電動車防盜定位裝置和系統

【摘要】 針對目前電動車盜竊案頻發，尋回失竊車輛難的問題，提供一種新型電動車防盜追盜系統。以防盜定位裝置為基礎，綜合運用傳感器技術，GPS和LBS定位技術以及3G通信技術，結合手機等移動終端，統一監控平臺，直觀顯示目標車輛信息，和動態計算被盜車輛和車主之前的路徑，快速定位并找到失竊車輛。能同時防范整車偷盜和電池偷盜。實際證明使用該系統能有效降低電動車盜竊案件的發生率。

【關鍵詞】 物聯網 電動車防盜 GPS LBS 導航追盜

一、概括

電動車作為大眾交通工具，以電為能源，無廢氣排放，不污染環境，經濟適用，方便實惠，得到越來越多人的青睞。然而電動車的偷盜情況非常嚴重，有逐年上升的趨勢。電動車偷盜包括整車偷盜和電瓶偷盜兩種形式。不管是哪種形式，都是對車主造成了經濟損失，也對社會治安帶來不穩定性。因此，設計一款經濟適用，對兩種形式偷盜行為都具防范作用的防盜定位裝置和系統顯得很有必要。本文分析現有電動車防盜定位技術，并在此基礎上提出一種改良，優化方案。具有以下顯著特點：1、GPS/LBS雙模定位，精度更高，覆蓋更廣；2、通過設置壓力感應器和圖像抓拍模塊，對電瓶偷盜進行告警和犯罪人員圖像采集。3、建立監控平臺對電動車狀態進行管控和運維；4、先進的動態追盜導航輔助車主快速定位，找回失竊電動車。

二、現有電動車防盜技術分析

目前的電動車防盜裝置和系統主要有三類。

1）機械類防盜鎖（方向盤鎖或普通鐵鎖）

2）電子類防盜鎖（觸摸式帶防盜報警的防盜系統）

3）GPS定位防盜鎖。

機械類防盜和電子類防盜是基于靜態方式，只可預防盜竊，對已失盜電動車，則無能為力，且不能提供有助于找回車輛的線索，車主也無法在第一時間就獲知車輛被盜情況。通常，竊賊在盜竊電動車時可利用壓力鉗、鋼鋸或專門的開鎖工具等器械在短時間內完成盜竊行為。竊賊的盜竊活動實施時間短、動作隱蔽，不易被發現。因此機械類防盜鎖比較容易破解。

電子類防盜報警器，主要利用沖擊、振動監測技術來進行防盜報警，若盜賊采用平穩的整車搬運方式進行盜竊或快速竊取電瓶，將不會導致此類防盜報警器真正起作用。

GPS定位防盜鎖是市場上較主流的電動車防盜裝置，利用GPS定位技術的快速性和精準性，在第一時間通過無線通信模塊告知車主被盜車輛位置信息，有助于警察抓取犯罪份子，失主尋回被盜車輛。然而GPS定位的缺點是不適用于室內、地下車庫等較為封閉的環境。當將失竊車輛置于此類封閉環境的盲區中進行拆解防盜裝置后，則很難再找回失竊車輛。

針對GPS定位防盜裝置的現狀，本論文設計一種改良方案，提出一種基于GPS/LBS雙模定位的防盜追盜系統，實現電動車防盜和追盜功能，將3G技術應用于電動車的防盜領域，能夠使電動車具備實施報警和即時定位功能，為被盜電動車的追回提供最有力的幫助，減少公安人員辦案難度，維護了社會治安，提升社會和諧性。

三、關鍵技術

1、GPS（Global Positioning System ，全球定位系統），GPS車載定位通過接受GPS衛星提供的經緯度坐標信號來進行定位。GPS定位精確度高，只要能接收到4顆衛星的定位信號，就可以進行誤差在5-10米以內的定位。而中國地區，一般都可以接收到6-10顆衛星信號。缺點是GPS受天氣和位置的影響比較大。當遇到天氣不佳時，或處于高架橋/樹蔭下，或者高樓的角落，地下車庫，露天的下層車庫（見不到天空時），GPS定位會受到很大影響，甚至無法進行定位服務。

2、LBS（Location Based Service ，移動位置服務），LBS通過移動通信的基站信號差異計算手機（無線通信模塊）所在的位置。只要用戶處于移動通信網絡的有效范圍，就可隨時進行位置定位，而不受天氣、高樓、位置等的影響。缺點，定位精度沒有GPS定位高，不適用于超出通信服務范圍或基站數量不足的野外使用。LBS定位在郊區和農村定位精度在10-20米，城區由于高大建筑物較多，電波傳播環境不好，信號很難直接從基站到達手機終端，一般還要經過折射或反射，因為定位范圍在100-200米。

