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基于RFID物品防盗系统的设计方式论文
1 前言
射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是通过无线射频方式传输和获取相关数据，并对物体加以识别。RFID解决了无源(卡中无电源)和免接触两大难题，可实现运动目标识别、多目标识别，其突出优点是环境适应性强，能够穿透非金属材质，数据存储量大，抗干扰能力强。目前已广泛用于学校、公共交通、门禁、物流、医疗等领域，已成为21世纪最热门的技术之一[1]。
典型的RFID系统由电子标签、阅读器、应用系统等组成，电子标签有主动标签、半主动标签与被动标签之分，电子标签有着全球唯一的电子编码，且有一定的存储空间，可以存储所标识物体的一些信息。电子标签可通过读写设备重新写入信息，来实现标签的重复利用[2]。
现如今人们出门在外通常会携带一些必备物品，手机、平板电脑、钱包及各种卡片，如信用卡、身份证、公交卡等。这些物品基本上是日常生活离不开的，更有一些物品是集多功能于一身的。但若出门忘带或者不小心丢失这些东西则会给人们带来不便甚至会造成损失;还有一些贵重物品趋于袖珍化，被不法分子顺走也不易被发现。因此如果有一套系统将这些物品管理起来，当物品脱离系统范围就发出报警，这样人们就会很轻松地管理随身物品，为防盗提供可靠保障。
2 系统设计及实现
本系统设计的思路是将要管理的物品贴上无源电子标签，设计一个易携带、低功耗的阅读器来管理这些标签从而实现防盗。因系统采用电池供电，对低功耗要求比较严格，因此采用超低功耗的MSP430芯片作为主控芯片，阅读器芯片采用AS3991，系统框图如图1所示。
AS3991是奥地利微系统公司研制的一款用于超高频(860MHz～960MHz)RFID阅读器的专用芯片，内部集成了射频的发射与接收，支持 EPC Class1 GEN2协议，但芯片对ISO18000-6A/B协议的支持并不完全，只能直接串行输出码流，因此解码与校验必须由MCU完成[3]。AS3991内部可输出最高为0dBm左右的已调射频载波信号，这一功率远远不够驱动远距离的无源标签，需增加外部功放电路来提高发射功率。功放芯片采用RF5110G，其典型工作频率为800-950MHz，还可以通过调整控制电压来改变输出功率。因为射频部分的电路设计复杂且要求较高，系统采用已设计好的阅读器电路，只留有电源接口及数据接口。通过控制器GPIO就可以实现对阅读器的编程及数据收发，电路原理图如图2所示。
系统采用超高频(UHF)阅读器及标签，是因为其可以实现远距离传输，也具有一定的穿透性，而常用到的高频(13.56MHz)只有几厘米到十几厘米的作用距离[4]。该系统可以将电子标签进行注册，然后将注册在案的标签进行保护，当标签不在系统的阅读范围内，则可以发出声音报警的功能，提醒主人。还可以通过搜索的功能在系统阅读范围内寻找指定的在册的标签，若发现，则发出声音提醒。
系统有三大主要功能：
⑴注册标签功能。将重要物品贴上电子标签，将拨动开关拨到注册端，这时系统就启动了注册功能，此时的阅读器发射功率低，只能激发厘米级范围内的标签，近距离可以避免在公共场所内搜索到附近他人的标签。此时系统扫描到电子标签，会与存储器中的信息比较，如果是一个新的标签，将会提示是否注册，注册成功后，标签信息将保存在芯片24C08中。24C08是一种电可擦可编程只读存储器，其保存的数据在掉电后不会丢失。
⑵标签防盗功能。将拨动开关拨到防盗端，系统即启动防盗功能，此时的阅读器发射功率较高，阅读距离可达1米左右。系统会定时去扫描已被注册的电子标签，若在扫描过程中找不到某个标签，系统会发出报警声，提醒主人;若在扫描过程中发现所有的标签都在阅读范围内，系统转为睡眠模式，以便节电。一段时间后，系统通过定时唤醒进行下一轮的扫描。
