2017-08-31].

作者簡(jiǎn)介：廖順程，男（2000.2--）湖北武漢，大三學(xué)生，專業(yè)：數(shù)據(jù)傳輸與處理。

伍保紅，女（1985.4--）湖北武漢，講師，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)工程。

曾惠敏，女（2000.5--）湖北武漢，大三學(xué)生，專業(yè)：數(shù)據(jù)傳輸與處理。

基金項(xiàng)目：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（S202013242023）