電動車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計分析

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摘要：針對目前電動車及電瓶易失竊的問題，以單片機為核心，結(jié)合聲光報警電路、GSM通信模塊、位移傳感器和語音播報模塊等外圍電路，設(shè)計實現(xiàn)了一款新型的電動車防盜報警系統(tǒng)。與傳統(tǒng)電動車報警器相比，該系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)電動車報警器由于虛報造成的擾民及環(huán)境噪聲污染問題，最重要的是系統(tǒng)采用語音及聲光對偷盜行為進行警示，從而可以遏制偷盜行為，達到減少人們經(jīng)濟損失的效果。通過軟硬件調(diào)試結(jié)果可知，該系統(tǒng)操作簡單、性能良好，具有較高的實際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：電動車；防盜報警系統(tǒng)；報警電路；無線遙控；位移傳感器；語音播報模塊

引言

隨著社會的快速發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，交通工具也不斷更新?lián)Q代。電動車因其綠色環(huán)保、方便快捷的優(yōu)點成為人們生活中重要的交通工具[1]。然而時常發(fā)生的電動車或電動車電瓶被盜事件不僅給車主帶來了經(jīng)濟損失，同時也給社會增加了不安全因素。目前的電動車防盜裝置大體分為兩大類：一類是依靠機械式的防盜鎖；另一類是安裝報警器。對于前者，很多現(xiàn)有開鎖技術(shù)很容易將鎖打開，因此，很多電動車用戶選擇第二種防盜裝置，在電動車上安裝了報警器，在鎖車的同時，開啟該防盜報警裝置。但由于一些報警裝置靈敏度較高，遇到刮風(fēng)、雷雨天氣，或者是輕微震動都會觸動電動車報警器，使報警器虛報而產(chǎn)生嚴(yán)重的擾民現(xiàn)象及環(huán)境噪聲污染。因此，設(shè)計一款經(jīng)濟實用、綠色環(huán)保且安全可靠的電動車防盜報警系統(tǒng)具有十分重要的意義[2⁃4]。

1系統(tǒng)設(shè)計原理

本文所設(shè)計新型電動車防盜報警系統(tǒng)包括控制中心、開關(guān)模塊、位移傳感器、電源模塊、聲光報警、語音播報模塊、GSM通信模塊和用戶手機[5]，如圖1所示。關(guān)閉電動車電源或通過遠(yuǎn)程控制使系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，當(dāng)小偷移動電動車或者電動車電瓶時，位移傳感器感應(yīng)到電動車或者電動車電瓶的移動，將感知信息發(fā)送至控制中心，控制中心收到信息后同時將控制指令傳至語音播報模塊、聲光報警模塊及用戶手機，語音播報模塊發(fā)出預(yù)設(shè)的“你已被監(jiān)控”或者“你已被拍照”的警示音，實現(xiàn)對小偷的警示作用，從而使小偷放棄偷盜行為。同時，用戶可以通過手機實時查看電動車或者電動車電瓶的位置信息，并對其進行定位跟蹤。

2系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計

2.1控制中心

控制中心為整個系統(tǒng)的核心，采用STM32F103C8T6最小系統(tǒng)，它是一款基于ARMCortex⁃M內(nèi)核STM32系列的32位微控制器，具有擴展性強、性價比高等優(yōu)點，能夠滿足本設(shè)計需求。芯片管腳如圖2所示。

2.2開關(guān)模塊

開關(guān)模塊不僅控制整個電動車防盜報警系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，同時可以實現(xiàn)聲光報警及聲音播報模塊的單獨控制，且電動車車主可以通過此模塊對電動車進行遠(yuǎn)程控制。

2.3位移傳感器

位移傳感器安裝在電動車電瓶盒內(nèi)，用于感知電瓶或電動車的位置移動，當(dāng)小偷偷盜電動車或電動車電瓶時，其位置發(fā)生移動，位移傳感器將感應(yīng)到的信息發(fā)至控制中心，控制中心進而進行相應(yīng)的操作。本設(shè)計采用MPU6050六軸加速度傳感器，具有體積小、實用、方便等優(yōu)點[6]。

