基于车联网的汽车智能防盗系统设计

ｉ０Ｓ平台模块 一智一
人体感应模块 驾驶座位压力
传感器
ＡＴ８９Ｃ５１
电源管理模块
西匦
补，将其加以综合，形成与系统环境一致完整描述，可降 低其不确定性，提高了决策、规划和反应的快速性，提高 了防盗报警器的精确性，如图２所示。
报警模块
（１）光敏电阻能够检测到车主是否有指示信号发送， 来确定是否开启防盗装置。 （２）直线位移传感器能够检测到锁扣动作判断智能
ＧＳＭ通信模块设计 系统采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的新一代无线通信模块ＴＣ３５ｉ，
配合相应的外围电路可实现ＳＭＳ消息服务功能。ＴＣ３５ｉ 共有４０个引脚，通过ｚｌＦ连接器分别与电源、启动和关 闭、ＳＩＭ卡、数据通信、状态指示等电路连接。ＴＣ３５
ＧＳＭ
模块提供的命令接口符合ＧＳＭ ０７．０５和ＧＳＭ ０７．０７规 范。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过 串口向数据终端设备发送指示信息，数据终端设备可以 使用ＧＳＭ ＡＴ指令通过串口向ＧＳＭ模块发送各种命 令。通过ＡＴ指令可以控制ＳＭＳ消息的接收与发送［３］。 系统处于设防状态，警情发生时，人体感应模块、振 动传感器模块采集车信息，通过ＧＳＭ通信模块发送到 车主手机，控制器启动声光报警模块进行报警；车主也 可通过ＧＳＭ短信息随时查询汽车安全状态，当ＧＳＭ模 块收到车主信息时，发送一个巡检信号给单片机，单片 机经过处理发出控制信号唤醒防盗系统，拍摄５张照片 和ＧＰＳ电子截图传到云端账号，车主根据云端照片信息 可以快速确定车辆状态，若是被盗可立即报警。 １．５远程防盗追踪模块设计 远程防盗追踪模块主要由三部分组成：断电控制模 块、充放电模块以及ｉＯＳ平台模块。手机控制电路可以 根据信号拨打车主电话报警，自动开启照相装置对犯罪
６】
《电子技术应用》２０１５年第４１卷第３期 万方数据
自动向公安机关报警及发出求救信号。 １．３传感器检测信息融合设计
网络运营商
网络运营商 网络运营商
多传感器信息融合是一门新兴技术，可有效地降低 不确定性，提高决策的精确性，大大降低误报率，本系统
号
贪
Ｇｓ姗ａ信模块
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采用光敏电阻、红外人体感应、直线位移、振动和压力传 感器，利用这些传感器提供的局部信息存在冗余和互
ｅｍｅｌｇｅｎｃｙ
ｔｅｍｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｔ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｃａｍｅｌ．ａ，ＧＰＳ
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２系统软件设计
防盗系统的软件设计主要分为两部分，即信号检测 处理及防盗装置控制。信号检测处理部分为直线位移传 感器和振动传感器信号Ａ／Ｄ转换以及信号接收处理， 红外发射信号以及红外接收信号的处理。防盗装置控制 为控制断电装置以及ＧＰＳ、拍照功能的开启及数据传输。 ２．１软件设计及流程图 首先确保装置未启动，取消置ｌ端的作用确定Ｄ触 发器ＳＤ／ＲＤ无效，检测压力传感器信号，低电平表示压 力传感器动作，汽车正常解锁应关闭防盗装置，此时还 需判断是否有来电，低电平表示有来电，要开启ＧＰＳ以 及拍摄功能。如果压力传感器没有动作，表示车没有解 锁，此时还需判断是否有来电，０表示有来电，开启ＧＰＳ 以及拍摄功能，检测振动传感器输入信号，低电平表示 振动传感器动作，启动红外装置，如果有高低电平跳变 表示有人侵入，开启防盗装置，系统流程图如图３所示。 ２．２系统仿真及分析 利用单片机开发软件Ｋｅｉｌ编写程序并调试成功，在 仿真软件Ｐｒｏｔｅｕｓ中进行仿真，取得了较好效果，系统的 整体仿真如图４所示，ｒｅｄｃ、ｃｈｌ、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４分别模拟
