基于5G的汽車防盜報(bào)警裝置設(shè)計(jì)分析

周濤林

摘要：隨著時(shí)代的不斷發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步，人們的生活水平不斷提升，車輛保有率不斷上漲，但這也給不法分子一定的可乘之機(jī)。文章以汽車防盜報(bào)警裝置的主要設(shè)計(jì)意圖與設(shè)計(jì)需求作為切入點(diǎn)，從單片機(jī)、車輛定位、油路設(shè)計(jì)以及視頻錄像等幾個(gè)角度介紹了汽車防盜報(bào)警裝置的主要結(jié)構(gòu)，并從設(shè)計(jì)難點(diǎn)及其發(fā)展趨勢兩方面分析了基于5G技術(shù)設(shè)計(jì)的汽車防盜報(bào)警裝置的發(fā)展前景，供相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù)；汽車防盜；設(shè)計(jì)思路

中圖分類號：TP216? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 當(dāng)前5G汽車防盜報(bào)警裝置面臨的主要問題及未來發(fā)展趨勢

1.1 汽車防盜報(bào)警裝置面臨的主要問題

1.1.1 兼容性問題

兼容性問題是當(dāng)前基于5G通信技術(shù)的汽車防盜報(bào)警裝置面臨的首要問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人們的汽車保有量不斷提升，車輛品牌與車輛類型更加多元，給當(dāng)前基于5G的汽車防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與安裝帶來了一定的挑戰(zhàn)與難度。此外，由于車輛運(yùn)行穩(wěn)定性與車輛駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此在進(jìn)行汽車防盜裝置的設(shè)計(jì)與安裝之前，需要將防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評估，確保其不會對車輛正常運(yùn)行和行駛產(chǎn)生負(fù)面影響。但一些汽車防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)人員未能及時(shí)與車輛廠商進(jìn)行對接，其車機(jī)系統(tǒng)與防盜報(bào)警系統(tǒng)之間存在著一定的不兼容情況，阻礙了車輛防盜工作的進(jìn)一步開展。

1.1.2 環(huán)境干擾問題

作為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)信號的一項(xiàng)重要組成部分，5G信號雖然傳輸速度更快，單位帶寬能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量更加豐富，然而其同樣也會受到外界環(huán)境帶來的干擾［4］。例如一些品牌的汽車防盜報(bào)警裝置在濃霧、大雪、大雨等惡劣天氣下其信號傳輸性能可能會受到一定程度的沖擊和阻礙，影響車輛防盜報(bào)警目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。此外，報(bào)警信號在車輛進(jìn)入隧道、無人區(qū)等阻隔嚴(yán)重或通信基站密度較小的地區(qū)同樣也會受到一定的影響，導(dǎo)致車輛信息以及車內(nèi)視頻錄像的傳輸過程遭受到一定的打擊，甚至可能會產(chǎn)生斷油系統(tǒng)的失靈現(xiàn)象。

1.1.3 安全性問題

作為道路安全的重要影響因素，車輛運(yùn)行和駕駛穩(wěn)定性具有極為關(guān)鍵的作用，一些基于5G信號開發(fā)的車輛防盜報(bào)警裝置與車輛生產(chǎn)廠商之間的溝通和交流較為欠缺，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)與車輛內(nèi)部設(shè)計(jì)存在一定的矛盾和沖突，甚至可能會在車輛行駛過程當(dāng)中對其安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響和沖擊，阻礙車輛安全性的進(jìn)一步提升［5］。

1.2 未來基于5G的報(bào)警裝置的發(fā)展趨勢

1.2.1 智能化趨勢

智能化趨勢是未來基于5G的車輛防盜報(bào)警裝置的首要發(fā)展趨勢［6］。現(xiàn)階段大多車輛防盜報(bào)警裝置的中樞控制設(shè)備均為單片機(jī)，這類設(shè)備雖然性能可靠，集約性好，成本低廉，但智能性與拓展性仍存在一定的短板，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)下車輛防盜工作的發(fā)展需要，針對防盜報(bào)警裝置的中樞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面優(yōu)化，進(jìn)一步確保防盜報(bào)警裝置的智能化發(fā)展，使公安機(jī)關(guān)以及車輛緊急聯(lián)系人能夠通過智能控制中樞獲取更加豐富的車輛信息內(nèi)容，使車輛盜搶案件得到及時(shí)有效的破獲與解決，有效減少車主的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。

