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當前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術》雜志
[導讀]摘 要:電動車被盜事件時有發(fā)生,作案手法層出不窮,給個人及社會造成了巨大的經(jīng)濟損失。電動車如何有效防盜已成為熱點話題。文中通過梳理電動車盜竊手段,總結盜竊前、盜竊中、盜竊后等盜竊過程特征,設計了利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)電動車智能防盜的系統(tǒng)。結合時下新興的物聯(lián)網(wǎng)卡、GPS定位、云服務器、手機APP等物聯(lián)網(wǎng)技術,利用鋰電池、加速度傳感器、陀螺儀及數(shù)據(jù)存儲芯片等元器件,有效實現(xiàn)了被盜前車輛監(jiān)控、被盜實時報警、被盜后車輛追蹤等功能,大大提升了電動車用戶滿意度。

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。朱貴憲提出將細銅絲作為警戒線 [3] ;張皓 提出使用單片機 GSM 通信技術 [4] ;翁信文等提出使用 GNSS 和 GSM 等技術實現(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、 云服務器平臺、用戶端手機 APP,系統(tǒng)結構如圖 1 所示。其 中,車載防盜終端負責采集門鎖狀態(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) ;云服務器平臺負責所有電動防盜終 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,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。服務器平臺可根據(jù)用戶在 APP上設定的電子圍欄 及電動車終端上報的位置信息,綜合判斷當前車輛是否被盜。

車聯(lián)網(wǎng)電動車防盜終端的設計

2 防盜終端硬件設計

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 證適應性,該電源輸入范圍可達 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,結合陀螺儀模塊輸出 轉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。

車聯(lián)網(wǎng)電動車防盜終端的設計

2.1 門鎖信號檢測及非法拆鎖檢測設計

防盜終端的工作狀態(tài)分為騎行狀態(tài)和設防狀態(tài)。當電動 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)。當電動車電門鎖閉合時,電動車進 入設防狀態(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)喚醒并上報當前位置信息和震動報警信息,此時云端服務器 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,當使用鑰匙打開電門鎖時, 該端口輸出高電平,當關閉電門鎖時,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 ;R 為下拉電阻。 當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 ;當電門鎖關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。

車聯(lián)網(wǎng)電動車防盜終端的設計

2.2 電瓶防盜檢測設計

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。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,當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。

車聯(lián)網(wǎng)電動車防盜終端的設計

3 結 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合,使電動車防盜更隱蔽, 更便捷。





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