基于物联网的汽车防盗系统的设计毕业论文

XXXX学院毕业论文（设计）第1页共36页基于物联网的汽车防盗系统的设计电子信息工程专业XXX指导教师XXX摘要：为了提高汽车防盗系统的可靠性，降低汽车报警的误报率，本文在利用物联网在监测领域的优势基础之上，研制了基于物联网技术的汽车防盗系统。本文首先对国内外汽车领域的现状进行了调查，据互联网统计数据显示，全世界每年汽车销售量达5000多万辆，保有量已超过4亿辆。然而，汽车被盗事件的发生也越来越频繁。美国汽车被盗率为0.36辆/S，每年至少有150万辆汽车被盗；香港每年也有4000辆汽车被盗。在失窃的汽车中，一半以上都是装有汽车防盗系统的；在北京，被盗的机动车辆中装有防盗装置的占总数的2/3以上。这些数据足以说明现有的汽车防盗系统并不完善。本文利用物联网技术构建了汽车防盗系统的结构模型，制定了应用于该防盗系统的各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的功能。使汽车防盗的可靠性能够在一定程度上得以控制。基于物联网技术的汽车防盗系统利用模块化的思想进行设计。总体设计后，对防盗系统的电源模块，控制模块，通信模块，定位模块，显示模块分别进行细化设计，最后进行整个系统的联机调试试验。本文还将设计制作的系统原型机进行了模块测试和整体性能测试。通过测试分析，确定了用于汽车防盗的实车搭载方案，为该设计的产品化奠定了坚实的基础。测试结果表明，基于物联网技术的汽车防盗系统能够较为准确地进行汽车防盗预警，降低了误报率，并具有经济、环保的特点。该系统基本实现了既定设计目标，为汽车防盗产品的开发提供了一个崭新的设计方向。关键词：汽车防盗，物联网，传感设备，互联网XXXX学院毕业论文（设计）第2页共36页第一章前言1.1课题研究的背景及意义1.1.1课题研究的背景随着经济的快速发展，汽车已经作为了人类重要的交通工具并且其数量正在不断增加。然而，现代科技的发展亦使得汽车被盗事件的发生越来越频繁。这给社会带来极大的不安定因素。为了防范汽车被盗，各种防盗装置应运而生。汽车防盗器按其结构和功能可以分为四大类：机械式、电子式、芯片式和网络式。虽然绝大多数轿车都装有汽车防盗系统，但是抽样调查显示：在失窃的汽车中，一半以上都是装有汽车防盗系统的；在北京，被盗的机动车辆中装有防盗装置的占总数的2/3以上。这些数据足以说明现有的汽车防盗系统并不完善。而网络防盗系统的基本工作原理是通过网络来实现车门的开关、马达的启动和汽车的截停、定位及远程车况报告等功能。它的最大优势是突破了距离的限制。一旦汽车被盗或出现异常，终端设备就会发出信号，指挥中心在通过GPS全球卫星定位系统得到这些信号后会计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向，熄灭发动机和配合各方力量追回车辆。因此，我国汽车防盗产品的升级换代势在必行，汽车防盗必将进入一个物联网防盗的新时期。1.1.2课题研究的意义本课题研究的意义，综合起来在于以下几点：一、引入了物联网技术，提出一种新的全方位汽车安全解决方案，通过设计具有远程监控功能的网络通讯平台，为汽车防盗系统的无线网络化发展提供了良好的应用基础。二、在网络的基础上开发的系统可以使汽车用户随时随地了解汽车的位置，对车辆进行位置跟踪，保障汽车用户的生命财产安全，为汽车防盗安全体系的实现提供了一种新型公共解决方案。三、利用较低的硬件环境完成较高的系统功能，为网络式汽车防盗系统市场探索出一条新路，为今后网络式防盗系统在国内的普及奠定了基础。