Έρευνα και σχεδιασμός ευφυούς αντικλεπτικού συστήματος οχημάτων με βάση το NB-IOT

Roadragon has designed a vehicle anti-theft system based on NB-IOT, which mainly uses NB-IOT wireless communication technology, GPS and Beidou dual-mode positioning technology to address the current public security problems of frequent theft of bicycles and electric motorcycles. The overall solution for the investigation after the case is reached.

49106Α

With the promotion of the concept of low-carbon travel in recent years, the use of high-end bicycles, electric vehicles, and motorcycles has increased, and the subsequent stolen and difficult-to-track vehicles have become a major problem that plagues many car owners. However, the common vehicle anti-theft solutions on the market still have many defects[1]:

(1) Λύση 2G: Η 2G μειώνει τη χωρητικότητα και αποσύρεται από το δίκτυο, με αδύναμη κάλυψη, κακό σήμα, χωρίς σήμα σε υπόγειους χώρους στάθμευσης και υψηλή κατανάλωση ενέργειας.

(2) Λύση RFID: Το όχημα βρίσκεται σε γενικές γραμμές περισσότερο από δέκα μέτρα μακριά από τον πόλο της συσκευής ανάγνωσης RFID, το σήμα είναι πολύ αδύναμο, δεν είναι δυνατή η ανάγνωση των δεδομένων και το τερματικό αποσυνδέεται. το όχημα δεν μπορεί να εντοπιστεί ή να εντοπιστεί στην επαρχία ή στην αγροτική περιοχή και η αστική περιοχή περιορίζεται σε βασικές διασταυρώσεις Οι αναγνώστες πόλων πρέπει να ελέγχονται και να συντηρούνται συχνά.

Στοχεύοντας στις αδυναμίες των παραπάνω δύο σχεδίων, αυτό το χαρτί σχεδιάζει ένα έξυπνο σύστημα αντικλεπτικής προστασίας οχήματος που βασίζεται στο NB-IOT, το οποίο έχει τα πλεονεκτήματα της ευρείας κάλυψης, των μεγάλων συνδέσεων και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας.

GPS-2

1 Αρχιτεκτονική συστήματος

The intelligent anti-theft system based on NB-IOT mainly includes three parts: equipment terminal , background processing system and user terminal. The system terminal sensor can be connected to the operator’s IO domain intranet through NB-IOT. The background application system supports the docking of public security network interactive case data. The user can monitor the vehicle through the mobile phone, and the background management system can maintain the overall user data. Management and monitoring.

2 Συνολικό σχέδιο

This system transfers the GPS&Beidou satellite dual-mode positioning data and the state value of the vibration sensor to the single-chip STM32, which is then uploaded to the core network through the NB-IOT communication module, and transmitted to the cloud platform through the HTTPS protocol, and then through the cloud transparent transmission function, It is forwarded to the cloud server, then stored to MySQL and transmitted to the APP on the mobile phone.

1

3 Σχεδιασμός υλικού συστήματος

Ο εξοπλισμός εξοπλισμού αυτού του συστήματος περιλαμβάνει κυρίως μονάδα ανίχνευσης κατάστασης οχήματος, δορυφορική μονάδα εντοπισμού θέσης GPS & Beidou και μονάδα επικοινωνίας NB-IOT, μονάδα ελέγχου μικροϋπολογιστών STM32 μονής μάρκας. Το πλαίσιο υλικού του συστήματος φαίνεται στο Σχήμα 2. Η λειτουργία της μονάδας ανίχνευσης κατάστασης κραδασμών είναι να ανιχνεύει την κατάσταση του οχήματος και εάν υπάρχει οποιαδήποτε κίνηση του οχήματος. Η λειτουργία της μονάδας εντοπισμού θέσης διπλού τρόπου GPS & Beidou είναι να εντοπίζει τη θέση του οχήματος, να λαμβάνει την τιμή γεωγραφικού πλάτους και μήκους και να τη μεταδίδει στο STM32 ενός τσιπ. Σημ

The function of the IOT communication module is to send the vehicle status collected by the sensors and the positioning information resolved by the main control chip to the IoT cloud platform. As the main control chip, the STM32 microcontroller is the core part of the system hardware. Its function is to implement the underlying functions of the system through code, such as obtaining the longitude and latitude data of the GPS& Beidou satellite dual-mode positioning through the serial port interrupt and detecting whether the vibration sensor inputs a high level , Pack the acquired data and upload it to the cloud server through the NB-IOT module. At the same time, it also receives the instructions issued by the mobile phone APP to determine whether the anti-theft mode should be turned on.

