刘亚荣 谢晓兰 覃偲芸

摘  要： 针对目前电动车及电瓶易失窃的问题，以单片机为核心，结合声光报警电路、GSM通信模块、位移传感器和语音播报模块等外围电路，设计实现了一款新型的电动车防盗报警系统。与传统电动车报警器相比，该系统不仅解决了传统电动车报警器由于虚报造成的扰民及环境噪声污染问题，最重要的是系统采用语音及声光对偷盗行为进行警示，从而可以遏制偷盗行为，达到减少人们经济损失的效果。通过软硬件调试结果可知，该系统操作简单、性能良好，具有较高的实际应用价值。

关键词： 电动车; 防盗报警系统; 报警电路; 无线遥控; 位移传感器; 语音播报模块

中图分类号： TN710?34; TP391.9                   文献标识码： A                    文章编号： 1004?373X（2020）19?0152?03

Abstract： In view that the batteries of electric vehicles are vulnerable to theft， the SCM （single chip microcomputer） is taken as the core to design and implement a new type of electric vehicle anti?theft alarm system in combination with the sound and light alarm circuit， GSM communication module， displacement sensor and voice broadcast module and other peripheral circuits. In comparison with the traditional electric vehicle alarm， this system not only solves the problems of disturbing people and environmental noise pollution caused by false alarm， but also can use the voice， sound and light to warn the theft， so as to prevent the theft behavior and reduce people′s economic losses. It can be seen from the results of software and hardware debugging that the system is of simple operation， good performance and high practical application value.

Keywords： electric vehicle; anti?theft alarm system; alarm circuit; wireless remote control; displacement sensor; voice broadcast module

0  引  言

随着社会的快速发展及人们生活水平的不断提高，交通工具也不断更新换代。电动车因其绿色环保、方便快捷的优点成为人们生活中重要的交通工具[1]。然而时常发生的电动车或电动车电瓶被盗事件不仅给车主带来了经济损失，同时也给社会增加了不安全因素。目前的电动车防盗装置大体分为两大类：一类是依靠机械式的防盗锁;另一类是安装报警器。对于前者，很多现有开锁技术很容易将锁打开，因此，很多电动车用户选择第二种防盗装置，在电动车上安装了报警器，在锁车的同时，开启该防盗报警装置。但由于一些报警装置灵敏度较高，遇到刮风、雷雨天气，或者是轻微震动都会触动电动车报警器，使报警器虚报而产生严重的扰民现象及环境噪声污染。因此，设计一款经济实用、绿色环保且安全可靠的电动车防盗报警系统具有十分重要的意义[2?4]。

1  系统设计原理

本文所设计新型电动车防盗报警系统包括控制中心、开关模块、位移传感器、电源模块、声光报警、语音播报模块、GSM通信模块和用户手机[5]，如图1所示。

关闭电动车电源或通过远程控制使系统处于开启状态，当小偷移动电动车或者电动车电瓶时，位移传感器感应到电动车或者电动车电瓶的移动，将感知信息发送至控制中心，控制中心收到信息后同时将控制指令传至语音播报模块、声光报警模块及用户手机，语音播报模块发出预设的“你已被监控”或者“你已被拍照”的警示音，实现对小偷的警示作用，从而使小偷放弃偷盗行为。同时，用户可以通过手机实时查看电动车或者电动车电瓶的位置信息，并对其进行定位跟踪。

2  系统主要硬件电路设计

2.1  控制中心

控制中心为整个系统的核心，采用STM32F103C8T6最小系统，它是一款基于ARM Cortex?M 内核STM32系列的32位微控制器，具有扩展性强、性价比高等优点，能够满足本设计需求。芯片管脚如图2所示。

2.2  开关模块

开关模块不仅控制整个电动车防盗报警系统的开启和关闭，同时可以实现声光报警及声音播报模块的单独控制，且电动车车主可以通过此模块对电动车进行远程控制。

2.3  位移传感器

位移传感器安装在电动车电瓶盒内，用于感知电瓶或电动车的位置移动，当小偷偷盗电动车或电动车电瓶时，其位置发生移动，位移传感器将感应到的信息发至控制中心，控制中心进而进行相应的操作。本设计采用MPU6050六轴加速度传感器，具有体积小、实用、方便等优点[6]。

