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(jìn)入與防盜系統(tǒng)，從Arduino控制的防盜報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)、手機(jī)APP端設(shè)計(jì)等軟件和硬件設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)展開(kāi)介紹，并對(duì)解鎖和落鎖狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)的工作執(zhí)行情況加以分析。本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行高效、低能耗、操作簡(jiǎn)易，完全符合未來(lái)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。在車上的改裝費(fèi)用和產(chǎn)品生產(chǎn)費(fèi)用較低，有較好的經(jīng)濟(jì)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(bào)警;藍(lán)牙模塊;蜂鳴器

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

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

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(guò)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(xiě)程序，并通過(guò)串口把調(diào)試好的程序編寫(xiě)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(méi)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(wú)法手動(dòng)強(qiáng)行開(kāi)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(guò)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(xiě)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(xiě)輸出信號(hào)給減速機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)車門鎖的開(kāi)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(kāi)，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(guò)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(guò)手機(jī)APP端反饋給車主[3]。警報(bào)聲可以通過(guò)車主使用手機(jī)藍(lán)牙或手動(dòng)開(kāi)門來(lái)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(jiàn)的無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，即通過(guò)車主隨身攜帶的智能卡里的芯片感應(yīng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門鎖，也就是說(shuō)當(dāng)駕駛者走近車輛一定距離時(shí)，門鎖會(huì)自動(dòng)打開(kāi)并解除防盜;當(dāng)駕駛者離開(kāi)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(wú)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(guò)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(yǔ)

機(jī)構(gòu)運(yùn)行高效，低能耗，操作簡(jiǎn)易，完全符合未來(lái)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(guò)高，但長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)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)。

【參考文獻(xiàn)】

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

【2】蒙朋超.基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)低頻通訊模塊研究與設(shè)計(jì)[J].電子產(chǎn)品世界，2011，18（12）：57-59.