基于Arduino控制的汽車進入與防盜報警系統

孫嘉興，朱寶全，王飛奇，柔京港，郭穎山

（東北林業大學交通學院，哈爾濱150000）

1 方案設計

防盜報警系統是以Arduino 單片機為核心構成的防盜報警系統，當熱釋電紅外傳感器檢測到人體時，單片機接收信號，通過外接報警電路發出報警信號，并向手機發送預設的信息提醒，以達到預期報警效果。

2 系統硬件和軟件設計

2.1 Arduino 控制的防盜報警系統總體設計

防盜報警系統包括Arduino 藍牙模塊控制系統、車門門鎖裝置、人體熱釋電紅外傳感器、藍牙繼電器模塊以及手機APP接收裝置。在UNO 面板上翻譯編寫程序，并通過串口把調試好的程序編寫進單片機，單片機通電后就可發揮作用，同時繼電器實現對門鎖的控制。其中，UNO 面板上接口11 與藍牙模塊上TX 相連，面板上接口10 與藍牙模塊上RX 相連，實現藍牙控制門鎖功能。當熱釋電紅外傳感器接收到信號，信號為高電平時，蜂鳴器鳴叫，達到報警效果。當熱釋電紅外傳感器沒有接收到信號，接收到信號為低電平，蜂鳴器不報警，系統不反應繼續檢測[1]。

2.2 報警電路設計

本裝置采用蜂鳴器報警。蜂鳴器由振動裝置和諧振裝置組成，其工作原理為輸入的直流電源經過振蕩系統的放大取樣電路在諧振裝置作用下產生聲音信號。本裝置中，蜂鳴器三根引線與UNO 面板上“5V”“GND”和接口11 相連，輸出高電平時，三極管導通，蜂鳴器工作；輸出低電平時，三極管截止，蜂鳴器不工作。接收到報警信號時，蜂鳴器報警，15s 后自動停止或者通過手機藍牙控制停止報警。另外，程序存儲有防誤報算法，如有誤判報警電路立即切斷，蜂鳴器停止報警。

2.3 手機APP 端設計

手機藍牙模塊連接，連接時需要輸入密碼認證，認證通過后方可連接成功。預先設定各功能代表的特定字符（輸入“O”實現開鎖功能，輸入“C”實現鎖止功能）。鎖止狀態下防盜報警系統正常工作時，如探測到人體紅外輻射，則會在以“Warning Someone Is Breaking In”字符反饋到手機APP 端，起到警示車主的作用。

3 系統工作狀態

基于Arduino 控制的汽車進入與防盜報警系統處于解鎖狀態時，機構主動退出鎖門的自由行程，需要人手動開啟車門，并且在系統發現誤報時可以輸入解鎖信號停止報警。系統處于落鎖狀態時，由機構內部的剛性連接完成鎖止動作且無法手動強行開啟，人體熱釋電紅外傳感器探測到有人出現在駕駛艙企圖惡意破壞時接通報警電路，蜂鳴器報警。

3.1 解鎖

通過藍牙使手機與單片機的藍牙接收模塊成功連接，隨后使用之前編寫好的APP 操作指令對單片機發送解鎖信號，藍牙接收模塊將信號接收后傳輸至單片機，再由單片機根據之前程序的編寫輸出信號給減速機，從而實現車門鎖的開啟，此時單片機推斷出解鎖的工作狀態，報警電路斷開，當人體熱釋電紅外傳感器檢測到人體紅外輻射時，蜂鳴器不會報警[2]。

3.2 落鎖

從手機APP 發送落鎖信息，藍牙模塊成功接受信息，單片機輸出指令后實現車門的鎖止。在落鎖狀態下該裝置處于工作狀態，當企圖破門或對車門產生額外振動，人體熱釋電紅外傳感器感受到人體紅外輻射，經過電路處理，蜂鳴器成功觸發，發出報警聲，并將消息通過手機APP 端反饋給車主[3]。警報聲可以通過車主使用手機藍牙或手動開門來關閉。

4 系統優勢

在“智能化”“網聯化”的時代背景下，機械鑰匙被取代已成為必然。基于Arduino 控制的汽車進入與防盜報警系統運用了計算機、現代傳感、信息融合、通信及自動控制等技術，踐行了汽車企業的智能化發展。目前常見的無線射頻識別技術，即通過車主隨身攜帶的智能卡里的芯片感應自動開關門鎖，也就是說當駕駛者走近車輛一定距離時，門鎖會自動打開并解除防盜；當駕駛者離開車輛時，門鎖會自動鎖上并進入防盜狀態。相比于無線射頻識別技術，本系統有如下優勢：①藍牙傳輸距離短，安全性更高。②防盜功能通過蜂鳴器報警與手機APP 短信提醒實現，雙重保險。③設有防誤報功能，使系統工作更加可靠。

5 結語

機構運行高效，低能耗，操作簡易，完全符合未來社會發展的趨勢。整個程序和藍牙傳輸本身的特性可以保證其使用的安全性，現階段可以滿足大多數汽車用戶的需求。在成本方面，本項目所需要的材料和原件價格都相對低廉，即使研發成本過高，但長遠發展來看，在車輛上的改裝費用和產品生產的費用都會很低，有很好的經濟效應。