1.2.2 通用性趨勢

通用性趨勢是車輛防盜報(bào)警裝置未來發(fā)展的另一項(xiàng)關(guān)鍵性趨勢。在當(dāng)前的車輛防盜工作當(dāng)中，受到車機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、車廂內(nèi)部布局以及防盜搶裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等客觀因素的影響和限制，基于5G通信技術(shù)的汽車防盜報(bào)警裝置并未形成一套兼容性與通用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)與安裝體系，對不同品牌與類型車輛的適應(yīng)性較為有限，不利于車輛防盜報(bào)警裝置的進(jìn)一步發(fā)展。因此，相關(guān)行政單位與政府部門應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到這一問題，結(jié)合當(dāng)前公安機(jī)關(guān)的工作實(shí)際，對基于5G進(jìn)行設(shè)計(jì)的車輛防盜報(bào)警裝置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的明確，有效解決不同品牌、不同類型車輛之間存在的兼容性與通用性問題，全面提升了防盜報(bào)警裝置的系統(tǒng)安全性，為實(shí)現(xiàn)車輛防盜報(bào)警裝置市場的健康持續(xù)化發(fā)展提供重要動力。

1.2.3 可靠性趨勢

環(huán)境干擾與信號薄弱問題是影響車輛防盜報(bào)警裝置性能的重點(diǎn)之一。如何確保車輛防盜報(bào)警裝置在惡劣氣候以及不利環(huán)境下發(fā)揮其基本功能已成為設(shè)計(jì)人員面臨的重要挑戰(zhàn)［7］。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取合理手段與措施，不斷放大車輛防盜報(bào)警裝置的信號傳輸強(qiáng)度，不斷優(yōu)化其環(huán)境適應(yīng)性，使車輛防盜報(bào)警裝置在汽車安全領(lǐng)域發(fā)揮出更加關(guān)鍵的作用。

2 汽車防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)需求

為了全面提升車輛安全性能，避免受到不法分子的盜搶威脅，在進(jìn)行汽車防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與安裝過程中，主要應(yīng)滿足以下幾方面需求。首先是自救功能需求。在駕駛員位于車內(nèi)的情況下，不法分子可能會悄然接近車輛進(jìn)而采取相應(yīng)的盜搶行為，對車輛駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。因此要求汽車報(bào)警防盜裝置能夠在駕駛員控制的前提下將車輛信息與定位自動上傳至公安機(jī)關(guān)，從而使公安機(jī)關(guān)得以及時(shí)采取措施對車輛及其駕乘人員進(jìn)行營救。其次是定位功能需求。在車輛駕駛員未進(jìn)入車內(nèi)的情況下，不法分子可能會將汽車轉(zhuǎn)移至其他地區(qū)，而這時(shí)公安機(jī)關(guān)以及車輛駕駛員能夠通過防盜裝置的定位功能及時(shí)找到車輛的實(shí)時(shí)位置，從而有效減少由車輛被盜導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失［1］。最后是車輛自控需求。為了進(jìn)一步降低不法分子對車輛的控制能力，汽車防盜報(bào)警裝置還需要與車輛動力系統(tǒng)進(jìn)行對接，使車輛的控制權(quán)限掌握在車主手中，避免不法分子將車輛運(yùn)往其他地區(qū)。

3 汽車防盜報(bào)警裝置的主要結(jié)構(gòu)