⑶搜索标签功能。当系统发现标签不在阅读范围内时发出报警。用户可以检查物品是否丢失，若发现真的不见了，用户可以按下搜索按钮，此时系统的发射功率又可以增强，阅读范围可达到1-3米。这样当标签进入阅读器范围时，系统同样会有声音提示。这个功能可以为公安人员搜查盗窃嫌疑人提供手段。
3 软件部分
MSP430与AS3991构成一套主从设备，由MSP430控制完成与AS3991的通信。AS3991内部已嵌入了对EPC GEN2协议的支持，集成了很多直接命令，用户只需直接调用相应的代码就可以了。软件流程图如图3所示。
系统软件的设计除了要实现对标签的读取外，还要实现两个功能，第一，通过软件控制阅读器的发射功率，从而改变其阅读距离;第二，标签及阅读器的防冲突问题。
3.1 控制发射功率
系统采用无源电子标签作为信息载体，它只有靠接收到来自阅读器的激发才能与阅读器进行通信。阅读器向标签传递能量时存在路径损耗，所谓路径损耗是指传输到阅读器发射天线的功率与标签接收天线获得的功率之差。因此应先做件链路预算的工作，包括前向链路与反向链路两个方向的预算，确保标签与阅读器能在指定距离处稳定通信[5]。因为系统有三种不同阅读距离，单靠硬件来实现这种功能比较复杂，可以通过程序来控制硬件实现三种不同的发射功率，从而实现不同的'阅读距离。
如图2所示，Rf5100的ACP1与ACP2管脚的电压可以控制PA的输出增益。配置AS3991的8位寄存器(地址为0x18)来控制DAC端的输出电压，可以实现0～3.2V的变化，步阶是：3.2/256=0.0125V。DAC端的可变电压能够控制PA的变化输出。
3.2 防冲突算法
在RFID系统中，标签和阅读器之间的通信是通过共享的无线信道进行的，在多个阅读器或者多个标签同时发送信号的时候，必然会引起发送信号相互之间的冲突。因此在RFID系统中存在两种类型的冲突：标签冲突和阅读器冲突[6]。而对于本系统来讲，所管理的标签数量不是很大，且标签ID都是已知的，阅读器要激活标签时，只需发送指定的ID号就可以了。本系统面临的冲突问题可能是阅读器的冲突，因为阅读器是每个人都随身携带，且其阅读距离有些近，容易造成在某一个小范围内，同一个标签处于好几个阅读器的阅读范围，尤其在拥挤的公交车等公共场所，因此解决阅读器的冲突是本系统的重点。
阅读器防冲突的方法有：基于控制阅读器发射功率方法、基于时序的方法、基于载波侦听方法以及其它方法[7]。本文采用了基于载波侦听的方法，其思想是：将通信信道分为两部分，控制信道和数据信道。控制信道用于阅读器之间的通信来侦听是否有阅读器在工作;数据信道用于阅读器和标签之间的通信。控制信道是整个RFID系统频段的一部分，控制信道和数据信道相互之间不会产生干扰[6]。
4 结束语
本设计采用超低功耗的MSP430为主控制芯片，以超高频RFID为技术手段设计了一套随身物品防盗系。用户只需将要保护的物品贴上超高频电子标签就可以被系统保护，或者直接将超高频射频卡作为保护的对象。该系统可以程控阅读距离实现不同的功能，系统多数时间处于休眠模式，真正实现低功耗。该系统的不足之处是没能实现标签的通用性，尤其是不能识别身份证、门禁系统等常用的高频(13.56MHz)射频卡。
[参考文献]
[1]孙晔，王艳秋.RFID射频识别技术及应用[J].电大理工.，(01)：12-14.
[2]赵斌，张红雨.RFID技术的应用及发展[J].电子设计工程.，18(10)：123-126.
[3]郭晓峰.UHF RFID阅读器芯片功率放大器设计[D].北京：北京交通大学.2009.
[4]游战清，刘克胜，吴翔.无线射频识别(RFID)与条码技术[M].北京：机械工业出版社..
[5]佐磊，何怡刚，李兵，等.无源超高频射频识别系统路径损耗研究[J].物理学报.，62(14)：150-157.
