NB-IOT 기반 지능형 차량 도난 방지 시스템 연구 및 설계

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.

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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) 2G 솔루션 : 2G는 약한 커버리지, 불량한 신호, 지하 주차장의 신호 없음 및 높은 전력 소비로 인해 용량을 줄이고 네트워크에서 은퇴합니다.

(2) RFID 솔루션 : 차량은 일반적으로 RFID 리더의 극에서 10 미터 이상 떨어져 있고 신호가 매우 약하고 데이터를 읽을 수 없으며 단말기가 연결 해제되어 있습니다. 차량은 카운티 또는 시골 지역에서 위치 또는 추적 할 수 없으며 도시 지역은 주요 교차로로 제한됩니다. 로드 폴 리더는 자주 검사하고 유지 관리해야합니다.

위 두 가지 방식의 단점을 겨냥하여 본 논문은 넓은 커버리지, 큰 연결, 낮은 전력 소비의 장점을 가진 NB-IOT 기반의 지능형 차량 도난 방지 시스템을 설계한다.

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1 시스템 아키텍처

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 전체 계획

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.

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3 시스템 하드웨어 설계

이 시스템의 하드웨어 장비는 주로 차량 상태 감지 모듈, GPS 및 Beidou 위성 이중 모드 위치 지정 모듈 및 NB-IOT 통신 모듈, STM32 단일 칩 마이크로 컴퓨터 제어 모듈을 포함합니다. 시스템 하드웨어 프레임 워크는 그림 2에 나와 있습니다. 진동 상태 감지 모듈의 기능은 차량의 상태와 차량의 움직임이 있는지 여부를 감지하는 것입니다. GPS & Beidou 위성 이중 모드 포지셔닝 모듈의 기능은 차량의 위치를 ​​찾고, 위도와 경도 값을 가져 와서 단일 칩 STM32로 전송하는 것입니다. NB

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 실험 결과 분석

그림 2에서 다른 하이퍼 파라미터 Agent1 ~ 4에서 Agent1, Ag ent2 및 Agent3 단계의 차량 흐름은 600 veh / h로 제어되는 반면 Agent4 단계의 차량 흐름은 500- 600 veh / h. 이 설정 테스트 시나리오의 다양성과 임의성을 효과적으로 보장 할 수 있습니다. 그중 에이전트 트래픽 네트워크의 신호 상태는 교차로에서 대기중인 대기열의 길이로 나타낼 수 있습니다. 누적 보상 가치를 극대화하기위한 액션 함수는 동서 대기 대기열 길이와 남북 대기 대기열 길이의 차이의 절대 값으로 나타낼 수 있습니다. 실험 결과 Agent1과 Agent2의 신경망 기능 값과 비교하여 Ag

도시 교통 신호 제어에서 ent3 및 Agent4의 성능이 더 안정적이며 Agent4의 전체 평균 속도가 더 크고 평균 대기 대기열 길이가 작아 Agent1, Agent2 및 Agent3보다 우수합니다.

결론

우리나라는 SCATS 시스템을 기반으로 도시 차량의 위치를 ​​포함한 다양한 시간대의 교통 흐름 데이터를 수집, 모델링 및 분석하기 위해 도시의 복잡한 교통 신호 제어 네트워크를 기반으로 교통 에이전트 (Agent)에 대한 심층 강화 학습 알고리즘을 제안합니다. , 글로벌 교통 속도, 평균 대기 대기열 길이 및 기타 데이터 시뮬레이션, 얻은 도시 교통 신호 제어 결과가 더 안정적입니다. 다양한 타이밍 매개 변수의 최적화와 녹색 문자 비율 체계의 선택을 통해 서로 다른 시간에 교차로 트래픽의 신호 제어 요구를 충족 할 수 있습니다.

