新型電動車防盜報警系統設計

劉亞榮 謝曉蘭 覃偲蕓

摘? 要： 針對目前電動車及電瓶易失竊的問題，以單片機為核心，結合聲光報警電路、GSM通信模塊、位移傳感器和語音播報模塊等外圍電路，設計實現了一款新型的電動車防盜報警系統。與傳統電動車報警器相比，該系統不僅解決了傳統電動車報警器由于虛報造成的擾民及環境噪聲污染問題，最重要的是系統采用語音及聲光對偷盜行為進行警示，從而可以遏制偷盜行為，達到減少人們經濟損失的效果。通過軟硬件調試結果可知，該系統操作簡單、性能良好，具有較高的實際應用價值。

關鍵詞： 電動車; 防盜報警系統; 報警電路; 無線遙控; 位移傳感器; 語音播報模塊

中圖分類號： TN710?34; TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2020）19?0152?03

Abstract： In view that the batteries of electric vehicles are vulnerable to theft， the SCM （single chip microcomputer） is taken as the core to design and implement a new type of electric vehicle anti?theft alarm system in combination with the sound and light alarm circuit， GSM communication module， displacement sensor and voice broadcast module and other peripheral circuits. In comparison with the traditional electric vehicle alarm， this system not only solves the problems of disturbing people and environmental noise pollution caused by false alarm， but also can use the voice， sound and light to warn the theft， so as to prevent the theft behavior and reduce people′s economic losses. It can be seen from the results of software and hardware debugging that the system is of simple operation， good performance and high practical application value.

Keywords： electric vehicle; anti?theft alarm system; alarm circuit; wireless remote control; displacement sensor; voice broadcast module

0? 引? 言

隨著社會的快速發展及人們生活水平的不斷提高，交通工具也不斷更新換代。電動車因其綠色環保、方便快捷的優點成為人們生活中重要的交通工具[1]。然而時常發生的電動車或電動車電瓶被盜事件不僅給車主帶來了經濟損失，同時也給社會增加了不安全因素。目前的電動車防盜裝置大體分為兩大類：一類是依靠機械式的防盜鎖;另一類是安裝報警器。對于前者，很多現有開鎖技術很容易將鎖打開，因此，很多電動車用戶選擇第二種防盜裝置，在電動車上安裝了報警器，在鎖車的同時，開啟該防盜報警裝置。但由于一些報警裝置靈敏度較高，遇到刮風、雷雨天氣，或者是輕微震動都會觸動電動車報警器，使報警器虛報而產生嚴重的擾民現象及環境噪聲污染。因此，設計一款經濟實用、綠色環保且安全可靠的電動車防盜報警系統具有十分重要的意義[2?4]。

1? 系統設計原理

本文所設計新型電動車防盜報警系統包括控制中心、開關模塊、位移傳感器、電源模塊、聲光報警、語音播報模塊、GSM通信模塊和用戶手機[5]，如圖1所示。

關閉電動車電源或通過遠程控制使系統處于開啟狀態，當小偷移動電動車或者電動車電瓶時，位移傳感器感應到電動車或者電動車電瓶的移動，將感知信息發送至控制中心，控制中心收到信息后同時將控制指令傳至語音播報模塊、聲光報警模塊及用戶手機，語音播報模塊發出預設的“你已被監控”或者“你已被拍照”的警示音，實現對小偷的警示作用，從而使小偷放棄偷盜行為。同時，用戶可以通過手機實時查看電動車或者電動車電瓶的位置信息，并對其進行定位跟蹤。

2? 系統主要硬件電路設計

2.1? 控制中心

控制中心為整個系統的核心，采用STM32F103C8T6最小系統，它是一款基于ARM Cortex?M 內核STM32系列的32位微控制器，具有擴展性強、性價比高等優點，能夠滿足本設計需求。芯片管腳如圖2所示。

2.2? 開關模塊

開關模塊不僅控制整個電動車防盜報警系統的開啟和關閉，同時可以實現聲光報警及聲音播報模塊的單獨控制，且電動車車主可以通過此模塊對電動車進行遠程控制。

2.3? 位移傳感器

位移傳感器安裝在電動車電瓶盒內，用于感知電瓶或電動車的位置移動，當小偷偷盜電動車或電動車電瓶時，其位置發生移動，位移傳感器將感應到的信息發至控制中心，控制中心進而進行相應的操作。本設計采用MPU6050六軸加速度傳感器，具有體積小、實用、方便等優點[6]。

2.4? GSM通信模塊

GSM通信模塊負責實現用戶手機與控制中心的通信。用戶手機裝有監控APP，可以通過GSM通信模塊實現對電動車防盜系統的遠程操作及控制。本系統選用GAB?6 mini模塊實現遠程數據傳輸，具有體積小、功耗低的優點[7?8]。

2.5? 報警模塊

報警模塊由有源蜂鳴器和1個LED燈組成，有源蜂鳴器發出蜂鳴聲，LED燈發出閃爍信號，對偷盜者起到震懾警示作用。電路設計原理圖如圖3所示。

2.6? 語音播報模塊

語音播報模塊包括外接在單片機的語音模塊及外接揚聲器，語音模塊中存儲有預設語音，當語音播報模塊接收到控制中心指令時，發出“你已被監控”或“你已被拍照”的預設警示語音，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? 系統軟件設計

根據上述設計的電動車防盜報警系統，對其軟件功能進行設計，具體設計流程如圖4所示。

打開布防開關，位移傳感器實時獲取電瓶位移信息，當檢測到位置信息發生變化時，一方面啟用聲光報警及語音播報模塊，同時通過GSM通信模塊將位置信息發送至用戶手機，用戶根據實際情況遠程控制關閉聲光報警及語音播報模塊[10?11]。

4? 測試結果

經過焊接調試，最終所設計電動車防盜報警系統能夠實現上述功能。系統硬件及測試結果如圖5，圖6所示。

5? 結? 語

本文系統在進行多次測試修改后，最終能夠實現圖1中實線方框中的所有模塊功能，但為了節省成本，定位模塊及攝像頭沒有安裝，這兩部分可以作為系統擴展使用。因此，與傳統電動車報警系統相比，本系統具有以下優點：

1） 采用位移傳感器感知電動車或者電動車電瓶位置是否發生移動來判斷偷盜行為，從而進行聲音和燈光閃爍的雙重警示，將偷盜行為防患于未然，同時不會造成噪聲污染，解決了以往一些電動車報警裝置由于報警器靈敏而虛報導致的擾民問題。

2） 本系統模塊相互獨立，可以根據用戶需要任意組裝搭配，具有靈活方便、便于安裝、經濟實用及擴展性好等優點。

3） 本系統還可以應用于其他領域的防盜警示中，如汽車、摩托車以及一些貴重物品等，因此具有應用面廣的優點。

注：本文通訊作者為謝曉蘭。

參考文獻

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