3.3 Ανάλυση πειραματικών αποτελεσμάτων

Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 2 ότι στους διαφορετικούς υπερπαραμέτρους Agent1 ~ 4, η ροή οχήματος στις φάσεις Agent1, Ag ent2 και Agent3 ελέγχεται στα 600 οχήματα / ώρα, ενώ η ροή οχήματος στη φάση Agent4 ελέγχεται στα 500- 600 οχήματα / ώρα. Αυτή η ρύθμιση Μπορεί να εγγυηθεί αποτελεσματικά την ποικιλομορφία και την τυχαιότητα των σεναρίων δοκιμών. Μεταξύ αυτών, η κατάσταση σήματος στο δίκτυο κίνησης πράκτορα μπορεί να αντιπροσωπεύεται από το μήκος της ουράς αναμονής στη διασταύρωση. η συνάρτηση δράσης για τη μεγιστοποίηση της συσσωρευμένης αξίας ανταμοιβής μπορεί να αντιπροσωπεύεται από την απόλυτη τιμή της διαφοράς μεταξύ των μήτρων αναμονής ανατολής-δύσης και βορρά-νότου. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι, σε σύγκριση με την τιμή λειτουργίας του νευρικού δικτύου των Agent1 και Agent2, Ag

Η απόδοση των ent3 και Agent4 στον έλεγχο σήματος αστικής κυκλοφορίας είναι πιο σταθερή και η συνολική μέση ταχύτητα του Agent4 είναι μεγαλύτερη και το μέσο μήκος αναμονής αναμονής είναι μικρότερο, το οποίο είναι καλύτερο από τους Agent1, Agent2 και Agent3.

Συμπέρασμα

Με βάση το σύστημα SCATS, η χώρα μας προτείνει έναν αλγόριθμο εκμάθησης βαθιάς ενίσχυσης για τον πράκτορα κυκλοφορίας (Agent) που βασίζεται στο περίπλοκο δίκτυο ελέγχου σήματος κυκλοφορίας της πόλης για τη συλλογή, μοντελοποίηση και ανάλυση δεδομένων ροής κυκλοφορίας σε διαφορετικούς χρόνους, συμπεριλαμβανομένης της θέσης των αστικών οχημάτων. , Παγκόσμια ταχύτητα κυκλοφορίας, μέσο όρο αναμονής αναμονής και άλλες προσομοιώσεις δεδομένων, τα αποτελέσματα ελέγχου αστικού σήματος κυκλοφορίας είναι πιο σταθερά. Μέσω της βελτιστοποίησης των διαφόρων παραμέτρων χρονισμού και της επιλογής των σχεδίων πράσινου λόγου γραμμάτων, μπορεί να καλύψει τις ανάγκες ελέγχου σήματος της διασταύρωσης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές.

4 Σχεδιασμός λογισμικού συστήματος

Ο σχεδιασμός λογισμικού αυτού του συστήματος περιλαμβάνει μονάδα ελέγχου STM32 [2], μονάδα τοποθέτησης διπλής λειτουργίας GPS & Beidou, μονάδα επικοινωνίας δεδομένων NB-IOT. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα ροής λογισμικού συστήματος 3, το σύστημα τερματικού της συσκευής είναι ενεργοποιημένο, το περιφερειακό κύκλωμα υλικού και η μονάδα επικοινωνίας NB-IOT αρχικοποιούνται και στη συνέχεια συνδέεται με την πλατφόρμα cloud IoT. Εάν η σύνδεση δεν είναι επιτυχής, περιμένετε λίγα δευτερόλεπτα πριν από την επανασύνδεση. Το διάστημα αποστολής είναι 5 δευτερόλεπτα. Εάν το χρονικό διάστημα είναι μεγαλύτερο από 5 δευτερόλεπτα, θα ληφθούν τα δεδομένα θέσης, οι πληροφορίες τοποθέτησης θα σταλούν στην πλατφόρμα cloud και ο μετρητής θα διαγραφεί, τότε τα δεδομένα επιστροφής της πλατφόρμας θα ληφθούν, εάν τα δεδομένα επιστροφής δεν είναι άδειο, τα δεδομένα ανίχνευσης θα εκτελεστούν και στη συνέχεια ο βρόχος θα εισαχθεί στο σώμα, συνεχίστε να λαμβάνετε και να στέλνετε πληροφορίες τοποθεσίας.

4.1 Σχεδιασμός λογισμικού της μονάδας ελέγχου STM32

Η μονάδα ελέγχου STM32 χρησιμοποιεί τη λειτουργία αρχικοποίησης για να ορίσει την προτεραιότητα προτίμησης και την προτεραιότητα απόκρισης της σειριακής θύρας και των εξωτερικών ακίδων διακοπής. Η σειριακή θύρα είναι υπεύθυνη για τη λήψη δεδομένων GPS και την αποστολή και λήψη δεδομένων από τη μονάδα NB-IOT και ο εξωτερικός πείρος διακοπής ανιχνεύει την είσοδο στάθμης του αισθητήρα σοκ.