4 시스템 소프트웨어 설계

이 시스템의 소프트웨어 설계에는 STM32 제어 모듈 [2], GPS 및 Beidou 이중 모드 포지셔닝 모듈, NB-IOT 데이터 통신 모듈이 포함됩니다. 시스템 소프트웨어 순서도 3에 표시된 것처럼 장치 단말 시스템의 전원을 켜고 주변 하드웨어 회로와 NB-IOT 통신 모듈을 초기화 한 다음 IoT 클라우드 플랫폼에 연결합니다. 연결에 실패하면 다시 연결하기 전에 몇 초 정도 기다리십시오. 송신 간격은 5 초입니다. 시간 간격이 5 초보다 크면 위치 데이터가 획득되고 위치 정보가 클라우드 플랫폼으로 전송되며 카운터가 지워지고 반환 데이터가 아닌 경우 플랫폼 반환 데이터가 획득됩니다. 비어 있으면 감지 데이터가 수행되고 루프가 입력됩니다. 본체에서 위치 정보를 계속해서 얻고 전송하십시오.

4.1 STM32 제어 모듈의 소프트웨어 설계

STM32 제어 모듈은 초기화 기능을 사용하여 직렬 포트 및 외부 인터럽트 핀의 선점 우선 순위 및 응답 우선 순위를 설정합니다. 직렬 포트는 GPS 데이터를 수신하고 NB-IOT 모듈에서 데이터를 송수신하며 외부 인터럽트 핀은 충격 센서의 레벨 입력을 감지합니다.

4.2 GPS 및 Beidou 이중 모드 위치 지정 모듈 소프트웨어 설계

먼저 Beidou 위치 모듈을 측정 모드로 설정 한 다음 Beidou 위치 데이터를 얻고 Z 축 각도를 계산 한 다음 Beidou 위치 모듈을 대기 모드로 설정하고 주 기능 인터럽트 위치로 돌아갑니다. 직렬 포트 수신 터미널을 활성화하고 인터럽트 우선 순위를 구성합니다. 직렬 포트 인터럽트 처리 기능은 GPS & Beidou 듀얼 모드 포지셔닝 모듈에서 보낸 데이터를 수신하고 여기에서 필요한 위도 및 경도 값을 분석합니다.

4.3 NB-IOT 데이터 통신 모듈 소프트웨어 설계

NB-IOT 통신 [4] 모듈은 AT 명령을 사용하여 표시하고, 통신 모듈 초기화 하위 기능은 NB-IOT 매개 변수를 구성하고, NB-IOT를 CMD 모드로 설정하고, 클라우드의 IP 주소 및 포트 번호를 설정합니다. 투명한 전송. NB-IOT STM32에서 수신 한 직렬 데이터는 HTTPS 프로토콜을 통해 클라우드 서버에 업로드됩니다. 데이터 전송은 16 진수 형식으로 메시지를 보내고 직렬 포트 처리 기능을 통해 명령을 받고 실행하여 데이터를 수신하는 것입니다.

4.4 사용자 단말 설계

사용자 터미널의 전체 프레임 워크는 그림 5에 나와 있습니다.이 시스템의 사용자 측은 WeChat 웹 개발자 도구를 사용하여 WeChat 애플릿을 개발합니다. 사용자 단말 소프트웨어 부분은 주로 사용자 정보 로그인, 사용자 장비 액세스, 사용자 장비 데이터 획득 및 사용자 장비 데이터 표시를 포함합니다. 네 부분을 기다리십시오.

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5 시스템 테스트 및 분석

이 시스템은 리튬 배터리로 구동되며 외부 전원 공급 장치 전압 : 12V-40V, 작동 온도 : 40 ° C ~ 70 ° C, 습도 : <95 % RH, 지원 주파수 대역 LTE-FDD B3 / B5 / B8, LTE-M1, LTE-NB1.

5.1 시스템 소프트웨어 기능 테스트

현장 측정을 통해 차량이 이동하면 알람이 발생하고 알람 정보가 클라우드에 업로드됩니다. 시스템은 그림 6과 같이 실시간으로 차량 정보를 찾을 수 있습니다. 차량이 진동하면 그림 7과 같이 비정상적인 차량 진동에 대한 경보를 제공합니다. 휴대폰은 해당 알람 정보를 볼 수 있습니다.

6 결론

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.


포스트 시간 : 2020 년 9 월 18 일