孫嘉興,朱寶全,王飛奇,柔京港,郭穎山
(東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院,哈爾濱150000)
防盜報(bào)警系統(tǒng)是以Arduino 單片機(jī)為核心構(gòu)成的防盜報(bào)警系統(tǒng),當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到人體時(shí),單片機(jī)接收信號(hào),通過外接報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào),并向手機(jī)發(fā)送預(yù)設(shè)的信息提醒,以達(dá)到預(yù)期報(bào)警效果。
防盜報(bào)警系統(tǒng)包括Arduino 藍(lán)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(lán)牙繼電器模塊以及手機(jī)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(jìn)單片機(jī),單片機(jī)通電后就可發(fā)揮作用,同時(shí)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)門鎖的控制。其中,UNO 面板上接口11 與藍(lán)牙模塊上TX 相連,面板上接口10 與藍(lán)牙模塊上RX 相連,實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙控制門鎖功能。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到信號(hào),信號(hào)為高電平時(shí),蜂鳴器鳴叫,達(dá)到報(bào)警效果。當(dāng)熱釋電紅外傳感器沒有接收到信號(hào),接收到信號(hào)為低電平,蜂鳴器不報(bào)警,系統(tǒng)不反應(yīng)繼續(xù)檢測(cè)[1]。
本裝置采用蜂鳴器報(bào)警。蜂鳴器由振動(dòng)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(hào)。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(shí),三極管導(dǎo)通,蜂鳴器工作;輸出低電平時(shí),三極管截止,蜂鳴器不工作。接收到報(bào)警信號(hào)時(shí),蜂鳴器報(bào)警,15s 后自動(dòng)停止或者通過手機(jī)藍(lán)牙控制停止報(bào)警。另外,程序存儲(chǔ)有防誤報(bào)算法,如有誤判報(bào)警電路立即切斷,蜂鳴器停止報(bào)警。
手機(jī)藍(lán)牙模塊連接,連接時(shí)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(shí)現(xiàn)開鎖功能,輸入“C”實(shí)現(xiàn)鎖止功能)。鎖止?fàn)顟B(tài)下防盜報(bào)警系統(tǒng)正常工作時(shí),如探測(cè)到人體紅外輻射,則會(huì)在以“Warning Someone Is Breaking In”字符反饋到手機(jī)APP 端,起到警示車主的作用。
基于Arduino 控制的汽車進(jìn)入與防盜報(bào)警系統(tǒng)處于解鎖狀態(tài)時(shí),機(jī)構(gòu)主動(dòng)退出鎖門的自由行程,需要人手動(dòng)開啟車門,并且在系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)誤報(bào)時(shí)可以輸入解鎖信號(hào)停止報(bào)警。系統(tǒng)處于落鎖狀態(tài)時(shí),由機(jī)構(gòu)內(nèi)部的剛性連接完成鎖止動(dòng)作且無法手動(dòng)強(qiáng)行開啟,人體熱釋電紅外傳感器探測(cè)到有人出現(xiàn)在駕駛艙企圖惡意破壞時(shí)接通報(bào)警電路,蜂鳴器報(bào)警。
通過藍(lán)牙使手機(jī)與單片機(jī)的藍(lán)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(duì)單片機(jī)發(fā)送解鎖信號(hào),藍(lán)牙接收模塊將信號(hào)接收后傳輸至單片機(jī),再由單片機(jī)根據(jù)之前程序的編寫輸出信號(hào)給減速機(jī),從而實(shí)現(xiàn)車門鎖的開啟,此時(shí)單片機(jī)推斷出解鎖的工作狀態(tài),報(bào)警電路斷開,當(dāng)人體熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到人體紅外輻射時(shí),蜂鳴器不會(huì)報(bào)警[2]。
從手機(jī)APP 發(fā)送落鎖信息,藍(lán)牙模塊成功接受信息,單片機(jī)輸出指令后實(shí)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(dòng),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(bào)警聲,并將消息通過手機(jī)APP 端反饋給車主[3]。警報(bào)聲可以通過車主使用手機(jī)藍(lán)牙或手動(dòng)開門來關(guān)閉。
在“智能化”“網(wǎng)聯(lián)化”的時(shí)代背景下,機(jī)械鑰匙被取代已成為必然。基于Arduino 控制的汽車進(jìn)入與防盜報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信及自動(dòng)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(shí)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(dòng)開關(guān)門鎖,也就是說當(dāng)駕駛者走近車輛一定距離時(shí),門鎖會(huì)自動(dòng)打開并解除防盜;當(dāng)駕駛者離開車輛時(shí),門鎖會(huì)自動(dòng)鎖上并進(jìn)入防盜狀態(tài)。相比于無線射頻識(shí)別技術(shù),本系統(tǒng)有如下優(yōu)勢(shì):①藍(lán)牙傳輸距離短,安全性更高。②防盜功能通過蜂鳴器報(bào)警與手機(jī)APP 短信提醒實(shí)現(xiàn),雙重保險(xiǎn)。③設(shè)有防誤報(bào)功能,使系統(tǒng)工作更加可靠。
機(jī)構(gòu)運(yùn)行高效,低能耗,操作簡易,完全符合未來社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。整個(gè)程序和藍(lán)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(xiàng)目所需要的材料和原件價(jià)格都相對(duì)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(fèi)用和產(chǎn)品生產(chǎn)的費(fèi)用都會(huì)很低,有很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。