2.4GSM通信模塊

GSM通信模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)用戶手機與控制中心的通信。用戶手機裝有監(jiān)控APP，可以通過GSM通信模塊實現(xiàn)對電動車防盜系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作及控制。本系統(tǒng)選用GAB⁃6mini模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，具有體積小、功耗低的優(yōu)點[7⁃8]。

2.5報警模塊

報警模塊由有源蜂鳴器和1個LED燈組成，有源蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，LED燈發(fā)出閃爍信號，對偷盜者起到震懾警示作用。電路設(shè)計原理圖如圖3所示。

2.6語音播報模塊

語音播報模塊包括外接在單片機的語音模塊及外接揚聲器，語音模塊中存儲有預(yù)設(shè)語音，當(dāng)語音播報模塊接收到控制中心指令時，發(fā)出“你已被監(jiān)控”或“你已被拍照”的預(yù)設(shè)警示語音，對偷盜者起到震懾作用，從而使小偷放棄偷盜行為，防患于未然[9]。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)上述設(shè)計的電動車防盜報警系統(tǒng)，對其軟件功能進行設(shè)計，具體設(shè)計流程如圖4所示。打開布防開關(guān)，位移傳感器實時獲取電瓶位移信息，當(dāng)檢測到位置信息發(fā)生變化時，一方面啟用聲光報警及語音播報模塊，同時通過GSM通信模塊將位置信息發(fā)送至用戶手機，用戶根據(jù)實際情況遠(yuǎn)程控制關(guān)閉聲光報警及語音播報模塊[10⁃11]。

4測試結(jié)果

經(jīng)過焊接調(diào)試，最終所設(shè)計電動車防盜報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能。系統(tǒng)硬件及測試結(jié)果如圖5，圖6所示。

5結(jié)語

本文系統(tǒng)在進行多次測試修改后，最終能夠?qū)崿F(xiàn)圖1中實線方框中的所有模塊功能，但為了節(jié)省成本，定位模塊及攝像頭沒有安裝，這兩部分可以作為系統(tǒng)擴展使用。因此，與傳統(tǒng)電動車報警系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：1）采用位移傳感器感知電動車或者電動車電瓶位置是否發(fā)生移動來判斷偷盜行為，從而進行聲音和燈光閃爍的雙重警示，將偷盜行為防患于未然，同時不會造成噪聲污染，解決了以往一些電動車報警裝置由于報警器靈敏而虛報導(dǎo)致的擾民問題。2）本系統(tǒng)模塊相互獨立，可以根據(jù)用戶需要任意組裝搭配，具有靈活方便、便于安裝、經(jīng)濟實用及擴展性好等優(yōu)點。3）本系統(tǒng)還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域的防盜警示中，如汽車、摩托車以及一些貴重物品等，因此具有應(yīng)用面廣的優(yōu)點。

參考文獻

[1]孔維賓，李龍輝，徐東超，等.智能電動車防盜報警系統(tǒng)研究[J].電子世界，2018（20）：179⁃180.

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[3]唐玉兵，朱雪瑤.家庭防盜報警系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（13）：59⁃60.

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[7]張任，高雙，郭曉燕.基于GSM模塊的防盜監(jiān)控器設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（15）：27⁃28.

[8]張啟帆，王哲.基于GPS與GSM的電動車智能防盜系統(tǒng)[J].電子制作，2018（9）：33⁃34.

[9]張元敏.基于AT89C52的遠(yuǎn)程智能語音防盜報警系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（13）：100⁃103.

[11]化明松.基于單片機的電動自行車無線防盜報警鎖[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018（26）：74.

作者：劉亞榮 謝曉蘭 覃偲蕓 單位：桂林理工大學(xué)