物联网电动车防盗系统设计

［摘要］现有的电动车车锁产品功能都过于单一，智能化、自动化程度不高，市场上大部分产品都还是手动开启。针对现有情况设计基于物联网的电动车防盗系统，以物联网的三层体系来设计，包括感知层的数据采集、网络层的GPRS数据传输、应用层的数据存储与处理。该设计使用震动传感模块检测电动车的状态，再通过GPRS把状态以及GPS+北斗定位模块的定位数据发送至服务器中，再转发至用户手机上，从而实现实时监控;用户同样可以通过手机控制电动车锁的打开与关闭，这种控制方式无需通过钥匙开锁或者解锁，极大地提升了设备智能化程度。

［关键词］物联网技术;电动车防盗;北斗定位

1引言

快节奏的生活对应的是快节奏的生活用品。当前市场上电动车锁还使用着第一代弹子锁，弹子锁作为古老的产品需要手动使用钥匙才能打开和关闭，极其复杂与费时;而在防盗方面，现有产品直接使用简单粗暴的鸣笛来试图震慑小偷，而对盗窃监测的技术也是比较单一，只能靠小偷是否剪断车锁来判断电动车的状态。本文结合物联网(Internetofthings简称IoT)技术，着重解决这两个较为突出的问题。

2系统总体设计

该产品总体是以物联网的三层结构进行设计，传感模块为感知层，GPRS通信技术为网络层，用户APP为应用层系统，总体框图如图1所示。感知层主要有震动传感模块，它负责采集电动车现在的状态，是否有动作;北斗+GPS定位模块则负责提供电动车现在的经纬度信息，用户可以通过手机APP及时了解爱车的位置情况。由系统框图可以看出，基于物联网的电动车防盗系统主机主要由震动传感模块、执行机构组成，与传统的电动车防盗系统相比，其在系统复杂度上有着很大差别。加入微处理器使得整个系统能更加智能、更加快速、更加准确地处理来自传感模块机构的数据，进而减少误判造成不必要的麻烦。

3系统硬件设计

系统硬件设计主要在于感知层的设计，包括震动传感模块设计、执行器的设计。3．1震动传感模块震动传感模块由微处理器以及三轴加速度计与北斗+GPS定位模块组成。考虑到电源为电池供电一般都是处于休眠模式，每隔3分钟自动唤醒一次，用于检测电动车的位置以及状态，而由震动传感器提供一个紧急唤醒微处理器的震动触发信号，以便提供快速反应机制，而震动传感器使用的是水银开关是一种物理开关器件，是不需要耗电的，所以系统在休眠的情况下功耗非常低，相对于电动车的自身消耗基本忽略不计。3．2执行器执行器使用两路继电器控制电动车电源以及鸣笛机构。服务器接收到感知层的数据，通过大数据分析现在用户电动车的状态，是否是用户或者经过用户授权使用，如果不是则通过网络层通知用户APP以及控制执行器，控制电动车电源的继电器不打开，而控制电动车鸣笛机构的继电器则打开，用以震慑偷盗者。

4系统软件设计

系统软件设计主要包括感知层的微控制器程序设计与应用层APP的设计。4．1微控制器程序。微控制器程序主要为感知层的底层程序，面向底层直接操作硬件资源。系统硬件上电后先对IO设备、定时器、串行通信口、三轴加速度计、北斗+GPS定位模块等资源进行初始化以便正常使用，初始化完毕后微控制器进入休眠模式，每隔3分钟自动唤醒一次，把感知的一些信息通过GRPS发送到服务器中，发送完成后便再次进入休眠模式，以降低系统功耗。震动模块检测到震动则强制唤醒微控制器发送感知信息到服务器。4．2APP设计。APP设计分为两个步骤:第一是UI的设计;第二是编程。首先把APP的每个UI设计好，设计完毕后就进行程序编写以及做好数据交互和交互数据的通信协议。图3为APP地图界面，简洁的UI设计是为了更好地让用户感受到产品的方便快捷。

5结束语

基于物联网的电动车防盗系统历经10个多月的开发与调试最终完成。本设计初衷是为了使人们在出行方面充分感受现代科技发展带来的便利，所有的设计包括硬件和软件都充分考虑了用户体验。图4为最终调试好的APP地图界面，用户可以通过手机随时查看自己爱车的位置以及状态，在有紧急情况时APP可以做到迅速通知用户，用户可以点击爱车位置的图标来开启导航，进而准确地找到爱车。

参考文献:

［1］钱志鸿，王义君．物联网技术与应用研究［J］．电子学报，2012，40(5):1023-1029．

［2］刘少军，王瑜瑜．基于GPRS的红外防盗报警器的设计［J］．国外电子测量技术，2015，34(4):81-85．

［3］吴甜甜，张云，刘永明，等．北斗/GPS组合定位方法［J］．遥感学报，2014，18(5):1087-1097．

作者:唐梦达 徐飞艳 罗 乐 陈 燃 房晓丽 单位:湖南信息学院