浅析RFID医院婴儿智能防盗系统设计的论文
根据美国“失踪与受虐儿童援助中心”统计，从1983年到间，美国有217个婴儿被诱拐，在这个总数中，100个婴儿是从医院(57个是从母亲的病房)被盗走的。事实证明，医院内新生儿被盗事件与是否采用母婴同室方式并没有太大的关联。近年来，国内一些医院的婴儿被盗案件也能很容易地从公开媒体上查询到，例如，杭州市第四人民医院产妇汤某婴儿被盗;8月南宁市梁某新生婴儿在卫生院被冒牌医生盗走，至今没有破案。新生儿对于其家庭来说相当重要，一旦在医院被盗或被更换，将给包括医院、受害人及其家庭在内的当事各方带来灾难性的后果。继而出现“医闹”事件，在社会上造成不良影响，影响医院正常工作的运行，同时也给本来就比较紧张的医患关系“雪上加霜”。如何有效避免这种问题的出现，在此设计一种基于射频识别技术的婴儿智能防盗系统，能够防止婴儿在医院内被盗，有效保护婴儿的安全，也保障了各方权益。
1婴儿智能防盗系统简介
婴儿智能防盗系统借助射频识别技术(RadioFre-quencyIdentification，RFID)，在婴儿身上佩戴对人体无害的，能发射RF射频信号的智能电子标签。婴儿电子标签定时发射具有惟一ID信息给婴儿防盗系统，系统据此对婴儿所在位置进行实时监控和追踪，同时对企图盗窃婴儿的行为及时报警提示。RFID工作原理如图1所示，标签(即射频卡)进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag，有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
2系统组成及架构
基于RFID射频识别技术的婴儿智能防盗系统由以下几部分组成：婴儿防盗标签及腕带，读卡器，出口监视器，计算机控制系统。
当每一位带有防盗标签的婴儿进出时都会发射出惟一的ID编号，控制计算机能随时显示进出婴儿的信息。当非正常或暴力开门时，门磁开关信号被输入到门禁控制器内，门禁控制器输出报警信号，以声光信号报警。
2.1防盗系统硬件设计
(1)婴儿防盗标签及腕带。系统的核心是婴儿防盗标签设计，它是一个小巧的射频发射器，从戴上标签的瞬间开始，电子防盗标签就不断地自动发射出信号，以便系统随时进行监控。如未经授权，任何试图取下或破坏标签的行为会触发报警。考虑到婴儿治疗、洗澡等需要较远距离的识别，系统设计采用有源标签。有源标签主要由电源、微控制器和RF发射组成。微控制器用于控制RF芯片的工作模式和频段，同时产生标签的内码，传送给RF芯片发射出去。有源标签射频部分主要由RF专用芯片组成。与标签配套使用的腕带可以进行调节以适应不同婴儿，但不可重复使用。由于新生婴儿在出生后的数天内会因迅速失去体内多余的水分而减轻体重，腕带还可以随时根据婴儿体重变化而调整。婴儿防盗标签可以重复使用，采用防水设计，可进行清洗，无任何过敏反应。
(2)读卡器设计。读卡器向防盗标签提供射频能量，从防盗标签中读出数据，完成数据信息处理，并实现应用操作以及高层交互应用。虽然因频率范围、通信协议、数据传输方式的不同，各种读卡器会有很大的区别和差异，但是所有的读卡器在上述功能上是很相似的。由于是远距离控制，读卡距离不能太远也不能太近，要使卡片一进入感应的范围就被识别。要求距离读卡器读卡全向范围稳定，具有明确的边界，读卡范围在3m以内;卡片不受人体影响，不能被人体屏蔽;卡片角度的转换对读卡距离影响小，读卡不存在死脚。综合各方面考虑选用低频系统，CryptagCensus系列感应射频识别产品能满足需求，发射频率为153kHz，接收频率为115kHz。对人体无辐射伤害，对心脏患者、孕妇、心脏起搏器、助听器等特殊人群和设备均无影响。接受到的数据通过RS485总线以及计算机网络传送到服务器，然后进行实时的监控以及后台数据处理。
