王進軍 黃宇龍 王孟業(yè) 葛秋琳 官 蘭 劉心怡

（華北理工大學 機械工程學院，唐山 063210）

共享單車是近年來比較流行的公眾交通工具。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，摩拜、OFO等多個互聯(lián)網(wǎng)共享單車運營公司應運而生，人們通過手機操作即可注冊使用?，F(xiàn)在的共享單車均為無樁單車，用車還車也無需到特定的區(qū)域，為人們的綠色出行提供了極大的便利。但同時也暴露出了一些問題，共享單車被盜及故意損壞的事件時有發(fā)生，使企業(yè)蒙受了巨大損失。如何解決共享單車盜損問題，關系到行業(yè)的存亡，因此研究開發(fā)有效的防盜措施就顯得極為迫切。

1 機械式防盜方式

機械式防盜主要通過車鎖、螺紋連接件等機械結構的改進來防止主要零件如車輪、車座等被盜。共享單車的車輪、車座等均由螺栓連接來固定，采用的螺紋緊固件均為標準件，使用普通的扳手等拆卸工具可以很容易將螺母旋松來盜取零件。采用特殊結構的螺紋緊固件是一種比較有效的防盜措施。如圖1所示，螺母不再使用標準六角螺母，而設計成了特殊形狀。外輪廓由圓柱面和平面組成，這樣用通常扳手等拆卸工具不能將螺母擰松，必須用專門的工具才能擰動，從而在一定程度上增加被盜的難度。

圖1 特制螺母

機械式防盜可對共享單車的零部件起到一定的防護作用，但機械式防盜只能防盜而不能發(fā)出報警信號，單車丟失后不容易尋找。例如，悟空單車在某地總共投放了1200輛單車，因為采用的是機械鎖，最后只有10%左右的單車能找到。

2 利用干簧管防盜

干簧管是一種磁敏的特殊開關。干簧管的簧片有兩個或三個，通常是由軟磁性材料做成的。永久磁鐵靠近干簧管時磁場會使簧片磁化，簧片的觸點部分就會在磁力作用下吸合；當磁鐵遠離干簧管時，磁力作用減弱，觸點部分被簧片的彈力打開。利用干簧管的這個特點，將永久磁鐵和干簧管分別裝在重要零件及車架上的相應位置上，零件被盜取時永久磁鐵和干簧管相對位置發(fā)生改變，干簧管所處磁場強度發(fā)生變化，使簧片的觸點部分發(fā)生分合變化，從而觸發(fā)電路中的蜂鳴器發(fā)聲報警，對盜竊者起到阻嚇作用，可作為一種輔助的防盜手段。

3 無線紅外線報警系統(tǒng)

無線紅外線報警系統(tǒng)由GSM模塊、紅外傳感器、震動模塊和單片機等組成。這種防盜系統(tǒng)體積小，隱蔽性好，探測信號經(jīng)過單片機處理后可方便地和手機、電腦等監(jiān)控設施通信，便于企業(yè)實現(xiàn)多用戶統(tǒng)一管理。

GSM系統(tǒng)是我國應用最為廣泛的無線通信系統(tǒng)，技術已經(jīng)十分成熟，具有成本低、覆蓋面廣、通信可靠的特點。GSM提供的短信功能可以用作遠程監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸手段。

紅外距離傳感器抗干擾能力強、靈敏度高，可用于單車重要零件的防盜。安裝在自行車前叉、后叉和前后輪軸承上的紅外距離傳感器對車輪軸承和自行車前后叉之間的距離進行測量，當盜取行為發(fā)生時，這個距離就會超過規(guī)定的警戒值，從而及時觸發(fā)報警，報警信號經(jīng)過電路轉換由GSM模塊發(fā)出異常信號消息。

紅外傳感器結合震動模塊可實現(xiàn)整車的防盜，紅外傳感器采用熱釋電紅外傳感器，為了提高探測器的探測靈敏度，一般在探測器的前方裝設菲涅爾透鏡，一旦人體進入探測區(qū)內，熱釋電紅外傳感器即可感應到人體溫度和背景溫度的差異信號，同時為防止誤判還要根據(jù)震動模塊信號來確定是否發(fā)生盜取行為。如果震動模塊和紅外傳感器同時發(fā)出異常信號說明盜取行為發(fā)生，異常信號經(jīng)后續(xù)電路處理后就能產(chǎn)生報警信號，然后經(jīng)單片機控制GSM模塊發(fā)出短消息，系統(tǒng)信號傳遞流程如圖2所示。

無線紅外線報警最大的優(yōu)勢是使用成本較低，并能及時發(fā)現(xiàn)并傳遞警情，使損失減小到最小。

4 GPS防盜

GPS系統(tǒng)全稱為“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”。GPS防盜是利用GPS模塊的定位功能和移動通信模塊的遠程通信功能，加上必要的傳感元件組成的防盜定位系統(tǒng)。GPS防盜系統(tǒng)可以實時了解每輛車所處位置，但它難以實時判斷單車是否被盜，只能是單車被盜后通過管理中心來定位尋獲車輛。由于衛(wèi)星數(shù)量有限，GPS系統(tǒng)掃描覆蓋存在一定的盲區(qū)，使其防盜能力降低。從經(jīng)營成本來看，GPS防盜器價格比較高，只有規(guī)模較大的車企能夠負擔，目前還不能普遍使用，國內市場上只有少部分單車企業(yè)安裝了GPS定位器。隨著GPS系統(tǒng)技術的進步，使用成本的降低，其市場前景將非?？捎^。

圖2 無線紅外線報警信號傳遞流程

5 結語

本文從技術方面討論了共享單車防盜的多種措施，在實際應用時要根據(jù)方便性、經(jīng)濟性的要求，綜合應用多種防盜手段。防盜的技術手段也要緊密跟蹤相關技術的發(fā)展，及時吸收先進技術以提高防盜能力，有效維護企業(yè)利益。

[1]鄒奎，汪慧勇，熊建新.基于GSM短信與紅外技術的家電遠程控制[J].華中師范大學學報，2008，（10）：126-128.

[2]曲娜.紅外感應短信報警系統(tǒng)設計[J].通訊世界，2015，（10）：226.