汽車能源監控與防護的智能網絡系統的設計與研究＊

朱治忠，孫長勇，蘇艷東，張虎

（山東華宇工學院 機械工程學院，山東 德州 253034）

1 引言

隨著經濟的快速發展，汽車的擁有量也越來越多，汽車日益成為當代人們最主要的交通工具，但在物流運輸過程中，失竊現象一直困擾著物流業發展。尤其是中、重型貨車在遠距離運輸過程中，駕駛員不可避免的要停車吃飯和休息，由于中、重型貨車油箱的燃油儲存量非常之大，且國內的燃油價格也非常高，燃油成了盜竊人員地首選目標，同時還有電池。失竊不僅會給司機造成嚴重的經濟損失，更會給運輸過程帶來較多的麻煩。因此，貨車的燃油和電池失竊成為一個倍加關注的社會問題。

2 項目簡介

本項目為一種具有監控、錄像與警示功能的防止物流運輸中燃油和電池失竊的智能化裝置的設計研究。該裝置主要應用于實時監控貨車燃油及電池的狀況，防止在物流運輸中貨車燃油和電池的失竊。該裝置通過攝像頭監測貨車周圍的人員流動情況，并將監測畫面實時傳到駕駛員手機中，在燃油與電池失竊的時候，該裝置可以報警警示盜竊人員和提醒駕駛員及周邊的人員，同時使隱藏的微型攝像頭拍攝記錄現場的情況（包括盜竊人員的相貌特征、駕駛車輛的信息、盜竊時間、盜竊手段等），便于駕駛員報警后，警察的偵查破案工作，更快把盜竊人員抓捕歸案。

3 項目研究內容

具有錄像功能的防止燃油和電池失竊的裝置主要包括（如圖1 所示）：控制單元（ECU）、警報器、攝像頭（由于是一種微型攝像頭，所以可以隱藏安裝在油箱和蓄電池一側的駕駛室頂部上，這樣安轉容易且不易被發現和破壞，同時有一定的高度，攝像范圍比較大）、分別放置在蓄電池和油箱的承重處的壓力電阻傳感器，便于其重量作用在壓力電阻傳感器上、裝置備用電源（與蓄電池和發動機并聯，在汽車發動機運轉過程中，通過發電機給其充電）、4G 路由器（使本發明裝置連接無線網絡）、繼電器和選擇開關（是一個常開開關，可以選擇是否使用該裝置）。

圖1 該智能網絡系統控制電路示意圖

當駕駛員關閉點火開關下車休息的時候，駕駛員打開繼電器和選擇開關，裝置備用電源開始工作，安裝在蓄電池和油箱的承重處的壓力電阻傳感器產生基本固定地輸出信號并傳遞給控制單元（ECU）。當貨車燃油和電池失竊的時候，導致油箱和蓄電池的重量減少或沒有，使得壓力電阻傳感器的電阻值發生較大變化，壓力電阻傳感器從而產生較大變化地輸出電壓信號，控制單元（ECU）得到信號后分析計算，控制報警器開始報警和攝像頭開始錄像[1]。駕駛員則可以通過手機連接4G 路由器接收錄像畫面快速發現情況并制止盜竊人員。如果盜竊人員仍舊繼續盜竊，駕駛員可利用攝像頭內存儲的錄像畫面協助警察快速辦案[2]。

在貨車停車熄火后，駕駛員可以隨時通過4G 路由器使手機與該裝置相連，通過攝像頭觀察監控貨車的情況。一旦報警器報警，駕駛員可以第一時間通過錄像畫面觀看到是否發生盜竊事件。由于信號通過壓力電阻傳感器產生，只有當油箱和蓄電池的重量發生變化的時候才會產生不同的傳遞信號，因此更大程度地減少了報警器誤報的情況[3]。

圖2 該智能網絡系統技術路線示意圖

4 項目實施方案

（1）在汽車點火開關打到IG 檔或行駛過程中，通過點火開關IG 給繼電器線圈通電產生磁力，把常閉合觸點繼電器的觸點斷開，讓控制單元（ECU）與裝置備用電源斷開，由于控制單元（ECU）無電，使該裝置不工作。當駕駛員關閉汽車點火開關下車休息的時候，點火開關IG 檔斷電，繼電器線圈不再產生磁力，使常閉合觸點繼電器的觸點閉合，控制單元（ECU）與裝置備用電源接通使其有電，同時接通的電源線路還作為一個裝置啟動信號傳遞給控制單元（ECU），使該裝置進行工作。駕駛員關閉汽車點火開關下車休息的時候，該裝置進行工作[4]。

（2）駕駛員關閉汽車點火開關下車休息的時候，該裝置通電開始進行工作，此時4G 路由器通電連接無線網絡，這樣駕駛員可以隨時通過網絡使手機與該裝置相連，通過攝像頭可以觀察監控貨車的情況[5]。

（3）駕駛員關閉汽車點火開關下車休息的時候，該裝置通電開始進行工作。當蓄電池或燃油被盜時，其重量沒有或快速減小，因此分別放置在蓄電池和油箱承重處的壓力電阻傳感器電阻值發生較大變化，這樣就產生與原來有較大變化地輸出電壓信號，控制單元（ECU）得到信號后分析計算控制警報器報警，警示盜竊人員和提醒駕駛員及周邊的人員。同時控制單元（ECU）使隱藏的微型攝像頭攝像記錄失竊現場的情況（包括盜竊人員的相貌特征、駕駛車輛的信息、盜竊時間、盜竊手段等），便于駕駛員報警后，警察的偵查破案工作，把盜竊人員抓捕歸案，減少類似事件的發生。

（4）駕駛員關閉汽車點火開關下車休息的時候，假如燃油和蓄電池同時被盜，該裝置仍然啟動報警器和隱藏的微型攝像頭共同工作。

5 總結

綜上所述，該項目可以更加有效地監測汽車能源的狀況，更大程度地避免汽車能源的失竊，為駕駛人員的順利駕駛提供保障。與現有汽車能源防盜方式相比，雖然成本有所增加，但智能性更高，操作便捷，有很高的應用價值[6]。