(3)出口监视器。出口监视器安装在受控区域(例如妇产科病区)各出口附近而且不断发射出射频信号。一旦携带防盗标签的婴儿进入某个出口监视器的发射区域，接收到出口监视器信号的防盗标签就立即通过接收器向控制计算机发送报警信息。系统不断监控出口监视器的工作状态，并可在设备出错或遭到破坏时及时报警。监视器的监控范围在2～3m范围可调。
(4)计算机控制系统。计算机控制系统包括通信网关和防盗系统中的各种服务器以及终端计算机。通信网关安装在妇产科病区各楼层的弱电间，用于采集、处理本楼层各读卡器和出口监视器的数据，管理本楼层各读卡器和出口监视器的工作，同时以TCP/IP与服务器以及医院的局域网相连，包括门禁系统、保安室以及计算机中心等监控报警装置。
2.2防盗系统软件设计
婴儿智能防盗管理软件系统主要用于实现对电子标签的维护与管理，门禁控制系统和自动报警系统的管理，以及婴儿防盗标签及腕带信息的读取、分析、统计等功能。
标签维护模块主要负责婴儿防盗标签及腕带的`发放、回收以及系统维护(更换电池，故障登记等)。
信息管理模块主要负责母婴资料维护(输入、修改母婴资料)、婴儿跟踪(记录婴儿移动，包括时间、位置、原因等)、用户管理、工作状态(系统部件工作状态显示，各类标签工作状态记录)以及报表打印(可生成手环发放记录、巡查记录、婴儿数据、产妇出院等报表)。
门禁控制模块主要负责门禁系统的管理、门禁控制器管理、实时监控、权限管理。门禁系统管理又包含了通信配置、修改操作员密码、数据库设置、数据库管理、操作日志等方面。门禁控制器管理由控制器、门参数、电参数、外联动组、临时时间组、特殊时间组等方面组成。通过实时监控可实时查看正常读卡事件、异常读卡事件、普通事件、报警事件等信息。并且可以手动设置门的状态(休眠、常开、安全、密码)，从而使门保持在门卫设置的状态下，手动控制指定的点就可使该点处于打开或者关闭状态。权限管理包含单元管理、标签管理、门禁权限组，设置系统的单元资料信息和系统的使用人员资料信息，以及定义门权限组。
3系统主要功能及测试
防盗系统设计能否实际使用，必须经过实际测试以及将来使用过程中的种种考验。下面就系统的主要功能以及部分测试做一简要介绍。
(1)全面监控功能。系统具有防止婴儿错抱和偷盗行为，电子标签如恶意拆除或经过出口时会立即报警。同时系统主动地定期检测所有系统组件是否运行正常，防止各种原因引起的失效。
(2)主动防护功能。所有防盗标签每隔15s向控制主机发出信息，确保每个标签工作正常，为所有婴儿提供最大程度的安全保护。特别的，当某个标签电量过低时，系统能主动报警提示更换电池，无需定期进行逐个检查。
(3)防破坏功能。每个婴儿电子标签都会定时向系统发出信号，使得系统可以及时了解每个标签的工作情况，为所有婴儿提供最大程度的安全保护。
(4)报警服务能力。出口监视器监测范围可调整。通过与门禁系统配合，一旦报警发生，则自动关闭大门(需电磁门配合)，防止与其他射频设备互相干扰。在实际测试中，用假想的婴儿模型代替实际婴儿，通过给婴儿身体外包裹不同材料的“襁褓”(棉质，化纤、金属等)，测试系统的灵敏度。
(5)惟一电子编码。每个电子标签都有惟一编码，不会重复导致混乱。防止“夹带”，婴儿不会被混在正常出院的婴儿中带走。
婴儿智能防盗系统是物联网技术在医院管理中的一项重要应用，是RFID技术同医疗行业结合的产物，系统将对大型综合医院的妇产科或妇幼医院的母婴识别管理、婴儿防盗管理起到重大作用。
4结语
近年来，新生婴儿在医院被盗的事件时有发生，成为社会关注的一个焦点问题。相对于目前各种自动识别技术，RFID射频识别技术有其自身的优越性，基于RFID的医院婴儿智能防盗系统，设计简单、成本低、对人体安全。能够较好地完成医院新生儿防盗及防止医护人员抱错新生婴儿保护婴儿安全，简化护士工作，充分提高医院管理水平和档次，真正实现对母婴的“人文关怀”的服务理念。