3.1 單片機(jī)系統(tǒng)模塊

在基于5G的汽車防盜報(bào)警裝置當(dāng)中，首要的系統(tǒng)功能模塊即為單片機(jī)系統(tǒng)模塊。作為集成電路芯片的一種類型，單片機(jī)以其設(shè)計(jì)集約性、性能可靠性以及對環(huán)境的適應(yīng)性等多項(xiàng)優(yōu)勢和特點(diǎn)具有較為廣泛的應(yīng)用前景，還能在5G通信條件下接入通信網(wǎng)絡(luò)，有效地打通車輛防盜報(bào)警裝置與外界的聯(lián)系渠道。本文所述的汽車防盜報(bào)警裝置采用了意法半導(dǎo)體公司出品的STM32f103系列的單片機(jī)，該型單片機(jī)接口數(shù)量豐富，通道之間的轉(zhuǎn)換速度較快，儲存空間較大，滿足當(dāng)前市場對車輛防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)需求?；?G通信技術(shù)，STM32f103單片機(jī)能夠?qū)④囕v基本情況與位置信息以多種形式傳遞給公安機(jī)關(guān)或車輛緊急聯(lián)系人，使得車輛安全性得到有效保障。

單片機(jī)的控制系統(tǒng)可設(shè)置在距離駕駛員位置較近的方向盤附近，一旦車輛遭遇盜搶情況，駕駛員能夠立刻按下控制按鈕，一方面使車輛緊急聯(lián)系人能夠在第一時(shí)間獲取到相關(guān)信息，另一方面還能夠在車輛外部關(guān)聯(lián)的LED屏幕當(dāng)中顯示車輛情況，使車外人員能夠及時(shí)進(jìn)行協(xié)助或報(bào)警。此外，除了車輛內(nèi)部的控制報(bào)警外，單片機(jī)控制系統(tǒng)還與車廂紅外傳感器相聯(lián)動，一旦傳感器感知到車內(nèi)受到入侵，即能夠通過單片機(jī)以及5G通信網(wǎng)絡(luò)對車輛聯(lián)系人發(fā)送報(bào)警信息，使車輛防盜搶報(bào)警需求得到充分滿足。

3.2 車輛定位報(bào)警模塊

在進(jìn)行車輛防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)過程中，充分細(xì)化車輛的定位同樣也是確保車輛安全、提升車輛報(bào)警效果的關(guān)鍵技術(shù)手段。在本文所述的基于5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的車輛防盜報(bào)警裝置設(shè)計(jì)方案中，主要采用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)能夠?qū)囕v當(dāng)前位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位與跟蹤，并且將車輛當(dāng)前的位置坐標(biāo)通過5G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至車輛緊急聯(lián)系人以及公安機(jī)關(guān)，從而使車主以及公安機(jī)關(guān)能夠掌握到更加全面精準(zhǔn)的信息，為及時(shí)抓獲犯罪嫌疑人，尋回車輛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)［2］。

作為我國獨(dú)立自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)具有獨(dú)特的信息交互功能模塊，車主與公安機(jī)關(guān)能夠結(jié)合5G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與車輛智能控制中樞的實(shí)時(shí)溝通，使車主與公安機(jī)關(guān)能夠針對當(dāng)前車輛的基本情況、車內(nèi)人員情況等做出相應(yīng)的判斷，進(jìn)而使車輛營救方案更具針對性，提升車輛防盜報(bào)警裝置的運(yùn)行效果。

3.3 油路切斷模塊

在對長期的車輛盜搶案件分析與梳理過后，我們能夠得出相應(yīng)結(jié)論，即大多不法分子都會將車輛駕駛到其他地區(qū)進(jìn)行處理，這就給尋回車輛、減少經(jīng)濟(jì)或人員損失、推進(jìn)案件破獲帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。因此，如何有效降低不法分子以及犯罪嫌疑人對車輛的控制能力，減少不法分子對車輛的移動距離是當(dāng)前汽車防盜報(bào)警裝置設(shè)計(jì)與分析工作技術(shù)人員面臨的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。在本文所述基于5G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)搭建的汽車防盜報(bào)警裝置當(dāng)中，采用了油路切斷的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過利用施耐德公司出品的RXM4A型中間繼電器接入車輛的油路控制系統(tǒng)，并結(jié)合車輛紅外傳感器以及車輛防盜報(bào)警裝置的反應(yīng)對車輛當(dāng)前狀態(tài)做出及時(shí)判斷，一旦判定車輛遭遇入侵或盜搶，可立即采取措施對油路進(jìn)行切斷操作，從而使車輛油料供應(yīng)得到有效管控，避免不法分子或盜搶人員將車輛轉(zhuǎn)移?；?G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車輛防盜報(bào)警裝置設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化油路切斷模塊的設(shè)計(jì)路徑，從而兼顧車輛的安全性與車輛防盜裝置敏感性，使車輛防盜性能得到充分提升，為實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的車輛防盜目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

