黃伊婷 蔡士東 劉蓉蓉 趙雪 王丹丹 劉思一 李涵彧 張明杰

摘要：本文設(shè)計(jì)了一款電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把移動(dòng)端和設(shè)備端通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，可以在手機(jī)上查看到電動(dòng)汽車設(shè)備的位置信息，并且完成對(duì)電動(dòng)汽車的位置追蹤以及控制電源開關(guān)等功能，從根本上解決電動(dòng)汽車的安全防盜問題[1]。其中，電動(dòng)汽車電源由LED燈模擬，移動(dòng)端負(fù)責(zé)對(duì)微處理器設(shè)備端的經(jīng)緯度進(jìn)行信息接收、定位和追蹤以及對(duì)總電源的控制，并完成在公網(wǎng)下的移動(dòng)端對(duì)局域網(wǎng)下的微處理器設(shè)備端的內(nèi)網(wǎng)穿透技術(shù)研發(fā)[2]。

關(guān)鍵詞： 電動(dòng)汽車; 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù); 微處理器; 內(nèi)網(wǎng)穿透

【Abstract】 In this paper， a security tracking system for electric vehicle is designed. By connecting mobile end and ?devices end via the Internet of Things， the system could realize the location information of the EV device on the phone， and track the EV's location and power switch and fundamentally solve the security and theft-proof problem of electric vehicle[1]. The power supply of electric vehicle is simulated by LED lamp， which can receive， locate and track the longitude and latitude information from the mobile end to the microprocessor device end， and control the total power supply from the microprocessor device end to end. Therefore， the system completes the intranet penetration technology of the mobile terminal under the public network to the microprocessor device side under the local area network[2].

【Key words】 ?electric vehicles; Internet of Things technology; microprocessor; intranet penetration

0 引 言

到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已得到了迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。與互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和傳統(tǒng)電信網(wǎng)等載體不同，物聯(lián)網(wǎng)是將每一個(gè)物理對(duì)象視作個(gè)體，將每個(gè)個(gè)體聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)一個(gè)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)[3]。具體來說，本次研究關(guān)注的是電動(dòng)汽車的有關(guān)課題。研究指出，電動(dòng)汽車的研發(fā)與出現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能汽車行業(yè)，而在未來將會(huì)實(shí)現(xiàn)無人駕駛、智能交通，甚至是智能城市等目標(biāo)[4]。當(dāng)前階段，關(guān)于電動(dòng)汽車的安全防盜研究即已成為時(shí)下熱議的焦點(diǎn)，在生活質(zhì)量提高的同時(shí)，則亟待盡快提出解決方案來保障個(gè)人財(cái)產(chǎn)安全。

本文擬設(shè)計(jì)一款電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)，系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將移動(dòng)端和電動(dòng)汽車聯(lián)系在一起，結(jié)合軟件編程以及最新計(jì)算機(jī)技術(shù)等，通過在手機(jī)App上來對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車安全防盜追蹤功能。

1 總體設(shè)計(jì)方案

本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為2個(gè)部分，系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。對(duì)此可做解析闡述如下。

（1）硬件部分：實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)緯度信息的收集以及對(duì)GPIO引腳的控制，在建立的局域網(wǎng)服務(wù)器中反饋經(jīng)緯度信息并可控制其GPIO引腳。

（2）軟件部分：實(shí)現(xiàn)對(duì)局域網(wǎng)下硬件部分服務(wù)器的訪問，得到經(jīng)緯度信息，在UI界面中顯示設(shè)備的位置信息并進(jìn)行追蹤操作;實(shí)現(xiàn)在公網(wǎng)下的移動(dòng)端訪問局域網(wǎng)下的服務(wù)器。

2 硬件技術(shù)設(shè)計(jì)