便携式设备的大量运行在提高人们信息交互效率的同时，也增加了信息盗窃风险，因此对于便携式设备的防盗管理非常重要，而利用GSM技术、嵌入式系统设计、GPS定位系统、无线网络通信等技术对便携式设备防盗报警系统进行了全面优化改善，以便提高便携式设备持有者的信息安全，为便携式设备运行规模的进一步拓展提供依据。
1.系统总体设计
便携式设备报警系统整体设计过程中将以移动手机网络短信的形式将相关报警信息发送到便携式设备持有者的设备终端，然后利用GPS网络定位技术对便携式设备归属地进行跟踪定位，并将其具体位置移动情况与便携式设备持有者的联接网络进行实时互动。而防盗系统则可以在相关便携式设备不正常运行时自动开启设备停止或者设备持有者系统远程遥控等功能，并在设备内部相关构件出现运行风险时进行报警信息的及时发送，保证设备持有者信息的有效接受。同时该系统利用多信号采集模块设置的.方式将整体设备情况与设备持有者、警务机构等相关机构进行了有效连接，在保证系统可重构功能的同时，也可以促使设备持有者的各项需求得到充分的满足。
2.系统硬软件设计
2.1系统硬件设计
在整体便携式系统硬件设计过程中，GSM技术的有效应用非常重要，由于便携式设备运行范围的限制，其在移动过程中会受到一定物理因素的影响，从而促使整体系统的稳定运行受到约束，因此可在无线控制系统的基础上，利用相关硬件设备最大限度的保障系统的稳定运行。在实际设计过程中，便携式设备硬件设计系统主要有热释电红外传感器、限位开关、LED闪光灯、触发蜂鸣器、SIM900A模块等，在实际运行中一旦出现设备被盗情况可依次触动相关设备，从而启动设备报警机制，而SIM900A模块则可以将相关报警信息以文字的形式传输到设备持有者信息终端，SIM900A模块可以通过相关机制的有效运行可将数据化信息转化为具体的文字模式，进而在手机等便捷信息传输设备的稳定运行下，便于便携式设备防盗定位功能的有效实施。
2.2系统软件设计
该便携式防盗定位系统主要软件程序主要包括接收发送报警信息、设备GPS定位、设备远程控制等几个部分，其中系统初始化过程中整体系统处于低耗能状态，即待机阶段。在便携式设备出现盗抢情况时可利用中断信号的设置促使整体设备进入待机阶段，然后在相应的中断服务支持子程序的运行下，可利用适当位置的位置标识进行中断信息的保留，并在整体时间运行完毕后实施中断程序，并将整体运行命令转移到相应的处理程序中，并在整体事件处理完毕后执行系统归零任务。即整体任务运行流程依次为初始化模块设备、系统模块调用、防盗模块调用、GPS模块调用、GSM模块调用、运行情况监测等过程，结合相关函数的有效配置及设置，可促使SIM900A、GPS等相关模块顺利执行防盗系统中所需命令，从而保证整体系统的顺利运行。
3.系统应用实践
3.1短信定位功能测试
短信定位系统功能测试过程中需要借用设备持有者信息接收终端及便携式设备内部安装的卡进行，为了节省系统测试负担，现阶段仅利用上述两个模块独立运行测试，其在设备持有者信息接收终端接收到相关信息后会通过SIM卡进行定位信息的自动获取，然后在整体网络平台顺利运行的情况下进行位置信息的有效传输，同时在网络GPS定位软件的正常运行下，设备持有者也可以对定位信息进行实时监控管理。
3.2声光及短信报警功能测试
声光报警功能测试主要通过触发点相关控制模块的促使进行，即通过设置相应的触发位置及控制模块调整，结合声光报警器的启动响应，对蜂鸣器的发声情况、LED灯的点亮情况进行综合判定分析。短信报警测试与声光报警功能测试相同，其都需要利用触发点及控制模块内相关硬件设备的控制，进行短信报警显示功能测试，在短信发送设备将相关信息发送到便携式设备持有者的相关网络终端后，会随之利用设备回执的方式促使报警信号相应或者结束，一般在系统会在等待一段时间后进行间隔报警措施。
