基于Arduino控制的汽車進入與防盜報警系統(tǒng)

孫嘉興 朱寶全 王飛奇 柔京港 郭穎山

【摘 要】論文主要研究基于Arduino控制的汽車進入與防盜系統(tǒng)，從Arduino控制的防盜報警系統(tǒng)總體設(shè)計、報警電路設(shè)計、手機APP端設(shè)計等軟件和硬件設(shè)計對系統(tǒng)展開介紹，并對解鎖和落鎖狀態(tài)時系統(tǒng)的工作執(zhí)行情況加以分析。本系統(tǒng)機構(gòu)運行高效、低能耗、操作簡易，完全符合未來社會的發(fā)展趨勢。在車上的改裝費用和產(chǎn)品生產(chǎn)費用較低，有較好的經(jīng)濟效益。

【Abstract】This paper mainly studies the vehicle entry and anti-theft system based on Arduino control， introduces the system from the overall design of anti-theft alarm system controlled by Arduino， alarm circuit design， mobile APP terminal design and other software and hardware design， and analyzes the work performance of the system when it is unlocked and locked. This system is highly efficient， low energy consumption and easy to operate， which fully conforms to the development trend of the future society. The modification cost and production cost of the vehicle are lower， which has? better economic benefits.

【關(guān)鍵詞】Arduino;防盜報警;藍牙模塊;蜂鳴器

【Keywords】Arduino; anti-theft alarm; bluetooth module; buzzer

【中圖分類號】TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）06-0153-02

1 方案設(shè)計

防盜報警系統(tǒng)是以Arduino單片機為核心構(gòu)成的防盜報警系統(tǒng)，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測到人體時，單片機接收信號，通過外接報警電路發(fā)出報警信號，并向手機發(fā)送預(yù)設(shè)的信息提醒，以達到預(yù)期報警效果。

2 系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計

2.1 Arduino控制的防盜報警系統(tǒng)總體設(shè)計

防盜報警系統(tǒng)包括Arduino藍牙模塊控制系統(tǒng)、車門門鎖裝置、人體熱釋電紅外傳感器、藍牙繼電器模塊以及手機APP接收裝置。在UNO面板上翻譯編寫程序，并通過串口把調(diào)試好的程序編寫進單片機，單片機通電后就可發(fā)揮作用，同時繼電器實現(xiàn)對門鎖的控制。其中，UNO面板上接口11與藍牙模塊上TX相連，面板上接口10與藍牙模塊上RX相連，實現(xiàn)藍牙控制門鎖功能。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到信號，信號為高電平時，蜂鳴器鳴叫，達到報警效果。當(dāng)熱釋電紅外傳感器沒有接收到信號，接收到信號為低電平，蜂鳴器不報警，系統(tǒng)不反應(yīng)繼續(xù)檢測[1]。

2.2 報警電路設(shè)計

本裝置采用蜂鳴器報警。蜂鳴器由振動裝置和諧振裝置組成，其工作原理為輸入的直流電源經(jīng)過振蕩系統(tǒng)的放大取樣電路在諧振裝置作用下產(chǎn)生聲音信號。本裝置中，蜂鳴器三根引線與UNO面板上“5V”“GND”和接口11相連，輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器工作;輸出低電平時，三極管截止，蜂鳴器不工作。接收到報警信號時，蜂鳴器報警，15s后自動停止或者通過手機藍牙控制停止報警。另外，程序存儲有防誤報算法，如有誤判報警電路立即切斷，蜂鳴器停止報警。

2.3 手機APP端設(shè)計

手機藍牙模塊連接，連接時需要輸入密碼認(rèn)證，認(rèn)證通過后方可連接成功。預(yù)先設(shè)定各功能代表的特定字符（輸入“O”實現(xiàn)開鎖功能，輸入“C”實現(xiàn)鎖止功能）。鎖止?fàn)顟B(tài)下防盜報警系統(tǒng)正常工作時，如探測到人體紅外輻射，則會在以“Warning Someone Is Breaking In”字符反饋到手機APP端，起到警示車主的作用。

