基于OneNet平臺(tái)的汽車防盜系統(tǒng)

曹健萍　桂川川　吳悔　鐘瑞　劉春陽　魯毛毛

摘 要：針對(duì)車輛盜竊事件及安全事故的發(fā)生，設(shè)計(jì)出了一種基于OneNet平臺(tái)的汽車防盜系統(tǒng)。基于OneNet平臺(tái)，以嵌入式控制技術(shù)為核心，結(jié)合傳感器技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)以及無線通信設(shè)計(jì)出一種智能汽車防盜系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：OneNet平臺(tái)；STM32；傳感器；WiFi；汽車防盜

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的使用迅速普及，但與此同時(shí)車輛被盜的事件愈加頻繁。因此，人們對(duì)于汽車的防盜性能提出了更高的要求。目前，最常見的是機(jī)械防盜裝置車輛原裝的鎖具，主要用于鎖住發(fā)動(dòng)機(jī)，但無報(bào)警功能。電子防盜裝置主要通過啟動(dòng)或熄火來實(shí)現(xiàn)防盜，但僅有本地報(bào)警。聯(lián)網(wǎng)的防盜報(bào)警系統(tǒng)，常見的有GPS/GPRS系統(tǒng)、GPS/GSM系統(tǒng)，但成本較高。針對(duì)以上車輛防盜裝置的不足，本文提出了一種基于OneNet平臺(tái)的智慧網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)，使車輛的狀態(tài)信息隨時(shí)掌握在車主手中。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)及工作原理

汽車防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。其工作原理：當(dāng)車主離開時(shí)，開啟系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，通過多種傳感器對(duì)車身狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集的數(shù)據(jù)交由微處理器分析處理。通過對(duì)數(shù)據(jù)的綜合處理分析，一旦發(fā)現(xiàn)車身異常，STM32芯片將立刻進(jìn)行聲光報(bào)警、語音提示，并且讓繼電器電路失電，使車子斷電斷油。與此同時(shí)，微處理器通過WiFi模塊將GPS提供的汽車位置信息和車身信息傳輸?shù)絆neNet平臺(tái)，從而告知車主。

1.2 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊主要通過熱釋電紅外傳感器、加速度傳感器、超聲波傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

熱釋電傳感器是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，通過非接觸形式檢測(cè)人體輻射的紅外線能量變化，并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將采集的電信號(hào)經(jīng)放大后，通過A/D轉(zhuǎn)換送入微處理器中。

ADXL202型雙軸加速度傳感器能夠?qū)τ谲嚿淼奈⑿≌駝?dòng)和傾斜角度同時(shí)監(jiān)測(cè)，輸出周期可調(diào)的脈寬調(diào)制信號(hào)，能夠直接與微處理器相連接。

超聲波傳感器是通常將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器，利用超聲波碰到雜志或分界面會(huì)產(chǎn)生反射形成回波的原理，使傳感器檢測(cè)到被測(cè)物的距離。它主要由波發(fā)送器、波接收器、控制部分和電源部分組成。其檢測(cè)性能幾乎不受環(huán)境條件的影響。

1.3 無線通信模塊的設(shè)計(jì)

無線通信模塊的原理框圖如圖2所示。

選用ESP8266 WiFi模塊，在串口正常通信的情況下，WiFi模塊通過AT指令與云平臺(tái)進(jìn)行通信，完成接入互聯(lián)網(wǎng)、與OneNet服務(wù)器建立TCP連接、傳輸數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)操作。從而實(shí)現(xiàn)將傳感器提供的車身狀況信息、汽車位置信息通過WiFi模塊傳輸?shù)絆neNet平臺(tái)，快速、準(zhǔn)確地告知車主車輛相關(guān)的信息。

2 軟件設(shè)計(jì)

防盜系統(tǒng)終端的軟件程序是在C語言環(huán)境下編寫的。當(dāng)系統(tǒng)終端通上電后，對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行初始化，設(shè)置好采集數(shù)據(jù)的I/O口，之后GPS模塊開始工作，初始配置完成后，我們就可以對(duì)ESP8266 WiFi模塊調(diào)試操作。讓W(xué)iFi模塊和OneNet平臺(tái)通訊，成功建立連接，進(jìn)行所需要的數(shù)據(jù)傳輸。利用WiFi模塊對(duì)定位數(shù)據(jù)發(fā)送到OneNet云平臺(tái)，等待用戶查看數(shù)據(jù)，或者當(dāng)平臺(tái)檢測(cè)到問題時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行主動(dòng)報(bào)警。

云平臺(tái)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用RestFul API接入OneNet的通訊方式。相比EDP協(xié)議來說，RestFul API協(xié)議在平臺(tái)資源管理、平臺(tái)與平臺(tái)之間數(shù)據(jù)對(duì)接、使用短連接上報(bào)終端數(shù)據(jù)、時(shí)間序列化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等場(chǎng)景的應(yīng)用上有明顯優(yōu)勢(shì)。

本系統(tǒng)的云服務(wù)平臺(tái)是基于中國移動(dòng)打造的物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)OneNet開發(fā)設(shè)計(jì)的。OneNet的接入?yún)f(xié)議包括EDP、MQTT、TCP透?jìng)鞯龋饕敲嫦蛲ㄟ^TCP與OneNet直連的終端，OneNet將接收到的數(shù)據(jù)按照協(xié)議解包存儲(chǔ)，并以API的方式提供給應(yīng)用層使用。

3 結(jié)論

新型網(wǎng)絡(luò)汽車防盜系統(tǒng)運(yùn)用傳感器技術(shù)、GPS技術(shù)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、WiFi通信技術(shù)及OneNET平臺(tái)，具有技術(shù)先進(jìn)、操作方便、能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制等特點(diǎn)。隨著人們汽車的普及，該系統(tǒng)具有良好的發(fā)展前景和功能擴(kuò)展性。

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