3.3数据误差处理
在上述设备系统测试完成后可在同样的触发点位置进行重复测试，以降低系统测试误差概率，在后续测试过程中可适当增加触发点的设置，如在一定区域内设置10触发点进行定位数据获取，然后在获得具体的定位数据后可进行数据处理措施，可获得500组数据，将上述数据与真实数据进行比较分析之后可得到具体的误差数值，在得到具体的误差数值之后可利用相关数据的经纬误差得到最终误差系数，即为-0.00029,0.00031.基于上述经纬误差系数可进行误差补偿措施，进而进行数据误差补偿数据的修正处理，即利用SIM900A模块将修正数值进行终端输入，然后进行修改量添加，降低系统误差。
4.总结
综上所述，在整体网络式便携式设备防盗定位系统中，GSM、GPS、SIM技术发挥着至关重要的作用，其可以通过便携式设备的运行情况分析进行报警信息的有效传输，同时结合相应的设备实时定位措施对设备的安全运行提供了全面的保障。通过防盗系统运行测试可得出各个独立模块精确运行的特点，而由于各项模块的独立运行这一优良特性，可促使其在实际使用中相关模块的独立应用，从而降低设备防盗经济损耗。
参考文献
[1]杨星.便携式设备防盗报警定位系统设计[J].华中科技大学,-06-01.
基于车联网的汽车智能防盗系统设计分析论文
0 引言
目前的汽车防盗系统主要分为四种类型： 机械式防盗装置、电子防盗报警装置、芯片式防盗装置、网络式防盗系统， 目前比较流行的是网络式汽车防盗系统。GPS防盗系统具有车辆寻迹、定位、截停和车况报告的功能。通过卫星对车辆全天候监测实现盗后精确定位、快速寻回车辆。GPS 防盗系统技术先进， 防盗效果好， 但是价格昂贵， 需要支付高昂的服务费用而无法普及;GSM 网络防盗系统利用全球无线通信网络， 可很好地预防车辆被盗， 而且成本很低。在警情发生的几秒钟内通过发短信或拨通车主手机进行报告， 同时切断汽车点火启动电路， 使汽车无法启动， 通过网络实现不限时间、不限距离的远程防盗， 使人车“ 形影不离” ， 实现真正意义上的防盗功能。车联网的兴起， 为网络式防盗系统提供了有力的技术支持。本文借鉴电子式和网络式防盗的优点，设计了一款基于车联网的汽车智能防盗系统， 并完成了系统仿真， 搭建了硬件实验平台， 经过仿真和实验， 验证了该系统的`稳定性、远程防盗及失盗追踪性能。
1 系统设计
1.1 系统总体方案设计
车联网包括车内网、车车网和车外网， 本系统基于车联网设计， 主要包括中央控制模块、传感器检测模块、iOS平台模块、断电控制模块、报警及通信模块。本系统采用51 单片机做为控制器， 高效、稳定、性价比高。模块化设计利于系统测试及维护， 稳定性好; 利用现有通信网络平台， 信号稳定， 大大节约成本。系统可实现功能： 当人下车后， 车内系统处于睡眠状态降低耗电量; 当车主的智能钥匙进入有效范围， 汽车自动解锁， 直线位移传感器检测到车门车锁的动作，并将信号传给单片机，1 min 后若驾驶座压力传感器压力值达到设定范围， 经过单片机将两种传感器信息融合处理后， 控制防盗模块关闭防盗系统; 若未检测到车锁动作， 则通过振动传感器以及红外人体感应传感器来判断是否有人强行侵入， 如果有人强行侵入， 则唤醒防盗系统， 开启断点控制以及手机模块启动防盗追踪， 并通过GSM 将设定信息发送到车主设定手机; 车主可随时通过手机远程开启车内的防盗系统、查询车辆状况， 可解决钥匙丢失带来的隐患。
1.2 系统控制模块设计
