Onderzoek en ontwerp van een intelligent antidiefstalsysteem voor voertuigen op basis van 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.

49106A

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-oplossing: 2G vermindert de capaciteit en trekt zich terug uit het netwerk, met zwakke dekking, slecht signaal, geen signaal in ondergrondse parkeergarages en hoog stroomverbruik.

(2) RFID-oplossing: het voertuig is over het algemeen meer dan tien meter verwijderd van de pool van de RFID-lezer, het signaal is erg zwak, de gegevens kunnen niet worden gelezen en de terminal is losgekoppeld; het voertuig kan niet worden gelokaliseerd of gevolgd in de provincie of het landelijke gebied, en het stedelijk gebied is beperkt tot belangrijke kruispunten; Wegpaallezers moeten regelmatig worden geïnspecteerd en onderhouden.

Met het oog op de tekortkomingen van de bovenstaande twee schema's, ontwerpt dit document een intelligent antidiefstalsysteem voor voertuigen op basis van NB-IOT, dat de voordelen heeft van een brede dekking, grote verbindingen en een laag stroomverbruik.

GPS-2

1 Systeemarchitectuur

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 Algemeen plan

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 Systeemhardware-ontwerp

De hardware-uitrusting van dit systeem omvat voornamelijk voertuigstatusdetectiemodule, GPS & Beidou satelliet dual-mode positioneringsmodule en NB-IOT communicatiemodule, STM32 single-chip microcomputerbesturingsmodule. Het hardware-raamwerk van het systeem wordt getoond in Figuur 2. De functie van de trillingsstatusdetectiemodule is om de toestand van het voertuig te detecteren en of er enige beweging van het voertuig is. De functie van de GPS & Beidou satelliet dual-mode positioneringsmodule is om de positie van het voertuig te lokaliseren, de breedte- en lengtegraad te verkrijgen en deze naar de STM32 met één chip te verzenden. 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 Analyse van experimentele resultaten

In figuur 2 is te zien dat in de verschillende hyperparameters Agent1 ~ 4 de voertuigstroom in de Agent1-, Ag ent2- en Agent3-fasen wordt geregeld op 600 veh / u, terwijl de voertuigstroom in de Agent4-fase wordt geregeld op 500- 600 voertuigen / uur. Deze instelling kan de diversiteit en willekeur van testscenario's effectief garanderen. Onder hen kan de signaalstatus in het agentverkeersnetwerk worden weergegeven door de lengte van de wachtrij op de kruising; de actiefunctie om de geaccumuleerde beloningswaarde te maximaliseren kan worden weergegeven door de absolute waarde van het verschil tussen de wachtrijlengtes van oost naar west en van noord naar zuid. De experimentele resultaten laten zien dat, vergeleken met de neurale netwerkfunctiewaarde van Agent1 en Agent2, Ag

De prestaties van ent3 en Agent4 bij de besturing van stadsverkeer zijn stabieler en de algemene gemiddelde snelheid van Agent4 is groter en de gemiddelde wachtrijlengte is kleiner, wat beter is dan die van Agent1, Agent2 en Agent3.

Conclusie

Op basis van het SCATS-systeem stelt ons land een leeralgoritme voor de verkeersagent (Agent) voor, gebaseerd op het complexe verkeerssignaalcontrolenetwerk van de stad, om verkeersstroomgegevens op verschillende tijdstippen te verzamelen, modelleren en analyseren, inclusief de locatie van stedelijke voertuigen. , Wereldwijde verkeerssnelheid, gemiddelde wachtrijlengte en andere gegevenssimulaties, de verkregen resultaten van de controle van stadsverkeer zijn stabieler. Door de optimalisatie van verschillende timingparameters en de selectie van groene-letterverhoudingsschema's, kan het voldoen aan de signaalbesturingsbehoeften van kruispuntverkeer op verschillende tijdstippen.

