物聯(lián)網(wǎng)電動車防盜系統(tǒng)設(shè)計
時間:2022-02-01 02:46:53
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[摘要]現(xiàn)有的電動車車鎖產(chǎn)品功能都過于單一,智能化、自動化程度不高,市場上大部分產(chǎn)品都還是手動開啟。針對現(xiàn)有情況設(shè)計基于物聯(lián)網(wǎng)的電動車防盜系統(tǒng),以物聯(lián)網(wǎng)的三層體系來設(shè)計,包括感知層的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)層的GPRS數(shù)據(jù)傳輸、應(yīng)用層的數(shù)據(jù)存儲與處理。該設(shè)計使用震動傳感模塊檢測電動車的狀態(tài),再通過GPRS把狀態(tài)以及GPS+北斗定位模塊的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器中,再轉(zhuǎn)發(fā)至用戶手機上,從而實現(xiàn)實時監(jiān)控;用戶同樣可以通過手機控制電動車鎖的打開與關(guān)閉,這種控制方式無需通過鑰匙開鎖或者解鎖,極大地提升了設(shè)備智能化程度。
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);電動車防盜;北斗定位
1引言
快節(jié)奏的生活對應(yīng)的是快節(jié)奏的生活用品。當(dāng)前市場上電動車鎖還使用著第一代彈子鎖,彈子鎖作為古老的產(chǎn)品需要手動使用鑰匙才能打開和關(guān)閉,極其復(fù)雜與費時;而在防盜方面,現(xiàn)有產(chǎn)品直接使用簡單粗暴的鳴笛來試圖震懾小偷,而對盜竊監(jiān)測的技術(shù)也是比較單一,只能靠小偷是否剪斷車鎖來判斷電動車的狀態(tài)。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings簡稱IoT)技術(shù),著重解決這兩個較為突出的問題。
2系統(tǒng)總體設(shè)計
該產(chǎn)品總體是以物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,傳感模塊為感知層,GPRS通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)層,用戶APP為應(yīng)用層系統(tǒng),總體框圖如圖1所示。感知層主要有震動傳感模塊,它負責(zé)采集電動車現(xiàn)在的狀態(tài),是否有動作;北斗+GPS定位模塊則負責(zé)提供電動車現(xiàn)在的經(jīng)緯度信息,用戶可以通過手機APP及時了解愛車的位置情況。由系統(tǒng)框圖可以看出,基于物聯(lián)網(wǎng)的電動車防盜系統(tǒng)主機主要由震動傳感模塊、執(zhí)行機構(gòu)組成,與傳統(tǒng)的電動車防盜系統(tǒng)相比,其在系統(tǒng)復(fù)雜度上有著很大差別。加入微處理器使得整個系統(tǒng)能更加智能、更加快速、更加準(zhǔn)確地處理來自傳感模塊機構(gòu)的數(shù)據(jù),進而減少誤判造成不必要的麻煩。
3系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件設(shè)計主要在于感知層的設(shè)計,包括震動傳感模塊設(shè)計、執(zhí)行器的設(shè)計。3.1震動傳感模塊震動傳感模塊由微處理器以及三軸加速度計與北斗+GPS定位模塊組成。考慮到電源為電池供電一般都是處于休眠模式,每隔3分鐘自動喚醒一次,用于檢測電動車的位置以及狀態(tài),而由震動傳感器提供一個緊急喚醒微處理器的震動觸發(fā)信號,以便提供快速反應(yīng)機制,而震動傳感器使用的是水銀開關(guān)是一種物理開關(guān)器件,是不需要耗電的,所以系統(tǒng)在休眠的情況下功耗非常低,相對于電動車的自身消耗基本忽略不計。3.2執(zhí)行器執(zhí)行器使用兩路繼電器控制電動車電源以及鳴笛機構(gòu)。服務(wù)器接收到感知層的數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析現(xiàn)在用戶電動車的狀態(tài),是否是用戶或者經(jīng)過用戶授權(quán)使用,如果不是則通過網(wǎng)絡(luò)層通知用戶APP以及控制執(zhí)行器,控制電動車電源的繼電器不打開,而控制電動車鳴笛機構(gòu)的繼電器則打開,用以震懾偷盜者。
4系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括感知層的微控制器程序設(shè)計與應(yīng)用層APP的設(shè)計。4.1微控制器程序。微控制器程序主要為感知層的底層程序,面向底層直接操作硬件資源。系統(tǒng)硬件上電后先對IO設(shè)備、定時器、串行通信口、三軸加速度計、北斗+GPS定位模塊等資源進行初始化以便正常使用,初始化完畢后微控制器進入休眠模式,每隔3分鐘自動喚醒一次,把感知的一些信息通過GRPS發(fā)送到服務(wù)器中,發(fā)送完成后便再次進入休眠模式,以降低系統(tǒng)功耗。震動模塊檢測到震動則強制喚醒微控制器發(fā)送感知信息到服務(wù)器。4.2APP設(shè)計。APP設(shè)計分為兩個步驟:第一是UI的設(shè)計;第二是編程。首先把APP的每個UI設(shè)計好,設(shè)計完畢后就進行程序編寫以及做好數(shù)據(jù)交互和交互數(shù)據(jù)的通信協(xié)議。圖3為APP地圖界面,簡潔的UI設(shè)計是為了更好地讓用戶感受到產(chǎn)品的方便快捷。
5結(jié)束語
基于物聯(lián)網(wǎng)的電動車防盜系統(tǒng)歷經(jīng)10個多月的開發(fā)與調(diào)試最終完成。本設(shè)計初衷是為了使人們在出行方面充分感受現(xiàn)代科技發(fā)展帶來的便利,所有的設(shè)計包括硬件和軟件都充分考慮了用戶體驗。圖4為最終調(diào)試好的APP地圖界面,用戶可以通過手機隨時查看自己愛車的位置以及狀態(tài),在有緊急情況時APP可以做到迅速通知用戶,用戶可以點擊愛車位置的圖標(biāo)來開啟導(dǎo)航,進而準(zhǔn)確地找到愛車。
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作者:唐夢達 徐飛艷 羅 樂 陳 燃 房曉麗 單位:湖南信息學(xué)院