本系统主板由AT89C51 控制芯片和扩展电路组成，它是下位机车载系统的控制核心; 扩展电路根据下位机控制设计要求， 尽量保证控制系统的简单和可靠。该系统分为4 个模块：I/O 模块、A/D 模块、通信模块及单片机最小系统， 如图2 所示。光敏电阻能够检测到车主是否有指示信号发送， 来确定是否开启防盗装置; 断电装置可以切断蓄电池电路， 来阻止盗贼启动车辆。redc 引脚用来控制红外线装置开启关闭，sc 引脚用于控制D触发器的重置，GPSC 引脚用于控制GPS 、拍照装置以及断电装置在手机信号单独触发下的开启关闭。紧急报警按键实现车主发生突发事件(如遭遇抢劫或交通事故)时自动向公安机关报警及发出求救信号。
1.3 传感器检测信息融合设计
多传感器信息融合是一门新兴技术， 可有效地降低不确定性， 提高决策的精确性, 大大降低误报率， 本系统采用光敏电阻、红外人体感应、直线位移、振动和压力传感器， 利用这些传感器提供的局部信息存在冗余和互补， 将其加以综合， 形成与系统环境一致完整描述， 可降低其不确定性， 提高了决策、规划和反应的快速性， 提高了防盗报警器的精确性。
(1) 光敏电阻能够检测到车主是否有指示信号发送，来确定是否开启防盗装置。
(2 ) 直线位移传感器能够检测到锁扣动作判断智能钥匙是否在有效范围内， 确定车辆是安全状态下打开后关闭防盗装置， 以防止误报。本设计采用soway 磁致伸缩位移传感器， 其使用寿命长， 环境适应性强， 不需要定期维护， 绝对量输出， 重启无须重归调零位。具有高精度、高稳定性、高可靠性、高重复性。
(3) 振动传感器可以检测到是否车辆有大幅度振动，例如由强行撬开车门、砸碎车窗玻璃而引起的车身剧烈震动，来确定是否是有人想要非法强行进入或移动车辆。
(4 ) 红外人体感应电路和驾驶座压力传感器电路综合检测判断是否有人在非法上车， 增强了系统的可靠性。人体感应传感器采用DYP-ME003 ， 其可靠性强， 灵敏度高， 超低电压工作模式， 其特点有： 全自动感应、光敏控制、温度补偿等。
1.4 GSM 通信模块设计
系统采用SIEMENS 公司的新一代无线通信模块TC35i，配合相应的外围电路可实现SMS 消息服务功能。TC35i共有40 个引脚, 通过zlF 连接器分别与电源、启动和关闭、SIM 卡、数据通信、状态指示等电路连接。TC35 GSM模块提供的命令接口符合GSM 07.05 和GSM 07.07 规范。在短消息模块收到网络发来的短消息时, 能够通过串口向数据终端设备发送指示信息， 数据终端设备可以使用GSM AT 指令通过串口向GSM 模块发送各种命令。通过AT 指令可以控制SMS 消息的接收与发送。系统处于设防状态， 警情发生时， 人体感应模块、振动传感器模块采集车信息， 通过GSM 通信模块发送到车主手机， 控制器启动声光报警模块进行报警; 车主也可通过GSM 短信息随时查询汽车安全状态， 当GSM 模块收到车主信息时， 发送一个巡检信号给单片机， 单片机经过处理发出控制信号唤醒防盗系统， 拍摄5 张照片和GPS 电子截图传到云端账号， 车主根据云端照片信息可以快速确定车辆状态， 若是被盗可立即报警。
1.5 远程防盗追踪模块设计
远程防盗追踪模块主要由三部分组成： 断电控制模块、充放电模块以及iOS平台模块。手机控制电路可以根据信号拨打车主电话报警， 自动开启照相装置对犯罪嫌疑人连单片机控制系统框图续拍照，并自动上传至网络账号。 随即自动开启GPS 软件追踪车辆位置， 并将信息借由图片发送到网络上供车主查看， 根据照片信息可快速定位被盗车辆的位置及状态， 及时报警， 可快速追回车辆并快速锁定盗车疑犯。本系统采用的是Photo Stream( 照片流) 的功能通过这一服务， 所有iPhone 拍摄的照片会自动推送至服务器， 然后服务器会将这些内容再推送到使用个人ID登录过的每个苹果设备上或者装有mac os x 的苹果电脑或者Windows 系统的电脑。在拍摄犯罪嫌疑人的照片以及GPS 跟踪信息截图后，图片都会由iCloud 发至每个appleid 账号设备， 机主可以通过在mac 电脑上登录appleid 或者持有相同apple id 的iPhone 或者iPad 来查看照片，可快速锁定车贼追回车辆。
