【系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文】電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

【系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文】電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析摘要：針對目前電動(dòng)車及電瓶易失竊的問題，以單片機(jī)為核心，結(jié)合聲光報(bào)警電路、GSM通信模塊、位移傳感器和語音播報(bào)模塊等外圍電路，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款新型的電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)。與傳統(tǒng)電動(dòng)車報(bào)警器相比，該系統(tǒng)不僅解決了傳統(tǒng)電動(dòng)車報(bào)警器由于虛報(bào)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(jìn)行警示，從而可以遏制偷盜行為，達(dá)到減少人們經(jīng)濟(jì)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：電動(dòng)車；防盜報(bào)警系統(tǒng)；報(bào)警電路；無線遙控；位移傳感器；語音播報(bào)模塊引言隨著社會(huì)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(dòng)車因其綠色環(huán)保、方便快捷的優(yōu)點(diǎn)成為人們生活中重要的交通工具1。然而時(shí)常發(fā)生的電動(dòng)車或電動(dòng)車電瓶被盜事件不僅給車主帶來了經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也給社會(huì)增加了不安全因素。目前的電動(dòng)車防盜裝置大體分為兩大類：一類是依靠機(jī)械式的防盜鎖；另一類是安裝報(bào)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(dòng)車用戶選擇第二種防盜裝置，在電動(dòng)車上安裝了報(bào)警器，在鎖車的同時(shí)，開啟該防盜報(bào)警裝置。但由于一些報(bào)警裝置靈敏度較高，遇到刮風(fēng)、雷雨天氣，或者是輕微震動(dòng)都會(huì)觸動(dòng)電動(dòng)車報(bào)警器，使報(bào)警器虛報(bào)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(jì)一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綠色環(huán)保且安全可靠的電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)具有十分重要的意義24。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理本文所設(shè)計(jì)新型電動(dòng)車防盜報(bào)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(bào)警、語音播報(bào)模塊、GSM通信模塊和用戶手機(jī)5，如圖1所示。關(guān)閉電動(dòng)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(dòng)電動(dòng)車或者電動(dòng)車電瓶時(shí)，位移傳感器感應(yīng)到電動(dòng)車或者電動(dòng)車電瓶的移動(dòng)，將感知信息發(fā)送至控制中心，控制中心收到信息后同時(shí)將控制指令傳至語音播報(bào)模塊、聲光報(bào)警模塊及用戶手機(jī)，語音播報(bào)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(shí)現(xiàn)對小偷的警示作用，從而使小偷放棄偷盜行為。同時(shí)，用戶可以通過手機(jī)實(shí)時(shí)查看電動(dòng)車或者電動(dòng)車電瓶的位置信息，并對其進(jìn)行定位跟蹤。2系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)2.1控制中心控制中心為整個(gè)系統(tǒng)的核心，采用STM32F103C8T6最小系統(tǒng)，它是一款基于ARMCortexM內(nèi)核STM32系列的32位微控制器，具有擴(kuò)展性強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足本設(shè)計(jì)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(gè)電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警及聲音播報(bào)模塊的單獨(dú)控制，且電動(dòng)車車主可以通過此模塊對電動(dòng)車進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。2.3位移傳感器位移傳感器安裝在電動(dòng)車電瓶盒內(nèi)，用于感知電瓶或電動(dòng)車的位置移動(dòng)，當(dāng)小偷偷盜電動(dòng)車或電動(dòng)車電瓶時(shí)，其位置發(fā)生移動(dòng)，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(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的操作。本設(shè)計(jì)采用MPU6050六軸加速度傳感器，具有體積小、實(shí)用、方便等優(yōu)點(diǎn)6。2.4GSM通信模塊GSM通信模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)用戶手機(jī)與控制中心的通信。用戶手機(jī)裝有監(jiān)控APP，可以通過GSM通信模塊實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作及控制。本系統(tǒng)選用GAB6mini模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，具有體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)78。2.5報(bào)警模塊報(bào)警模塊由有源蜂鳴器和1個(gè)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(jì)原理圖如圖3所示。2.6語音播報(bào)模塊語音播報(bào)模塊包括外接在單片機(jī)的語音模塊及外接揚(yáng)聲器，語音模塊中存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)語音，當(dāng)語音播報(bào)模塊接收到控制中心指令時(shí)，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(jì)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)，對其軟件功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)流程如圖4所示。打開布防開關(guān)，位移傳感器實(shí)時(shí)獲取電瓶位移信息，當(dāng)檢測到位置信息發(fā)生變化時(shí)，一方面啟用聲光報(bào)警及語音播報(bào)模塊，同時(shí)通過GSM通信模塊將位置信息發(fā)送至用戶手機(jī)，用戶根據(jù)實(shí)際情況遠(yuǎn)程控制關(guān)閉聲光報(bào)警及語音播報(bào)模塊1011。4測試結(jié)果經(jīng)過焊接調(diào)試，最終所設(shè)計(jì)電動(dòng)車防盜報(bào)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(jìn)行多次測試修改后，最終能夠?qū)崿F(xiàn)圖1中實(shí)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(kuò)展使用。因此，與傳統(tǒng)電動(dòng)車報(bào)警系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）采用位移傳感器感知電動(dòng)車或者電動(dòng)車電瓶位置是否發(fā)生移動(dòng)來判斷偷盜行為，從而進(jìn)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(shí)不會(huì)造成噪聲污染，解決了以往一些電動(dòng)車報(bào)警裝置由于報(bào)警器靈敏而虛報(bào)導(dǎo)致的擾民問題。2）本系統(tǒng)模塊相互獨(dú)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(jì)實(shí)用及擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)。參考文獻(xiàn)1孔維賓，李龍輝，徐東超，等.智能電動(dòng)車防盜報(bào)警系統(tǒng)研究J.電子世界，2018（20）：179180.2余鏡，何國田.電動(dòng)車電池防盜追回系統(tǒng)J.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（2）：194195.3唐玉兵，朱雪瑤.家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)J.無線互聯(lián)科技，2018，15（13）：5960.5張志杰.基于單片機(jī)STM32的汽車電子防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.南寧：廣西大學(xué)，2014.6袁鑫宏，王興.基于MPU6050六軸傳感器的平衡車姿態(tài)檢測及控制方案J.信息與電腦（理論版），2018（23）：103104.7張任，高雙，郭曉燕.基于GSM模塊的防盜監(jiān)控器設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（15）：2728.8張啟帆，王哲.基于GPS與GSM的電動(dòng)車智能防盜系統(tǒng)J.電子制作，2018（9）：3334.9張?jiān)?基于AT89C52的遠(yuǎn)程智能語音防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（13）：100103.11化明松.基于單片機(jī)的電動(dòng)自行車無線防盜報(bào)警鎖J.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018（26）：74.