电动车电池智能防拆报警系统的设计与实施

陈彦州 邵佳伟 刘乃花

摘 要：本系统是一套电动车电池防拆报警器。它由具有发射功能的随身机和主机两部分组成。在设防的状态下，当有人企图破坏电池结构时，中间继电器实时检测电池的连接状态，当电池连接出现断开状态，报警器会触动报警开关，报警开关发出信号启动报警电路由报警发声装置发出报警声音，GSM模块发送北斗信号及坐标，SIM模块同时拨打车主预留电话。

关键词：电瓶;报警;保密性;隐蔽性;操作方便

随着人民生活水平的提高，电动车成为很多市民主要的交通工具，电动车因其环保、方便而得到越来越普及的应用，然而，由于电动车的快速普及，失盗现象时有发生，电动车的防盗是一个不得不面对的问题。国内铅价一路飙升，致使各地电动车电池价格快速上涨，电动车电瓶成为小偷窥测的重点对象。再者，电动车的电池盒锁结构简单，很容易技术开锁，且锁定方式设计的不合理，偷电瓶甚至不需要开锁，只斜着就把它提拉出来！不需要费太大的周折，二、三秒就可以得手。因此各地电动车电瓶丢失十分频繁，被盗事件频频发生。

目前国内市场有各种各样的防盗器出售，有的高档智能防盗器价格高，用户不愿意配置。也有一些价格便宜但防盗效果太差。使得电动车被盗逐年上升。

本设计是一款造价便宜，可靠实用的电动车防盗装置。基于断电检测技术，通讯技术、定位技术，微控制器控制技术进行实现。

1.任务分析与论证

采用数字化通讯技术，通过单片机采集和检测电压变化情况，内置锂电池为检测器供电，电动车电池为锂电池提供电源支持。电池防盗器可以安装在电动车任意位置具有隐蔽性，报警器主机安装在电池盒内。当电池首先遭到破坏，防盗器通过RF射频信号发射给报警器主机让报警器主机报警，同时拔出车主电话并发出GPS定位。

1.1创新原理

防盗器原理：当电动车电池盒遭到拆除，电池报警器发出报警声。当电动车电池串联电路发生断开情况，单片机随即做出判断拨打车主电话。

工作检测流程

1.2具体实施方法

利用单片机采集多个电路数据。单片机通过采集后的数据进行判断是否电池电路被断开。如果电路被断开单片机向STM32信息模块发出报警信号，MC20[三种功能一体.通讯（通话和4G数据传输）、定位包括（GPS和北斗）]模块发出定位信息，同时拔出车主电话。车主可以第一时间处理减少损失。电动车电瓶防盗器由GPS模块、基站定位模块和GSM通信模块组成，可以看作由一个定位发射器和一张电话卡组成。内置GPS大功率天线，采用GPS与基站双模全球定位。电瓶被震动或移动，即触发产品内置的高灵敏震动感应器，GSM手机卡通过GSM通信模块，将定位信息以电话或短信报警的方式提醒车主，同时可以在地图上跟踪电瓶位置情况，起到跟踪报警作用。

GPS模块完成对GPS卫星的搜索追踪和定位速度等数据采集工作;

基站定位模块作为对GPS定位模块的补充，完成GPS在某些特殊场合不能定位情况下的定位，使定位无盲点;

GSM通信模块不仅完成手机的通话短信等功能，而且对采集来的位置数据进行处理并上传至指定网站，以实现在网站上查看位置速度等信息和运动轨迹回放。

2.系统设计

2.1总体设计

防盗报警装置设计一般包括3个方面，即报警信号采集部分、控制部分和执行部分。采用凌阳61单片机作为防盗器控制的核心，包括传感器检测模块、回路破坏检测模块、单片机模块、报警器及报警驱动电路、电源等部分。

其中，传感器检测模块包括振动传感器、人体红外传感器、滚珠开关传感器和霍尔式接近开关传感器4种，依据对电动车防盗条件多重判断，实现对电动车的整车两级防盗报警和蓄电池防盗报警。

2.2防盗报警原理

通过电动车钥匙触点控制报警器供电的方法，设置报警器为报警撤防和工作状态。在主人离开时，通过电动车钥匙触点控制报警器上电的方法，使其处于不撤防工作状态。

当人体靠近车身并使车体产生振动时，一方面，通过滚珠开关传感器检测得到的车身倾斜角度有变化，确认盗车发生，单片机控制报警器进行一级报警。若无人体检测信号，或者车身倾斜角度无变化，则不报警，防止人体无意靠近，或者大风、雷电或鞭炮声等带来的误报警。另一方面，通过霍尔式接近开关传感器检测电动车龙头转角，电压值发生变化，单片机控制报警器二级报警，提高报警可靠性和实用性。另外，通过在蓄电池底部的电池箱内嵌入一根导线并从两端引出，与回路破坏检测模块相接，形成一条防盗回路，当有人试图偷取电动车的蓄电池时，使导线分离，回路被破坏，回路触发电路将此信号传送给单片机，控制报警器进行蓄电池防盗报警。

2.3GPS和GSM模块的工作原理

当电动车钥匙触点控制，当车辆启动GPS模块工作发送当前位置的北斗坐标，车辆停车断电发送当前位置的北斗坐标，有效的节省了设备的用电情况。当电动车电池被破坏，GSM模块开始工作，拨打车主电话，提醒车主车辆招到破坏。

3.结束语

综上所述，本实用新型一种电动车蓄电池防盗报警系统，重点在于利用中间继电器的工作特性，在正常情况下，电池盒安装在电动车车体上，蓄电池与中间继电器连通，中间继电器得电，其常闭开关处于断开状态，也即报警回路断开，声音报警模块和通信模块无法工作;而当窃贼强行将电池盒拆下，蓄电池与中间继电器之间的导线断开，常闭开关闭合，触发声音报警模块工作，持续发出报警声，即使窃贼在盗窃过程中并无人听到报警声，可如果窃贼携带电池盒，则声音报警模块会一直報警，从而很容易进行指认，即使窃贼将电池盒丢掉，车主也可以根据声音容易找到电池盒，从而降低失窃率。同时STM32微处理器控制GPS/GSM模块发出北斗坐标信息，SIM模块拨打车主电话，即使车主在楼上或者听不到报警声，依然可以第一时间获得电瓶被盗信息，能够在窃贼离开之前当场捉住。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

参考文献

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[2]杨森，刘一兵.基于MSP430单片机的车辆蓄电池报警器设计[J].《自动化与仪器仪表》，2010（3）：39-41

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