四、20世纪90年代以来，汽车防盗技术得到了迅速发展，而我国汽车防盗技术的基础薄弱，且研究工作起步较晚，因此，了解国内外汽车防盗装置的现状和发展动态，对于研究和促进我国汽车防盗装置的发展有着极其重要的作用。XXXX学院毕业论文（设计）第3页共36页1.2国内外汽车防盗设备的发展状况国外汽车防盗技术起步较早，由于汽车被盗事件还是时有发生，盗车者用各种方法来盗取他们认为值钱的汽车，也正是由于盗车者的出现，汽车的防盗系统技术也在不断改进，以此来和盗车贼日新月异的技术相抗衡。1986年，美国通用公司首次推出了汽车防盗系统。到目前为止，通用公司已经开发出了第四代汽车防盗产品。在汽车领域，所有美国、日本和欧洲的主要汽车制造商最新开发出来的防盗系统在面世之初就要准备迎接更加先进的防盗技术的冲击和挑战。而我国在汽车防盗技术方面一直较为落后，其原因是：一、我国的汽车制造厂商对汽车防盗的认识不够重视，资金投入不足。二、我国在防盗技术上的不足，从而限制了防盗技术的发展。三、国内经济、科学技术发展的不平衡性及地区性差异的存在，不同档次的汽车用户对防盗产品和技术需求各异，使汽车防盗新技术、新产品在国内大面积推广还需要一段时间。四、我国制定的汽车防盗法规还不够健全，执行也不够严格。随着科学技术的快速发展，计算机处理技术、传感器技术、数据通讯技术、网络技术和控制技术等有效地应用于汽车防盗系统中，促进了汽车防盗技术的高度智能化和功能多样化。汽车防盗经过几十年的发展，安全性能得到了极大的改善和提高，防盗产品也经历了有简单到复杂，由手动控制到智能化的不断变化发展过程。国内外市场上防盗器的种类繁多，按其结构与功能可分四大类：机械式防盗系统、电子式防盗系统、芯片式防盗系统和基于物联网的网络式防盗系统。机械式防盗系统机械锁是最传统最简单最廉价的防盗装置，它主要是利用简单的机械式原理，将转向盘和控制踏板、排挡或车轮等锁住。使其不能有效发挥应有的作用以达到防盗的目的。目前，国内常见的机械式防盗装置有：转向盘锁、排挡锁、车轮锁。电子式防盗系统随着电子技术在汽车上的应用，各种电子式防盗系统应运而生，目前电子式防盗是最广泛的汽车防盗设备。常见的电子式防盗系统有：单向通信电子防盗器、双向防盗器、钥匙防盗器、感应式电子防盗器。芯片式防盗系统目前在汽车防盗领域位居重点的是芯片式数码防盗器，它通过电子数据组的询问和XXXX学院毕业论文（设计）第4页共36页应答来判断用户使用的是否是合法的钥匙，并以此确定是否允许发动机管理系统的控制器工作。由于特点突出且使用方便，目前进口的很多高档轿车均采用这种防盗方式作为原配防盗器。物联网防盗系统物联网防盗系统的基本工作原理是通过网络来实现车门的开关、马达的启动和汽车的截停、定位及远程车况报告等功能。一旦汽车被盗或出现异常，GPS终端就会发出信号，指挥中心在通过GPS全球卫星定位系统得到这些信号后会计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向，具有传统的GPS通信方案所无法比拟的优势。各类防盗系统优缺点比较如下表所示：防盗系统优缺点对比表特点分类优点缺点机械式防盗器价格便宜、安装简便防盗不彻底；拆装麻烦，不用时还要找地方放置电子式防盗器价格便宜；具有声音报警、车门未关安全提示、寻车、遥控中央门锁等功能无法反馈汽车情况，抗干扰能力差；不易安装，遥控器耗电量大；钥匙可被专用仪器复制；操作时密码信息会被泄露芯片式防盗器使用方便；增加了独特的射频识别技术；很难复制芯片钥匙，杜绝了被扫描的可能钥匙一旦丢失，重新匹配可能要等上一段时间网络式防盗器功能全；网络控制，突破了距离的限制；24小时不间断、高精度的监控；系统价格昂贵通过比较，可以发现网络防盗是最安全的一种防盗系统。