1.6 iOS 模块控制设计
iOS 模块控制设计框图。通过光敏电阻开关控制TP5046 模块的开启关闭， 实现给iOS 模块供电以及控制activator 软件的动作的功能， 再通过activator软件控制GPS 以及照相机的开启并将数据通过iCloud传输到iOS 设备中。当车主发现车钥匙丢失时可以通过手机遥控iOS 模块，iOS 模块收到指示后会通过来电闪电路发出光亮， 被光敏电阻感知后开启前置照相机对犯罪嫌疑人拍照， 之后开启GPS。
1.7 断电控制电路设计
根据点火原理设计的断电控制电路， 将断电装置继电器放置于蓄电池与点火线圈之间， 由单片机控制继电器动作， 防盗装置开启时继电器断开， 点火电路断路不能点火; 防盗装置关闭时继电器闭合， 点火电路断路可正常点火。此电路的设计可以增强车辆的安全性， 车辆非法进入时， 自动切断启动电路阻止被盗。
2 系统软件设计
防盗系统的软件设计主要分为两部分， 即信号检测处理及防盗装置控制。信号检测处理部分为直线位移传感器和振动传感器信号A/D 转换以及信号接收处理，红外发射信号以及红外接收信号的处理。防盗装置控制为控制断电装置以及GPS、拍照功能的开启及数据传输。
2.1 软件设计及流程图
首先确保装置未启动, 取消置1 端的作用确定D 触发器SD/RD 无效， 检测压力传感器信号， 低电平表示压力传感器动作， 汽车正常解锁应关闭防盗装置， 此时还需判断是否有来电， 低电平表示有来电， 要开启GPS 以及拍摄功能。如果压力传感器没有动作， 表示车没有解锁， 此时还需判断是否有来电，0 表示有来电， 开启GPS以及拍摄功能， 检测振动传感器输入信号， 低电平表示振动传感器动作， 启动红外装置， 如果有高低电平跳变表示有人侵入， 开启防盗装置，。
2.2 系统仿真及分析
利用单片机开发软件Keil 编写程序并调试成功， 在仿真软件Proteus 中进行仿真， 取得了较好效果， 系统的整体仿真如图4 所示，redc 、ch1 、ch2 、ch3 、ch4 分别模拟的是红外发光管、红外接收管、红外重启开关、振动传感器以及光电传感器。此截图为有盗贼非法进入车辆， 防盗系统工作图， 此时红外人体感应工作，GPS 启动运行，LED 灯D1 代表GSM 向车主发送车辆被盗信息， 此时红外感应器工作，battery 启动摄像机拍照并开启GPS， 声光报警启动，GPS 卫星电子地图截图以照片流方式自动上传云端服务账号;LED 灯D2 代表车主向GSM 模块发送车辆查询信息。
2.3 系统测试及分析
根据仿真实验结果， 通过制作实物， 进行了多次实验， 实验结果表明该系统报警精准度为92%， 定位精度可达5 m， 证实了该系统比较稳定。车辆被盗后， 传感器信息引发单片机启动GPS 电子地图， 每隔几分钟连续截图上传到云端账号， 车主可以通过手机、电脑、平板等终端登录查看车辆位置信息， 及时报警追回车辆。云端存储容量大， 而且不收费， 只要注册一个账号即可， 免去了昂贵的GPS 服务费。
3 结论
设计了基于车联网的智能防盗系统， 采用多传感器融合， 大大提高了决策的正确性， 该系统能在汽车被盗、破坏以及防盗系统被部分拆卸的情况下， 将相关信息发送到车主预先设定的手机等通信设备， 拍摄盗车贼的照片并传送至网络， 打开GPS 电子地图追踪车辆位置， 实现了远程监控和车辆失盗精确追踪， 可实时了解汽车状况和及时精准追踪。通过仿真和实验， 验证了该系统的稳定性和高效性， 具有较高社会价值。
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