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）

1 方案設(shè)計(jì)

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。

2 系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)

2.1 Arduino 控制的防盜報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

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]。

2.2 報(bào)警電路設(shè)計(jì)

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。

2.3 手機(jī)APP 端設(shè)計(jì)

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。

3 系統(tǒng)工作狀態(tài)

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。

3.1 解鎖

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]。

3.2 落鎖

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。

4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

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。

5 結(jié)語

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)。