通过设计具有远程监控功能的通讯平台，为汽车防盗和监控提供了全方位解决方案，为汽车防盗系统的无线网络化发展提供了技术基础。虽然此系统价格昂贵，目前仅用于少数高端车型上尚未实现普及，但是物联网防盗是未来发展的方向。XXXX学院毕业论文（设计）第5页共36页第二章物联网2.1物联网的原理物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。2.2物联网的应用城市交通领域应用物联网技术，可以节约能源、提高效率、减少交通事故的损失。道路交通状况的实时监控可以减少拥堵，提高社会车辆运行效率；道路自动收费系统可以提升车辆通行效率；智能停车系统可以节约时间和能源，并降低污染排放；实时的车辆跟踪系统能够帮助救助部门迅速准确的发现并抵达交通事故现场，及时处理事故清理现场，在黄金时间内救助伤员，将交通事故的损失降到最低。通过监控摄像头、传感器、通信系统、导航系统等手段掌握交通状况，进行流量预测分析，完善交通引导与信息提示，缓解交通拥堵等事件的发生，并快速响应突发状况；利用车辆传感器、移动通信技术、导航系统、集群通讯系统等增强对城市公交车辆的身份识别，以及运营信息的感知能力，降低运营成本、降低安全风险和提高管理效率。增强对交通“一卡通”数据的分析与监测，优化公共交通服务；对出租车辆加强实时定位、车况等信息监测，丰富和完善出租车信XXXX学院毕业论文（设计）第6页共36页息推送服务；通过传感器增强对桥梁道路健康状况、交通流、环境灾害、安全事故等全寿命监测评估；完善停车位智能感知，加强引导与信息显示，基本形成全市停车诱导服务平台；建设和完善城市交通综合计费系统。针对全市的交通企业、从业人员和运行车辆，统一配发电子标签，加强对身份的自动识别，提高管理水平。智能交通系统是指是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。城市运行管理领域利用智能终端、通信基站、显示屏等设备，深化城市部件监控，优化数据流程，提高对现场信息的采集、处理和监督，将信息化城市管理部件接入物联网，对城市管理的兴趣点进行统一标示，可以进一步明确网格化的权属责任，加强对城市管理部件状态的实时监控，降低信息化城市管理中对人工巡查的依赖程度，提高问题发现和处置的效率，进而提升网格化管理水平。应用物联网可以于对城市水、点、热力、燃气等重点设施和地下管线实施监控，提高城市生命线的管理水平和加强事故的预防预测，降低事故的发生概率和烈度，提高事故的处置效率。通过视频监控、传感器、通信系统、GPS定位导航系统等手段掌握各类作业车辆、人员的状况，对日常环卫作业、扫雪铲冰、垃圾渣土消纳进行有效地监控。通过统一的射频识别和数据库系统，建立户外广告牌匾、城市家具、棚亭阁、城市地井的管理体系，以方便进行相关规划管理、信息查询和行政监管。公共安全领域通过传感技术，物联网可以监测环境的不稳定性，根据情况及时发出预警，协助撤离，从而降低天灾对人类生命财产的威胁。将物联网技术嵌入城市智能管理系统，加强对重点地区、重点部位的视频监测监控及预警，增强网络传输和数据分析能力，实现公共安全事件监控；利用电子标签、视频监控、红外感应等手段，加强对危险物品监控、垃圾监测处理、可燃物排放、有毒气体排放、医疗废物、疾病预防控制等的全流程过程监测和控制；利用公共显示屏幕、感应器等设备，增强对建筑工地、矿山开采、水灾火XXXX学院毕业论文（设计）第7页共36页警等现场的信息采集、分析和处理；加强监察执法管理的现场信息监测，提高行政效能；通过智能司法管理系统，实