硬件部分主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使用基于Linux操作系統(tǒng)的樹莓派，以及GPS模塊共同完成電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。對(duì)于微處理器設(shè)備的經(jīng)緯度信息解析功能，研究采用了與GPS模塊的串口通信。對(duì)于系統(tǒng)電源的控制功能，研究使用樹莓派中GPIO的一個(gè)引腳，并在樹莓派中建立局域網(wǎng)情況下，選用不同接口來訪問基于Python語言Bottle微型Web服務(wù)器[5]。GPS模塊和樹莓派的引腳，同時(shí)結(jié)合在樹莓派中編寫的服務(wù)器程序，共同完成電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)的全部功能。硬件部分設(shè)計(jì)如圖2所示。樹莓派與GPS模塊通過串口連接，在一個(gè)引腳處連接一個(gè)LED燈，在樹莓派中來編寫服務(wù)器程序以及執(zhí)行命令。

3 軟件技術(shù)設(shè)計(jì)

軟件部分主要著重于Android程序的編寫，即在本款A(yù)pp中采取Android Studio軟件工具進(jìn)行編寫和調(diào)試。軟件部分中需完成的功能有：收集設(shè)備經(jīng)緯度信息，在地圖API中確定與追蹤設(shè)備位置，以及通過控制設(shè)備的GPIO引腳來控制高低電平。軟件部分的主要設(shè)計(jì)思路是：在硬件部分中通過訪問已定制嵌入的服務(wù)器程序，執(zhí)行和GPS模塊以及GPIO引腳有關(guān)的操作，運(yùn)用不同的接口來處理硬件部分中關(guān)于經(jīng)緯度信息的收集與反饋以及對(duì)Led燈的控制，而在收集到設(shè)備提供的經(jīng)緯度信息后，即可進(jìn)入到地圖UI界面中，實(shí)現(xiàn)對(duì)微處理器設(shè)備的位置定位和追蹤功能。

在移動(dòng)端中對(duì)微處理器設(shè)備進(jìn)行位置定位與追蹤功能，主要使用了高德地圖API，可以完成本系統(tǒng)需要的地圖定位和追蹤功能。對(duì)微處理器設(shè)備的定位功能，主要方式是在已經(jīng)加載的地圖UI中添加一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)記點(diǎn)處即是微處理器設(shè)備的最新位置。微處理器設(shè)備的追蹤功能，主要仿照地圖的地點(diǎn)導(dǎo)航功能，確定設(shè)備位置信息后才會(huì)對(duì)設(shè)備地點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)航，由此實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的追蹤功能。而對(duì)微處理器設(shè)備的模擬電源控制功能，則通過采用訪問服務(wù)器程序中的相關(guān)接口，在軟件訪問結(jié)束后，再反饋一個(gè)操作成功的信息就可以了。軟件工作流程如圖3所示。至此，研發(fā)得到的系統(tǒng)實(shí)物圖如圖4所示。

4 結(jié)束語

在本文中，主要提出了電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的連接部分采取了內(nèi)網(wǎng)穿透技術(shù)，即在樹莓派中安裝Cpolar的內(nèi)網(wǎng)穿透軟件。預(yù)期達(dá)到的目的是，能在任意位置進(jìn)行硬件控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車的遠(yuǎn)程防盜追蹤。此方法打破了局域網(wǎng)的地理局域性，把系統(tǒng)適用的范圍擴(kuò)大至無限遠(yuǎn)，可以更好驗(yàn)證電動(dòng)汽車安全防盜追蹤系統(tǒng)的實(shí)用性，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車的位置定位和追蹤功能以及對(duì)電動(dòng)汽車電源的控制功能。但在安全防盜方面也仍有待改進(jìn)，開發(fā)人員可在后期設(shè)計(jì)中添加其他功能，從而研發(fā)出一個(gè)多功能、多保障、靈活的高科技智能安全防盜追蹤系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于電動(dòng)汽車具有安全保障作用，切實(shí)降低了電動(dòng)汽車可能遭到破壞和盜竊的風(fēng)險(xiǎn)。

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