3.4 視頻錄像功能模塊

為了給車輛盜搶案件提供充分的破獲證據(jù)，提升公安機(jī)關(guān)對不法分子的抓捕效率，視頻錄像功能同樣也是5G汽車防盜報(bào)警裝置設(shè)計(jì)過程當(dāng)中必不可少的一部分。汽車防盜裝置內(nèi)置的視頻錄像功能模塊主要涵蓋了以下幾方面的元件，其中包括攝像頭、卡片存儲設(shè)備、供電電池以及數(shù)據(jù)信息傳輸模塊等［3］。在選擇5G車輛防盜報(bào)警裝置視頻錄像功能模塊的技術(shù)元件過程當(dāng)中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)遵循以下幾方面原則。首先是清晰度原則，為了進(jìn)一步確保防盜視頻錄像信息對不法分子以及犯罪嫌疑人的識別精度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從攝像頭像素以及攝像頭布置角度兩個(gè)主要方面確保視頻錄像功能模塊所展現(xiàn)出的清晰度。其次是存儲容量原則，為了使公安機(jī)關(guān)能夠獲取車輛盜搶案件當(dāng)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，提升車輛盜搶案件的破獲概率，相關(guān)設(shè)計(jì)人員以及技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)確保整個(gè)車輛防盜報(bào)警裝置當(dāng)中內(nèi)置的視頻錄像功能模塊的容量達(dá)到視頻錄制相應(yīng)的要求，避免因存儲空間不足導(dǎo)致視頻細(xì)節(jié)丟失現(xiàn)象的發(fā)生，提升公安機(jī)關(guān)破獲車輛盜搶案件的可能性。最后還應(yīng)當(dāng)遵循系統(tǒng)可靠性原則。在傳統(tǒng)的視頻錄像功能模塊當(dāng)中，受到系統(tǒng)整體布局以及供電系統(tǒng)運(yùn)行方式等因素的影響，其視頻錄像功能模塊受外界環(huán)境因素的干擾較為強(qiáng)烈，因此技術(shù)人員以及設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)針對基于5G通信技術(shù)的汽車防盜報(bào)警裝置的供電系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化，強(qiáng)化對系統(tǒng)供電電池性能的測試強(qiáng)度，使其能夠充分滿足車輛長期運(yùn)行的供電需求，確保惡劣環(huán)境條件下汽車防盜報(bào)警裝置視頻錄像功能模塊供電系統(tǒng)能夠正常工作和運(yùn)行，從而使車內(nèi)視頻錄像和取證工作更加完善。

4 結(jié)語

總而言之，作為未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要發(fā)展方?? 向，5G技術(shù)在汽車防盜報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與安裝過程當(dāng)中發(fā)揮著重要價(jià)值。技術(shù)人員與設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化報(bào)警裝置性能，使其與汽車防盜搶工作的開展需求相適應(yīng)，推動汽車安全領(lǐng)域的積極發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（編輯 王雪芬）

Design and analysis of automobile anti-theft alarm device based on 5G

Zhou? Taolin

（Jiangxi Vocational College of Applied Engineering， Pingxiang 337042， China）

Abstract：? With the continuous development of the times and economic and social progress， peoples living standards continue to improve， the rate of vehicle ownership continues to rise. But this also gives lawbreakers certain opportunity. In this paper， the main design intent of the automobile anti-theft alarm device and the design requirements as the breakthrough point， from the single chip microcomputer， vehicle positioning， oil circuit design and video footage of a few Angle introduced the main structure of automobile anti-theft alarm system， and from two aspects of the design difficulties and development trend are analyzed based on 5G technology design of car anti-theft alarm device， the prospect of development of for the reference of relevant technical personnel.

Key words： 5G technology; car theft; design ideas