基于STM32的遠程監控汽車防盜報警系統的設計

張姣 伍保紅

摘?要：車載智能防盜通信裝置基于STM32單片機技術、聲光感應技術、4G技術等先進技術開發制作。相較于目前市面上的車載報警裝置和GPS技術，在安全性、智能化、可追溯性，實時性等方面都得到了極大的提升，充分滿足當前智慧警務的需求。

關鍵詞：單片機;GPS;聲光感應技術;4G技術;報警

1.引言

隨著我國經濟的高速發展和交通的不斷改善，人民群眾的生活水平也隨之水漲船高。據統計，截至2018年1月中旬，中國機動車保有量達3.10億輛，其中汽車2. 17億輛;機動車駕駛人達3.85億人，其中汽車駕駛人3.42億人，汽車已經成為人們日常出行生活的重要組成部分。隨之而來的是汽車車內財產被盜案件數量的增多，人們對私有財產的保護欲也越來越高，因此，各個領域加深了對汽車防盜技術的研究，對汽車的防盜問題也成為人們關注的焦點。

針對這一現象，本文設計了一種車載智能防盜通信裝置。車載智能防盜通信裝置基于單片機技術、聲光感應技術、4G技術等先進技術開發實現。相較于目前市面上的車載報警裝置和GPS技術，在安全性、智能化、可追溯性，實時性等方面都得到了極大的提升，充分滿足當前智慧城市的需求。當系統檢測到玻璃破碎時，自動發出聲光報警并撥打指定電話或給指定電話發送報警信息，提醒該車輛狀況異常;可以通過手機關閉或者打開報警系統，從而起到了防盜的作用。

2.系統的概述

遠程監控汽車防盜報警系統硬件部分由STM32單片機、聲光傳感器、玻璃破碎檢測傳感器、手機端、以及4G模塊（相當于GPS模塊）等器件組成，它是以單片機為控制核心，采用C語言進行底層信息的采集，4G技術為網絡通信所構成的防盜報警系統。其遠程監控汽車防盜報警系統的結構框架圖如圖1所示。

本系統所涉及的軟件開發技術有NMEA-0183協議（GPS接受設備的標準接口）、TCP/IP，UDP，HTTP協議、AT指令（只用于Modem操作）、JavaEE技術、同時還用到了Stringboot框架、MUI框架和Html5技術對頁面進行渲染、以及利用JS實現頁面的交互。

首先，采用聲光、震動等多個傳感器實時采集車輛的狀態，當系統檢測到玻璃破碎或者遭受擊打時，傳感器將采集到的信息傳送給單片機，從而觸發報警系統，自動發出聲光報警，單片機通過串口發送對應的AT指令實現短信收發和電話的通信實現信息的傳輸與轉換。進而撥打車主綁定的電話號碼或者給指定電話發送GPS定位信息和報警提示信息（提示“您的汽車出現異常，請及時處理！”），以此來提醒車主車輛狀況異常。車主也可以通過手機端關閉或者打開報警系統，為車主提供了便利。

3.系統的設計

由于外部環境的測試條件不夠完善以及設備有限，本系統基本上都是在實驗室進行的。本系統采用STM32F103單片機，該單片機是一個32位ARM微控制器，其內核是Cortex-M3，具有72MHz的速度和高達1MB 的閃存。該處理器功耗低、性價比高、應用廣泛，具有電源管理電路和多種復位保護措施。豐富的I/O接口和數模轉換電路為傳感器的接入提供了方便。

單片機主要是負責控制整個單元系統的協調以及控制輸入輸出功能等操作。單片機運行的初始狀態是由復位電路操控的，因為復位電路能夠快速簡潔的啟動單片機。單片機通過串口接收4G模塊傳輸過來的數據，以及通過給串口發送對應的AT指令實現短信收發和電話的通信，從而實現信息的傳輸與轉換。

傳感器主要采用YT-JB3A電容式震動傳感器，適這種傳感器主要用于金屬門、保險箱、ATM取款機、車窗玻璃等防盜裝置，這里用在汽車防盜裝置上大大降低了汽車被盜的風險，該傳感器具有檢測覆蓋率廣、抗干擾能力強、靈敏度高、價格低等特點，并且后期的信號處理比較簡單。

聲光報警裝置是在傳感器檢測到的數值超過預設值時而觸發的。首先設定一個臨界值，當外來因素的沖擊力度對汽車車窗的影響高于臨界值時，也就是超出了汽車的安全范圍時，震動傳感器采集到的模擬信號經過A/D轉換，送到單片機進行預處理，通過驅動電路發送指令給聲光報警器并發出報警，再通過串口將報警信息傳輸到移動無線通信設備或直接撥打車主電話。車主能第一時間收到消息后趕到現場，并及時的處理問題，從而達到的遠程監控汽車防盜的目的，以提醒用戶車輛有被盜危險。

GPS模塊利用衛星發射信號與地面監控設備和GPS信號接收機組成全球定位系統，保證車輛何時何地都能收到衛星發出的信號。當車主離開后，如果汽車啟動的話，GPS將直接鎖定點火來達到防盜的目的，并通過GPS衛星定位系統，將報警車輛所在的位置傳送到車主手機上。因此，需要每輛汽車的GPS系統正常，系統才能起到防盜作用。

4.系統的測試

系統平臺搭建完成后，要對其各個功能進行車載測試，以驗證其可行性與有效性。通過改變車輛的狀態或者傳感器監測的環境，使檢測的數據達到預先的設置值后觸發聲光報警裝置發出報警，同時單片機通過4G網絡將車輛信息以短信和電話的方式傳送給車主，提示車主車輛狀態異常，請盡快處理，經過多次軟硬件調試和系統功能測試表明，該系統實現了遠程車輛防爆報警的功能。

5.結束語

該系統成本低廉，安裝便捷，不增加車主的負擔也不需要投入過多的經費，具有廣闊的應用前景。同時，該系統還具有良好的擴展功能，可以在此基礎上進行簡單的改動即可實現更加豐富的功能，例如增加一個簡單發聲系統與麥克風就可以實現手機與偷盜者之間的語音通話，增加一個攝像頭即可實現視頻圖像確定是否存在虛報現象。總之，本系統達到了預期效果，運行穩定、可靠，具有一定的實用性。

參考文獻

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作者簡介：張姣，女（1997.10--）湖北孝感，在校大四學生，專業：物聯網工程。

伍保紅，女（1985.4--）湖北武漢，講師，碩士，研究方向：嵌入式系統軟件開發，計算機科學與技術。

基金項目：大學生創新創業訓練計劃項目（S202013242023）