ｉＯＳ模块控制设计框图如图２所示。通过光敏电阻 开关控制ＴＰ５０４６模块的开启关闭，实现给ｉ０Ｓ模块供 电以及控制ａｃｔｉｖａｔｏｒ软件的动作的功能，再通过ａｃｔｉｖａｔｏｒ 软件控制ＧＰＳ以及照相机的开启并将数据通过ｉＣｌｏｕｄ 传输到ｉ０Ｓ设备中。当车主发现车钥匙丢失时可以通过 手机遥控ｉＯＳ模块，ｉＯＳ模块收到指示后会通过来电闪 电路发出光亮，被光敏电阻感知后开启前置照相机对犯 罪嫌疑人拍照，之后开启ＧＰＳ。 １．７断电控制电路设计 根据点火原理设计的断电控制电路，将断电装置继 电器放置于蓄电池与点火线圈之间，由单片机控制继电 器动作，防盗装置开启时继电器断开，点火电路断路不 能点火；防盗装置关闭时继电器闭合，点火电路断路可 正常点火。此电路的设计可以增强车辆的安全性，车辆 非法进入时，自动切断启动电路阻止被盗。
基于车联网的汽车智能防盗系统设计
赵亭
（上海大学机电工程与自动化学院，上海２０００７２）
摘要：针对目前汽车防盗系统所存在的不足与缺陷，设计了一款基于车联网的智能防盗系统， 该系统可以实现智能防盗预警及失盗追踪。利用多传感器融合技术智能识别是否强行进入车辆来启 动防盗系统；借助手机平台及互联网技术实现拍照、ＧＰＳ跟踪、数据自动传输至网络、手机远程遥控和 紧急按键启动防盗系统等功能。利用ＰＲＯＴＵＥＳ软件建立系统原理图并进行仿真，取得较好效果；搭 建硬件实验平台，验证了系统的稳定性和可靠性。实验结果表明，该系统报警精准度为９２％，定位精
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钥匙是否在有效范围内，确定车辆是安全状态下打开后 关闭防盗装置，以防止误报。本设计采用ｓｏｗａｙ磁致伸 缩位移传感器，其使用寿命长，环境适应性强，不需要定 期维护，绝对量输出，重启无须重归调零位。具有高精 度、高稳定性、高可靠性、高重复性。 （３）振动传感器可以检测到是否车辆有大幅度振动， 例如由强行撬开车门、砸碎车窗玻璃而引起的车身剧烈 震动，来确定是否是有人想要非法强行进入或移动车辆。 （４）红外人体感应电路和驾驶座压力传感器电路综 合检测判断是否有人在非法上车，增强了系统的可靠 性。人体感应传感器采用ＤＹＰ—ＭＥ００３，其可靠性强，灵 敏度高，超低电压工作模式，其特点有：全自动感应、光 敏控制、温度补偿等。
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图２单片机控制系统框图 ６２
嫌疑人连续拍照，并自动上传至网络账号。随即自动开
欢迎网上投稿ｗｗｗ．ＣｈｉｎａＡＥＴ．ｃｏｍ
《电子技术应用》２０１５年第４１卷第３期
万方数据
启ＧＰＳ软件追踪车辆位置，并将信息借由图片发送到网 络上供车主查看，根据照片信息可快速定位被盗车辆 的位置及状态，及时报警，可快速追回车辆并快速锁定 盗车疑犯。本系统采用的是Ｐｈｏｔｏ Ｓｔｒｅａｍ（照片流）的功 能通过这一服务，所有ｉＰｈｏｎｅ拍摄的照片会自动推送至 服务器，然后服务器会将这些内容再推送到使用个人ＩＤ 登录过的每个苹果设备上或者装有ｍａｃ
１．４