4 Systeemsoftware-ontwerp

Het softwareontwerp van dit systeem omvat de STM32-besturingsmodule [2], GPS & Beidou dual-mode positioneringsmodule, NB-IOT datacommunicatiemodule. Zoals weergegeven in het stroomschema van de systeemsoftware 3, wordt het apparaatterminalsysteem ingeschakeld, worden het randapparatuurhardwarecircuit en de NB-IOT-communicatiemodule geïnitialiseerd en vervolgens wordt het verbonden met het IoT-cloudplatform. Als de verbinding niet tot stand is gebracht, wacht dan een paar seconden voordat u opnieuw verbinding maakt. Het verzendinterval is 5 seconden. Als het tijdsinterval groter is dan 5 seconden, worden de positiegegevens verkregen, wordt de positioneringsinformatie naar het cloudplatform verzonden en wordt de teller gewist, en vervolgens worden de retourgegevens van het platform verkregen als de retourgegevens niet zijn leeg, worden de detectiegegevens uitgevoerd en vervolgens wordt de lus ingevoerd. Ga door met het verkrijgen en verzenden van locatie-informatie in het lichaam.

4.1 Software-ontwerp van STM32-besturingsmodule

De STM32-besturingsmodule gebruikt de initialisatiefunctie om de voorrangsprioriteit en responsprioriteit van de seriële poort en externe interruptpinnen in te stellen. De seriële poort is verantwoordelijk voor het ontvangen van GPS-gegevens en het verzenden en ontvangen van gegevens van de NB-IOT-module, en de externe interrupt-pin detecteert de niveau-invoer van de schoksensor.

4.2 GPS & Beidou dual-mode positioneringsmodule software-ontwerp

Stel eerst de Beidou-positioneringsmodule in op de meetmodus, verkrijg vervolgens de Beidou-positioneringsgegevens, bereken de hoek van de Z-as en zet vervolgens de Beidou-positioneringsmodule in de standby-modus en keer terug naar de hoofdfunctieonderbrekingspositie. Schakel de ontvangende terminal van de seriële poort in en configureer de interruptprioriteit. De interruptverwerkingsfunctie van de seriële poort ontvangt de gegevens die zijn verzonden door de GPS & Beidou dual-mode positioneringsmodule en analyseert de vereiste lengte- en breedtegraadwaarden daaruit.

4.3 Softwareontwerp van de NB-IOT-datacommunicatiemodule

De NB-IOT-communicatiemodule [4] gebruikt het AT-commando om aan te geven, de subfunctie voor de initialisatie van de communicatiemodule configureert de NB-IOT-parameters, stelt de NB-IOT in op CMD-modus en stelt het IP-adres en poortnummer van de cloud in. transparante transmissie. De seriële gegevens die door NB-IOT STM32 worden ontvangen, worden geüpload naar de cloudserver via HTTPS-protocol. Datatransmissie is om berichten in hexadecimaal formaat te verzenden en instructies te ontvangen en uit te voeren via de seriële poortverwerkingsfunctie om gegevensontvangst te bereiken.

4.4 Ontwerp van gebruikersterminals

Het algemene kader van de gebruikersterminal wordt getoond in Figuur 5. De gebruikerskant van dit systeem gebruikt de WeChat-webontwikkelaarstool om WeChat-applets te ontwikkelen. Het softwaregedeelte van de gebruikersterminal omvat voornamelijk het inloggen van gebruikersinformatie, toegang krijgen tot gebruikersapparatuur, het verkrijgen van gebruikersapparatuurgegevens en het weergeven van gebruikersapparatuurgegevens. Wacht op vier delen.

2

5 Systeemtest en analyse

Dit systeem wordt gevoed door een lithiumbatterij en heeft een externe voedingsspanning: 12V-40V, werktemperatuur: 40 ° C ~ 70 ° C, vochtigheid: <95% RV, ondersteuningsfrequentieband LTE-FDD B3 / B5 / B8, LTE-M1, LTE-NB1.

5.1 Test systeemsoftware

Door middel van veldmetingen, wanneer het voertuig beweegt, wordt een alarm geactiveerd en wordt de alarminformatie geüpload naar de cloud. Het systeem kan voertuiginformatie in realtime lokaliseren, zoals weergegeven in figuur 6; wanneer het voertuig trilt, zal het een alarm geven bij abnormale voertuigtrillingen, zoals weergegeven in figuur 7; en de mobiele telefoon kan de bijbehorende alarminformatie bekijken.

6. Conclusie

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.


Posttijd: 18 september 2020