基于STM32的远程监控汽车防盗报警系统的设计

张姣 伍保红

摘 要：车载智能防盗通信装置基于STM32单片机技术、声光感应技术、4G技术等先进技术开发制作。相较于目前市面上的车载报警装置和GPS技术，在安全性、智能化、可追溯性，实时性等方面都得到了极大的提升，充分满足当前智慧警务的需求。

关键词：单片机;GPS;声光感应技术;4G技术;报警

1.引言

随着我国经济的高速发展和交通的不断改善，人民群众的生活水平也随之水涨船高。据统计，截至2018年1月中旬，中国机动车保有量达3.10亿辆，其中汽车2. 17亿辆;机动车驾驶人达3.85亿人，其中汽车驾驶人3.42亿人，汽车已经成为人们日常出行生活的重要组成部分。随之而来的是汽车车内财产被盗案件数量的增多，人们对私有财产的保护欲也越来越高，因此，各个领域加深了对汽车防盗技术的研究，对汽车的防盗问题也成为人们关注的焦点。

针对这一现象，本文设计了一种车载智能防盗通信装置。车载智能防盗通信装置基于单片机技术、声光感应技术、4G技术等先进技术开发实现。相较于目前市面上的车载报警装置和GPS技术，在安全性、智能化、可追溯性，实时性等方面都得到了极大的提升，充分满足当前智慧城市的需求。当系统检测到玻璃破碎时，自动发出声光报警并拨打指定电话或给指定电话发送报警信息，提醒该车辆状况异常;可以通过手机关闭或者打开报警系统，从而起到了防盗的作用。

2.系统的概述

远程监控汽车防盗报警系统硬件部分由STM32单片机、声光传感器、玻璃破碎检测传感器、手机端、以及4G模块（相当于GPS模块）等器件组成，它是以单片机为控制核心，采用C语言进行底层信息的采集，4G技术为网络通信所构成的防盗报警系统。其远程监控汽车防盗报警系统的结构框架图如图1所示。

本系统所涉及的软件开发技术有NMEA-0183协议（GPS接受设备的标准接口）、TCP/IP，UDP，HTTP协议、AT指令（只用于Modem操作）、JavaEE技术、同时还用到了Stringboot框架、MUI框架和Html5技术对页面进行渲染、以及利用JS实现页面的交互。

首先，采用声光、震动等多个传感器实时采集车辆的状态，当系统检测到玻璃破碎或者遭受击打时，传感器将采集到的信息传送给单片机，从而触发报警系统，自动发出声光报警，单片机通过串口发送对应的AT指令实现短信收发和电话的通信实现信息的传输与转换。进而拨打车主绑定的电话号码或者给指定电话发送GPS定位信息和报警提示信息（提示“您的汽车出现异常，请及时处理！”），以此来提醒车主车辆状况异常。车主也可以通过手机端关闭或者打开报警系统，为车主提供了便利。

3.系统的设计

由于外部环境的测试条件不够完善以及设备有限，本系统基本上都是在实验室进行的。本系统采用STM32F103单片机，该单片机是一个32位ARM微控制器，其内核是Cortex-M3，具有72MHz的速度和高达1MB 的闪存。该处理器功耗低、性价比高、应用广泛，具有电源管理电路和多种复位保护措施。丰富的I/O接口和数模转换电路为传感器的接入提供了方便。

单片机主要是负责控制整个单元系统的协调以及控制输入输出功能等操作。单片机运行的初始状态是由复位电路操控的，因为复位电路能够快速简洁的启动单片机。单片机通过串口接收4G模块传输过来的数据，以及通过给串口发送对应的AT指令实现短信收发和电话的通信，从而实现信息的传输与转换。

传感器主要采用YT-JB3A电容式震动传感器，适这种传感器主要用于金属门、保险箱、ATM取款机、车窗玻璃等防盗装置，这里用在汽车防盗装置上大大降低了汽车被盗的风险，该传感器具有检测覆盖率广、抗干扰能力强、灵敏度高、价格低等特点，并且后期的信号处理比较简单。

声光报警装置是在传感器检测到的数值超过预设值时而触发的。首先设定一个临界值，当外来因素的冲击力度对汽车车窗的影响高于临界值时，也就是超出了汽车的安全范围时，震动传感器采集到的模拟信号经过A/D转换，送到单片机进行预处理，通过驱动电路发送指令给声光报警器并发出报警，再通过串口将报警信息传输到移动无线通信设备或直接拨打车主电话。车主能第一时间收到消息后赶到现场，并及时的处理问题，从而达到的远程监控汽车防盗的目的，以提醒用户车辆有被盗危险。

GPS模块利用卫星发射信号与地面监控设备和GPS信号接收机组成全球定位系统，保证车辆何时何地都能收到卫星发出的信号。当车主离开后，如果汽车启动的话，GPS将直接锁定点火来达到防盗的目的，并通过GPS卫星定位系统，将报警车辆所在的位置传送到车主手机上。因此，需要每辆汽车的GPS系统正常，系统才能起到防盗作用。

4.系统的测试

系统平台搭建完成后，要对其各个功能进行车载测试，以验证其可行性与有效性。通过改变车辆的状态或者传感器监测的环境，使检测的数据达到预先的设置值后触发声光报警装置发出报警，同时单片机通过4G网络将车辆信息以短信和电话的方式传送给车主，提示车主车辆状态异常，请尽快处理，经过多次软硬件调试和系统功能测试表明，该系统实现了远程车辆防爆报警的功能。

5.结束语

该系统成本低廉，安装便捷，不增加车主的负担也不需要投入过多的经费，具有广阔的应用前景。同时，该系统还具有良好的扩展功能，可以在此基础上进行简单的改动即可实现更加丰富的功能，例如增加一个简单发声系统与麦克风就可以实现手机与偷盗者之间的语音通话，增加一个摄像头即可实现视频图像确定是否存在虛报现象。总之，本系统达到了预期效果，运行稳定、可靠，具有一定的实用性。

参考文献

[1] 郭晶.一种应用单片机的汽车防盗报警装置研发[J].微型电脑应用，2020，36（09）：160-162+169.

[2] 刘仕奇，李逸飞，于梅，卢新祥.汽车智能防盗报警系统设计[J].电子测试，2020（04）：31-33.

[3] 雷源春，何建威.基于震动传感器和摄像头的汽车防盗报警系统的研究与设计[J].科技风，2018（32）：11-12.

[4] 郅富标.汽车防盗报警定位系统设计[J].河北能源职业技术学院学报，2016，16（04）：72-74.

[5] 冯超，孟俊焕.基于单片机的远程控制汽车防盗报警系统的设计[J].内蒙古科技与经济，2016（21）：78-79+81.

作者简介：张姣，女（1997.10--）湖北孝感，在校大四学生，专业：物联网工程。

伍保红，女（1985.4--）湖北武汉，讲师，硕士，研究方向：嵌入式系统软件开发，计算机科学与技术。

基金项目：大学生创新创业训练计划项目（S202013242023）