系统可实现功能：当人下车后，车内系统处于睡眠 状态降低耗电量；当车主的智能钥匙进入有效范围，汽 车自动解锁，直线位移传感器检测到车门车锁的动作， 并将信号传给单片机，１ ｍｉｎ后若驾驶座压力传感器压 力值达到设定范围，经过单片机将两种传感器信息融合 处理后，控制防盗模块关闭防盗系统；若未检测到车锁 动作，则通过振动传感器以及红外人体感应传感器来判 断是否有人强行侵入，如果有人强行侵入，则唤醒防盗 系统，开启断点控制以及手机模块启动防盗追踪，并通 过ＧＳＭ将设定信息发送到车主设定手机；车主可随时 通过手机远程开启车内的防盗系统、查询车辆状况，可 解决钥匙丢失带来的隐患。 １．２系统控制模块设计 本系统主板由ＡＴ８９Ｃ５１控制芯片和扩展电路组成， 它是下位机车载系统的控制核心；扩展电路根据下位机 控制设计要求，尽量保证控制系统的简单和可靠。该系 统分为４个模块：Ｉ／Ｏ模块、Ａ／Ｄ模块、通信模块及单片 机最小系统，如图２所示。光敏电阻能够检测到车主是 否有指示信号发送，来确定是否开启防盗装置；断电装 置可以切断蓄电池电路，来阻止盗贼启动车辆。ｒｅｄｃ引 脚用来控制红外线装置开启关闭，ｓｃ引脚用于控制Ｄ 触发器的重置，ＧＰＳＣ引脚用于控制ＧＰＳ、拍照装置以及 断电装置在手机信号单独触发下的开启关闭。紧急报警 按键实现车主发生突发事件（如遭遇抢劫或交通事故）时
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ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ
度可达５ ｍ，具有较高社会应用价值。
关键词：单片机；车联网；手机平台；ＧＰＳ电子地图；ＧＳＭ
中图分类号：ＴＰ２７７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５８—７９９８（２０１５）０３—００６１—０４ ＤＯｌ：１０．１６１５７，ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．２０１５．０３．０１５
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
ｓｍａｒｔ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｔｉ—ｔｈｅｆｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ
ｐｌａｔｆｏ啪；ＧＰＳ
ｅ】ｅｃ【ｍ１１ｊｃ ｍａｐ；ＧＳＭ
０引言 目前的汽车防盗系统主要分为四种类型：机械式防 盗装置、电子防盗报警装置、芯片式防盗装置、网络式防 盗系统，目前比较流行的是网络式汽车防盗系统。ＧＰＳ 防盗系统具有车辆寻迹、定位、截停和车况报告的功能。 通过卫星对车辆全天候监测实现盗后精确定位、快速寻 回车辆。ＧＰＳ防盗系统技术先进，防盗效果好，但是价格 昂贵，需要支付高昂的服务费用而无法普及…；ＧＳＭ网 络防盗系统利用全球无线通信网络，可很好地预防车辆 被盗，而且成本很低【＇－３１。在警情发生的几秒钟内通过发 短信或拨通车主手机进行报告，同时切断汽车点火启动 电路，使汽车无法启动，通过网络实现不限时间、不限距 离的远程防盗，使人车“形影不离”，实现真正意义上的
防盗功能。车联网的兴起，为网络式防盗系统提供了有 力的技术支持。本文借鉴电子式和网络式防盗的优点． 设计了一款基于车联网的汽车智能防盗系统，并完成了 系统仿真，搭建了硬件实验平台，经过仿真和实验，验证 了该系统的稳定性、远程防盗及失盗追踪性能。
１系统设计
１．１系统总体方案设计 车联网包括车内网、车车网和车外网，本系统基于 车联网设计，主要包括中央控制模块、传感器检测模块、 ｉ０Ｓ平台模块、断电控制模块、报警及通信模块，如图ｌ 所示。本系统采用５１单片机做为控制器，高效、稳定、性 价比高。模块化设计利于系统测试及维护，稳定性好；利 用现有通信网络平台，信号稳定，大大节约成本。
ｏｓ
ｘ的苹果电脑
或者砌ｎｄｏｗｓ系统的电脑。在拍摄犯罪嫌疑人的照片以
及ＧＰＳ跟踪信息截图后，图片都会由ｉＣｌｏｕｄ发至每个ａｐ—
ｐｌｅ
ｉｄ账号设备，机主可以通过在ｍａｃ电脑上登录印ｐｌｅ
ｉｄ或者持有相同ａｐｐｌｅ ｉｄ的ｉＰｈｏｎｅ或者ｉＰａｄ来查看照 片，可快速锁定车贼追回车辆。
１．６ ｉＯＳ模块控制设计