黄诤杰 柳传财 黄云扬 兰州大学

基于物联网技术的自行车远程防盗系统的设计分析

黄诤杰 柳传财 黄云扬 兰州大学

本设计可以轻松地定位自行车所在的位置，随时了解到自行车的状态和安全性，该项设计不仅仅可以取代现有的行车防盗锁等设备，同时也提供了一套整体的针对于各类自行车的保障措施。本设计配合现在广泛普及的智能手机，根据GSM通信原理，利用所在地的基站等进行通信。在底层硬件方面，利用各个传感器和Arduino开发板，例如加速度传感器用于感知自行车加速度变化来分析被盗情况，存储模块负责存储加速度传感器的数据内容，通信模块负责将存储模块中的数据传输至服务器。服务器端方面，服务器会接收硬件系统传输来的数据，并对数据进行整理以及分析，传送至移动端。在移动端，开发出一款专用的APP（Secured Bicycle），用于接收数据，然后针对不同信息对用户进行不同的响应，自行车所有者可以通过这个APP精确地了解自行车所处在的位置以及自行车的相关信息。

自行车防盗 物联网

纵观社会安防现状，车辆安全是不容忽视的一部分。虽然现代社会公民整体的素质都有了很大的提升，但是自行车车辆盗窃事件时有发生。为了减少自行车被盗窃的行为的发生以及追查盗窃者，自行车持有者、物业管理人员以及警察投入了大量的人力物力。如今随着传感器技术、网络技术、控制技术、通信技术和数据存储技术的发展，传感器已经被应用于各个方面。现在局域网覆盖全面，通信技术和数据存储技术也相对成熟。这些现有的优势为我们研发自行车防盗系统提供了理论知识和技术的保障。根据这种情况，采用一种新型的智能监控设备志在必得，本设计采用现代信息技术与传统思维相结合的模式，利用成熟的通信机制进行实时有效地监视自己的自行车。

1 设计方案

本设计基于Arduino开发板，通过这个“小型微机”来控制语言传感等模块的工作，接收各个模块发来的数据，并将这些数据存储到存储模块的内存中，实时的将数据发送的服务器。

服务器方面，会选择一个功能强大的服务器作为中转设备。在移动端需要的时候，实时、准确地向用户发送传感器所收集到的信息。

客户端方面，本设计利用Java语言来完成Android APP的开发，开发出了一个针对自行车所有者操作使用的APP。该APP在通过个人身份校验后连接到服务器，用户可以通过该APP随时了解自行车的相关信息，如位置及是否被挪动等，并且随时根据服务器发来的报警信息做出提示。

用户方面，我们目标是深入调查，统计出用户真正需要的信息，然后再客户端上给用户准确展现。

1.1 底层硬件开发

在底层系统开发基于Arduino开发板。采用最底层、与其兼容性最好的C语言对其进行恰到好处的控制，使开发板和加速度传感器进行有效的连接，并将数据存储到存储模块的内存空间里。当存在局域网网络连接时利用局域网向服务器发送数据，在无法进行网络连接的情况下，开发板可以直接利用基站通信机制向手机作出警报，提醒用户。

1.2 服务器

服务器连接Arduino开发板并与Arduino开发板进行通信，开发板对应于服务器某个特定的IP地址，基于TCP/IP连接协议，服务器会针对不同的Arduino开发板指定不同的端口。开发板利用端口来实现通信这一过程，并将存储模块中存储的数据发送到服务器上。服务器作为一个中转设备，随时向手机APP发送报警信息。

1.3 移动设备接收软件

开发专用的移动设备应用软件。此软件是一个前端软件，采用人性化的设计，直接面向用户。APP直接与服务器端进行通信，当服务器通过上传的数据分析出自行车被盗，并将被盗情况发送至APP时，APP会立即做出响应，提示自行车被盗。

2 创新点

本设计较于现有设计具有较高的创新性。首先，基站通信技术当前已经较为成熟，利用其一套完整的API可以较好的完成开发使用；使用GPRS流量通信时，本设计自己搭建服务器来完成数据的逻辑处理，可以很大程度上提高实时性和准确性。同时，我们也考虑了各种突发状况，利用端口通信和基站通信两种方式来保证系统的稳定。最后，本设计采用了软件与硬件相结合的开发思路，且部署相较于已有系统更为简单。

3 结论

本设计操作方便，用户不需要了解内部的机制，只需根据客户端的提示就能很好的使用，交互性比较好。在经济方面，采用的开发板和传感器在当今技术下成本都较低，具有很好的推广性。同时，本设计易于安装，方便用户自行对车辆安装，可以说具有很好的经济适用性和移植性，更加面向大众。

[1]Xing Zhi Lin. GSM Information Collection Design of Logistics Information System Based on Internet of Things[J].Advanced Materials Research,2013,2584(765):.

[2]刘岳. 基于物联网的便携式设备监控防盗系统[D].苏州大学,2013.