3、動態目標導航，通常導航的目標是靜態的，車主只要在行駛前按照導航系統規劃的路徑即能達到目的地。而在電動車被盜的情況中，電動車是在動態的被轉移中，此時傳統的導航方式不能很好的指引路線?；趧討B目標的導航系統中， 路徑計算過程包括以下幾步：

1）監控平臺同時接收兩者的位置信息，并據此計算出兩者間的最優路徑。將此路徑在監控平臺界面顯示，和發送至車主移動終端。

2）以固定頻率（如1-2分鐘）間隔連續接收兩者的位置信息，判斷其距離是否低于預置的最小追蹤距離（如2-5米），若已經小于該值則停止動態導航，若大于等于該值，則根據被盜車輛最近兩次的位置信息，計算出最近兩次的位置的最優可用路徑，在監控平臺界面顯示，和發送至車主移動終端。

3）重復第二步過程。

四、技術方案

電動車防盜控制系統總體包括三大部分：1、移動終端；2、電動車防盜定位裝置；3、監控平臺。移動終端即用戶手機是這個雙向系統的控制端，用來接收報警信息，遠程控制電動車狀態。通過在手機上設置布防/撤防來建立/取消對電動車的監控。電動車防盜定位裝置包括MCU控制器、無線通信模塊、電源模塊、GPS/LBS雙模定位模塊、報警檢測模塊等。監控平臺主要用于電動車輛信息管理，電動車輛定位和根據，設備參數配置和維護等，還可以作為監控人員和電動車主信息交換的平臺。實現對車輛全程“透明化”跟蹤管理，為車主、廠商等提供全方位的信息服務，包括多種功能，如精準定位、振動、越界、位移、斷電多重報警、軌跡回放、遠程控制、導航追盜等。

電動車防盜定位裝置結構圖如下

MCU控制器的與報警器連接，以觸發聲控報警，震懾竊賊以及引起周圍環境注意。

MCU控制器與無線通信模塊雙向連接，既可以利用3G技術由控制器通過無線通信模塊向移動終端和監控平臺發送文本、圖像信息。也可以移動終端和監控平臺通過無線通信模塊向控制器發出遠程控制指令、下發數據。

MCU控制器與壓力感應器連接，壓力感應器安裝于電動車電瓶盒內，當MCU控制器判斷壓力感應器感應值低于預置值時，觸發報警器報警，發送告警信息到車主移動終端和監控平臺。

MCU控制器與振動檢測單元連接，對布防情況下，電動車的非正常振動進行感應和告警。

MCU控制器與雙模定位模塊；當MCU控制器通過定位模塊獲取電動車的定位信息超過設定的移動范圍時，觸發報警器報警，發送告警信息到車主移動終端和監控平臺。GPS/LBS雙模定位實現GPS/LBS兩種定位技術自由切換，室外采用GPS高精度定位，在GPS信號不好的車庫、地下室、地鐵、大樓里等區域采用LBS定位，從而實現無死角定位

MCU控制器與圖像采集存儲單元連接，在控制器觸發報警時驅動圖像采集單元拍攝電動車電池盒上方角度的圖像信息。此模塊主要針對局部偷盜電瓶行為。

電動車防盜裝置采用整車電源作為主電源，同時還配有備用電源，確保當電動車電池沒電或電池被盜時仍然可以進行報警定位。主電源日常可對備用電源充電。

控制器觸發報警時，同時將定位信息通過無線通信模塊上傳到用戶移動終端和監控平臺。

本系統中還增加了特有的電動車自動追盜導航功能，對于運動中的目標也能設置導航，動態規劃追盜路徑，指導車主快速地跟蹤并找回被盜車輛。

五、總結

電動車防盜一直以來都是一個政府和老百姓比較關心的問題。本系統中將3G技術應用于電動車的報警定位系統，將電動車用戶的手機作為整個系統的監控、導航接收終端，和控制信息發送端。先進的動態目標導航技術，能夠在電動車被盜后，即時、準確地獲知被盜信息，確定被盜車輛所處位置，以及實時收取尋回被盜車輛的最優路徑信息。通過引入壓力傳感器探測，既能防范整車被盜，也能檢測到電池偷盜行為，配合圖像采集技術，使盜竊者圖像信息一目了然。整個系統設計合理、結構簡單、最大限度地提高了被盜車被找回幾率，減輕了公安和車主查找失竊車輛的負擔，提高了效率，系統安裝的聲控報警裝置，也對違法犯罪起到很好的震懾作用。目前該套系統也已經投入市場，逐步推廣，隨著有效提升被盜車輛召回率的影響，和硬件成本的降低未來基于該技術的系統勢必會得到大眾認可，取得大規模應用。