4.2 Σχεδιασμός λογισμικού μονάδας εντοπισμού θέσης GPS & Beidou

Αρχικά ρυθμίστε τη μονάδα τοποθέτησης Beidou στη λειτουργία μέτρησης και, στη συνέχεια, λάβετε τα δεδομένα θέσης Beidou, υπολογίστε τη γωνία άξονα Ζ και, στη συνέχεια, ρυθμίστε τη μονάδα θέσης Beidou σε κατάσταση αναμονής και επιστρέψτε στη θέση διακοπής της κύριας λειτουργίας. Ενεργοποιήστε το τερματικό λήψης σειριακής θύρας και διαμορφώστε την προτεραιότητα διακοπής. Η συνάρτηση επεξεργασίας διακοπής σειριακής θύρας λαμβάνει τα δεδομένα που αποστέλλονται από τη μονάδα τοποθέτησης διπλής λειτουργίας GPS & Beidou και αναλύει τις απαιτούμενες τιμές πλάτους και μήκους από αυτήν.

4.3 Σχεδιασμός λογισμικού μονάδας επικοινωνίας δεδομένων NB-IOT

Η μονάδα επικοινωνίας NB-IOT [4] χρησιμοποιεί την εντολή AT για να κατηγορήσει, η υπο-λειτουργία αρχικοποίησης της ηλεκτρονικής μονάδας διαμορφώνει τις παραμέτρους NB-IOT, ορίζει τη λειτουργία NB-IOT σε CMD και ορίζει τη διεύθυνση IP και τον αριθμό θύρας του cloud διαφανή μετάδοση. Τα σειριακά δεδομένα που λαμβάνονται από το NB-IOT STM32 μεταφορτώνονται στο διακομιστή cloud μέσω πρωτοκόλλου HTTPS. Η μετάδοση δεδομένων είναι η αποστολή μηνυμάτων σε δεκαεξαδική μορφή και η λήψη και εκτέλεση οδηγιών μέσω της λειτουργίας επεξεργασίας σειριακής θύρας για την επίτευξη λήψης δεδομένων.

4.4 Σχεδιασμός τερματικού χρήστη

Το συνολικό πλαίσιο του τερματικού χρήστη φαίνεται στο Σχήμα 5. Η πλευρά χρήστη αυτού του συστήματος χρησιμοποιεί το εργαλείο προγραμματιστή ιστού WeChat για την ανάπτυξη μικροεφαρμογών WeChat. Το τμήμα λογισμικού τερματικού χρήστη περιλαμβάνει κυρίως τη σύνδεση πληροφοριών χρήστη, την πρόσβαση στον εξοπλισμό χρήστη, τη λήψη δεδομένων εξοπλισμού χρήστη και την εμφάνιση δεδομένων εξοπλισμού χρήστη Περιμένετε τέσσερα μέρη.

2

5 Δοκιμή και ανάλυση συστήματος

Αυτό το σύστημα τροφοδοτείται από μπαταρία λιθίου και έχει εξωτερική τάση τροφοδοσίας: 12V-40V, θερμοκρασία λειτουργίας: 40 ° C ~ 70 ° C, υγρασία: <95% RH, ζώνη συχνοτήτων υποστήριξης LTE-FDD B3 / B5 / B8, LTE-M1, LTE-NB1.

5.1 Δοκιμή λειτουργίας λογισμικού συστήματος

Μέσω της μέτρησης πεδίου, όταν το όχημα κινείται, ενεργοποιείται ένας συναγερμός και οι πληροφορίες συναγερμού μεταφορτώνονται στο σύννεφο. Το σύστημα μπορεί να εντοπίσει πληροφορίες οχήματος σε πραγματικό χρόνο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6. όταν το όχημα δονείται, θα προκαλέσει συναγερμό μη φυσιολογικής δόνησης του οχήματος, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7. και το κινητό τηλέφωνο μπορεί να δει τις αντίστοιχες πληροφορίες συναγερμού.

6 Συμπέρασμα

The intelligent vehicle anti-theft system designed in this paper adopts NB-IOT technology to realize wireless data transmission, which can ensure the speed and quality of data transmission, and has a wider coverage; it adopts GPS & Beidou dual-mode positioning system, which can still be used after the vehicle is stolen. See the real-time location of the vehicle from the mobile terminal, so as to quickly find the stolen vehicle, which provides an effective means for prevention before the case and investigation after the case.


Ώρα μετά: 18 Σεπ -2020