3 系統(tǒng)工作狀態(tài)

基于Arduino控制的汽車進入與防盜報警系統(tǒng)處于解鎖狀態(tài)時，機構(gòu)主動退出鎖門的自由行程，需要人手動開啟車門，并且在系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)誤報時可以輸入解鎖信號停止報警。系統(tǒng)處于落鎖狀態(tài)時，由機構(gòu)內(nèi)部的剛性連接完成鎖止動作且無法手動強行開啟，人體熱釋電紅外傳感器探測到有人出現(xiàn)在駕駛艙企圖惡意破壞時接通報警電路，蜂鳴器報警。

3.1 解鎖

通過藍牙使手機與單片機的藍牙接收模塊成功連接，隨后使用之前編寫好的APP操作指令對單片機發(fā)送解鎖信號，藍牙接收模塊將信號接收后傳輸至單片機，再由單片機根據(jù)之前程序的編寫輸出信號給減速機，從而實現(xiàn)車門鎖的開啟，此時單片機推斷出解鎖的工作狀態(tài)，報警電路斷開，當(dāng)人體熱釋電紅外傳感器檢測到人體紅外輻射時，蜂鳴器不會報警[2]。

3.2 落鎖

從手機APP發(fā)送落鎖信息，藍牙模塊成功接受信息，單片機輸出指令后實現(xiàn)車門的鎖止。在落鎖狀態(tài)下該裝置處于工作狀態(tài)，當(dāng)企圖破門或?qū)囬T產(chǎn)生額外振動，人體熱釋電紅外傳感器感受到人體紅外輻射，經(jīng)過電路處理，蜂鳴器成功觸發(fā)，發(fā)出報警聲，并將消息通過手機APP端反饋給車主[3]。警報聲可以通過車主使用手機藍牙或手動開門來關(guān)閉。

4 系統(tǒng)優(yōu)勢

在“智能化”“網(wǎng)聯(lián)化”的時代背景下，機械鑰匙被取代已成為必然。基于Arduino控制的汽車進入與防盜報警系統(tǒng)運用了計算機、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信及自動控制等技術(shù)，踐行了汽車企業(yè)的智能化發(fā)展。目前常見的無線射頻識別技術(shù)，即通過車主隨身攜帶的智能卡里的芯片感應(yīng)自動開關(guān)門鎖，也就是說當(dāng)駕駛者走近車輛一定距離時，門鎖會自動打開并解除防盜;當(dāng)駕駛者離開車輛時，門鎖會自動鎖上并進入防盜狀態(tài)。相比于無線射頻識別技術(shù)，本系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：①藍牙傳輸距離短，安全性更高。②防盜功能通過蜂鳴器報警與手機APP短信提醒實現(xiàn)，雙重保險。③設(shè)有防誤報功能，使系統(tǒng)工作更加可靠。

5 結(jié)語

機構(gòu)運行高效，低能耗，操作簡易，完全符合未來社會發(fā)展的趨勢。整個程序和藍牙傳輸本身的特性可以保證其使用的安全性，現(xiàn)階段可以滿足大多數(shù)汽車用戶的需求。在成本方面，本項目所需要的材料和原件價格都相對低廉，即使研發(fā)成本過高，但長遠(yuǎn)發(fā)展來看，在車輛上的改裝費用和產(chǎn)品生產(chǎn)的費用都會很低，有很好的經(jīng)濟效應(yīng)。

【參考文獻】

【1】張祥.單片機控制的防盜系統(tǒng)設(shè)計[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（32）：130.

【2】蒙朋超.基于單片機的防盜報警系統(tǒng)設(shè)計分析[J].信息系統(tǒng)工程，2015（06）：31-32.

【3】何曉曉，宋健，黃全安，等.無鑰匙進入系統(tǒng)低頻通訊模塊研究與設(shè)計[J].電子產(chǎn)品世界，2011，18（12）：57-59.