引 言

目前，電動車已逐漸成為人們的代步工具。2016 年僅江 蘇徐州、鹽城地區(qū)的電動車銷量約為 5 萬～7.5 萬臺 [1]。與此 同時，電動車被盜事件時有發(fā)生。以寧波市北侖區(qū)為例，2015 年共發(fā)生盜竊電動車案件 3 553 起 [2]，且被盜車輛難以追回。 很多學(xué)者對電動車被盜問題進行了深入研究，新型電動車防盜 手段正逐步提高。朱貴憲提出將細(xì)銅絲作為警戒線 [3] ；張皓 提出使用單片機 GSM 通信技術(shù) [4] ；翁信文等提出使用 GNSS 和 GSM 等技術(shù)實現(xiàn)被盜車輛定位和跟蹤 [5] ；蔡祥春等提出運 用 ZigBee 和 GPRS 技術(shù)實現(xiàn)電動車防盜 [6]。但這些防盜手段 均從某個點出發(fā)解決車輛被盜問題，未從車輛被盜的整個過 程出發(fā)，犯罪分子仍可利用防盜器的漏洞進行盜竊活動。本 文防盜終端從防電門鎖暴力破壞、防電瓶斷電、防黑箱盜竊、 防止利用無 GPS 信號盜竊以及盜竊后電動車尋跡等方面解決 防盜問題，并增加了用戶所關(guān)心的車輛故障信息、蓄電池電量 信息、續(xù)航信息、行駛里程及行駛速度等附加功能，便于用戶 使用。

1 防盜系統(tǒng)總體設(shè)計

電動車防盜系統(tǒng)包含三大部分，即電動車車載防盜終端、 云服務(wù)器平臺、用戶端手機 APP，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。其 中，車載防盜終端負(fù)責(zé)采集門鎖狀態(tài)信息、GPS 信息、震動信 息、陀螺儀信息、蓄電池信息以及電動車控制器輸出的故障信 息、速度信息等原始數(shù)據(jù) ；云服務(wù)器平臺負(fù)責(zé)所有電動防盜終 端的數(shù)據(jù)接入、處理以及存儲，并提供手機終端的注冊、注銷、 綁定等服務(wù)，可根據(jù)需要向用戶手機終端推送報警或產(chǎn)品消息； 用戶手機終端是用戶注冊、綁定電動車、使用防盜系統(tǒng)的人機 交互平臺。服務(wù)器平臺可根據(jù)用戶在 APP上設(shè)定的電子圍欄 及電動車終端上報的位置信息，綜合判斷當(dāng)前車輛是否被盜。

2 防盜終端硬件設(shè)計

防盜終端采集的信息是車聯(lián)網(wǎng)電動車防盜系統(tǒng)判斷電動 車是否被盜的唯一參量，因此，信息準(zhǔn)確度將直接影響客戶 體驗。防盜終端原理如圖 2 所示。電源取自電動車電瓶，為保 證適應(yīng)性，該電源輸入范圍可達(dá) 40 ～100 V，囊括了市面上 的所有電動車。GPS 信號正常時，車輛定位信息從GPS 定位 模塊獲取 ；無 GPS 信號或信號較弱時，結(jié)合陀螺儀模塊輸出 轉(zhuǎn)向角及加速度傳感器輸出的加速度值，采用慣性定位算法實 現(xiàn)電動車定位 [7,8]。CDMA 模塊實現(xiàn)終端與云服務(wù)器的數(shù)據(jù)交 互，中國電信推出了物聯(lián)網(wǎng)卡的優(yōu)惠政策，且可將卡號存儲于 CDMA 模塊內(nèi)，在滿足通信功能的同時避免了因 SIM 卡損壞、 接觸不良、掉落等問題產(chǎn)生的不穩(wěn)定性。

2.1 門鎖信號檢測及非法拆鎖檢測設(shè)計

防盜終端的工作狀態(tài)分為騎行狀態(tài)和設(shè)防狀態(tài)。當(dāng)電動 車電門鎖合法打開時，電動車進入騎行狀態(tài)，此時電動車防盜 終端主要監(jiān)測車輛故障信息、騎行速度、位置信息等，并將 信息傳至云端服務(wù)器存儲于數(shù)據(jù)庫中，手機客戶端可查詢行車 軌跡及車輛歷史行駛狀態(tài)。當(dāng)電動車電門鎖閉合時，電動車進 入設(shè)防狀態(tài)，此時電動車防盜終端主要監(jiān)測車輛震動信息及 計算位置信息，當(dāng)檢測到持續(xù)震動信息或劇烈震動信息后，系 統(tǒng)喚醒并上報當(dāng)前位置信息和震動報警信息，此時云端服務(wù)器 根據(jù)電子圍欄范圍判斷是否越界，若越界則向手機終端推送 越界報警信息，若未越界則推送震動警報信息。門鎖狀態(tài)及 非法拆鎖檢測電路如圖 3 所示。其中，A 號端口為電源輸入端 口；B 號端口為門鎖狀態(tài)輸出端口，當(dāng)使用鑰匙打開電門鎖時， 該端口輸出高電平，當(dāng)關(guān)閉電門鎖時，該端口輸出低電平 ；C 號端口為電源地。防盜報警終端分別檢測 A 號端口和 B 號端 口的電平信號，且接線時盡量靠近電門鎖一側(cè) ；R 為下拉電阻。 當(dāng)電門鎖正常打開時防盜報警終端的 1 號、2 號輸入端均為高 電平 ；當(dāng)電門鎖關(guān)閉時防盜報警終端的 1 號輸入端為低電平， 2 號輸入端為高電平 ；當(dāng)電門鎖遭暴力破壞時，防盜報警終端 的 2 號輸入端輸入低電平。

2.2 電瓶防盜檢測設(shè)計

電動車的所有能源來源于電瓶，且電瓶的價格約占普通 電動車的三分之一，是盜竊者的首選目標(biāo)。本防盜終端的電源 管理系統(tǒng)如圖 4 所示。該系統(tǒng)具有電瓶被盜報警提醒，被盜 后電動車定位追蹤功能。其中，XL7015 為 DC/DC 轉(zhuǎn)換芯片， 輸入電壓范圍為 5 ～80 V，輸出電壓為 5 V，最大輸出電流為 0.8 A ；HX9001 為配電開關(guān)，當(dāng)電源由蓄電池供電時，系統(tǒng)電 源由蓄電池直接供給，并通過鋰電池管理芯片給鋰電池充電 ； 當(dāng)蓄電池被盜時，系統(tǒng)電源由鋰電池供給，此時系統(tǒng)進入省電 模式，可持續(xù)供電約 10 小時。

3 結(jié) 語

本文防盜終端穩(wěn)定可靠，加入存儲芯片后，可存儲因 CDMA 信號弱而未能及時發(fā)出的信息，能夠有效避免車輛被 盜問題，在車輛被盜后可及時提醒用戶，并提供車輛位置信息。 該智能終端提供了車輛故障信息、蓄電池電量信息、續(xù)航信息、 行駛里程及行駛速度等附加功能，有效提升用戶依賴性。同時， 該智能終端還可與電動車儀表相結(jié)合，使電動車防盜更隱蔽， 更便捷。