2.4  GSM通信模块

GSM通信模块负责实现用户手机与控制中心的通信。用户手机装有监控APP，可以通过GSM通信模块实现对电动车防盗系统的远程操作及控制。本系统选用GAB?6 mini模块实现远程数据传输，具有体积小、功耗低的优点[7?8]。

2.5  报警模块

报警模块由有源蜂鸣器和1个LED灯组成，有源蜂鸣器发出蜂鸣声，LED灯发出闪烁信号，对偷盗者起到震慑警示作用。电路设计原理图如图3所示。

2.6  语音播报模块

语音播报模块包括外接在单片机的语音模块及外接扬声器，语音模块中存储有预设语音，当语音播报模块接收到控制中心指令时，发出“你已被监控”或“你已被拍照”的预设警示语音，对偷盗者起到震慑作用，从而使小偷放弃偷盗行为，防患于未然[9]。

3  系统软件设计

根据上述设计的电动车防盗报警系统，对其软件功能进行设计，具体设计流程如图4所示。

打开布防开关，位移传感器实时获取电瓶位移信息，当检测到位置信息发生变化时，一方面启用声光报警及语音播报模块，同时通过GSM通信模块将位置信息发送至用户手机，用户根据实际情况远程控制关闭声光报警及语音播报模块[10?11]。

4  测试结果

經过焊接调试，最终所设计电动车防盗报警系统能够实现上述功能。系统硬件及测试结果如图5，图6所示。

5  结  语

本文系统在进行多次测试修改后，最终能够实现图1中实线方框中的所有模块功能，但为了节省成本，定位模块及摄像头没有安装，这两部分可以作为系统扩展使用。因此，与传统电动车报警系统相比，本系统具有以下优点：

1） 采用位移传感器感知电动车或者电动车电瓶位置是否发生移动来判断偷盗行为，从而进行声音和灯光闪烁的双重警示，将偷盗行为防患于未然，同时不会造成噪声污染，解决了以往一些电动车报警装置由于报警器灵敏而虚报导致的扰民问题。

2） 本系统模块相互独立，可以根据用户需要任意组装搭配，具有灵活方便、便于安装、经济实用及扩展性好等优点。

3） 本系统还可以应用于其他领域的防盗警示中，如汽车、摩托车以及一些贵重物品等，因此具有应用面广的优点。

注：本文通讯作者为谢晓兰。

参考文献

[1] 孔维宾，李龙辉，徐东超，等.智能电动车防盗报警系统研究[J].电子世界，2018（20）：179?180.

[2] 余镜，何国田.电动车电池防盗追回系统[J].科学技术创新，2018（2）：194?195.

[3] 唐玉兵，朱雪瑶.家庭防盗报警系统开发与实现[J].无线互联科技，2018，15（13）：59?60.

[4] AL?SAADI M， AL?GIZI A， AHMED S， et al. Analysis of charge plate configurations in unipolar capacitive power transfer system for the electric vehicles batteries charging [J]. Procedia manufacturing， 2019， 32： 418?425.

[5] 张志杰.基于单片机STM32的汽车电子防盗报警系统设计[D].南宁：广西大学，2014.

[6] 袁鑫宏，王兴.基于MPU6050六轴传感器的平衡车姿态检测及控制方案[J].信息与电脑（理论版），2018（23）：103?104.

[7] 张任，高双，郭晓燕.基于GSM模块的防盗监控器设计[J].现代电子技术，2013，36（15）：27?28.

[8] 张启帆，王哲.基于GPS与GSM的电动车智能防盗系统[J].电子制作，2018（9）：33?34.

[9] 张元敏.基于AT89C52的远程智能语音防盗报警系统设计[J].现代电子技术，2008，31（13）：100?103.

[10] NIU Y F， LI B， ZHANG X Y， et al. Performance evaluation of alarm forms under different visual coding on the digital interface [C]// 2018 International Conference on Advanced Electronic Materials， Computers and Materials Engineering （AEMCME 2018）. Singapore： Materials Science and Engineering （MSE）， 2018： 308?315.

[11] 化明松.基于单片机的电动自行车无线防盗报警锁[J].科技经济导刊，2018（26）：74.