电动车智能防盗锁装置

高涵 尹圆圆 赵世勇 席高

【摘要】    电动自行车作为低碳环保、绿色出行的工具，越来越受到人们的青睐，电动自行车在给人们带来便利的同时也面临着被盗风险。为了解决这一问题，本文介绍了一种基于物联网技术的电动车智能锁防盗锁装置，该装置以STM32F103RCT6单片机为控制核心，使用指紋模块进行指纹采集对比并开锁，利用GPS定位模块实时采集电动车的位置信息，数据通信方面采用NB-IoT模块使上位机和下位机通信，实现实时监控。

【关键字】    绿色出行    物联网    智能防盗锁    STM32    NB-IoT

引言

在计算机技术和互联网高速发展的时代，万物互联成为世界一大主流，而其中智能锁的应用最为广泛，从日常门锁到共享单车，智能锁具有广阔的应用前景和商业价值，然而怎样确保其安全性就成了人们关注的焦点。

市面上的防盗锁一种是普通的U型锁，这种锁子好多锁芯是非空转锁芯，如果小偷直接撬锁，锁芯容易断裂。另外一种是防盗报警器防盗锁，通过电平电源对外供电，但是这种锁子并不能真正的帮助人们起到防盗的作用，再加上没有很好的管理，电动车被盗事件高居不下。为此，本文介绍的智能锁将解决这些问题并使电动车获得全面的保护。

一、工作原理

单片机控制指纹模块，用户首先将自己的指纹进行录入，在指纹登录时候进行两次指纹录入，将录入的图像进行处理，储存于模块中，之后用户开始指纹匹配，录入要验证的指纹，如果指纹对比成功，即实现开锁，语音提示“开锁成功”，同时单片机通过NB-IoT模块将GPS模块监测到的位置信息实时传送给服务器，在电动车被盗之后可以准确确定电动车位置。

二、硬件与接口

本设计由硬件设备和云服务器组成，可以实现无锁芯指纹智能开锁。

2.1主控芯片

本系统选用的STM32F103RCT6单片机具有以下性能优势：低工作电压、低功耗、时钟主频高以及内置硬件SPI及I2C等复杂时序电路[1]。具有5个USART，多个串行接口，通信极为方便。STM32单片机作为整个硬件电路的核心，对系统稳定运行起到了至关重要的作用。

2.2传感器

2.2.1指纹识别

本设计采用生物识别技术指纹识别来开锁，使用者不用随身携带手机或者钥匙来解锁，给电动车的安全提供了保障。型号为ATK-AS608，它继承了光路和指纹处理部分的一体化指纹处理模块。芯片内置了DSP运算单元，集成了指纹识别算法，能高效快速采集图像并识别指纹特征。它可以进行录入指纹，删除指纹，对比指纹等操作，用起来十分方便。

2.2.2 GPS定位

ATK-S1216F8-BD GPS模块，具有167个通道，测量输出频率最高可达20Hz。它的体积特别小，适应环境能力特别强，性能优异，模块兼容了3.3V和5V电平，方便连接各种单片机系统。

2.2.3 语音合成模块

SYN6288通过异步串口 （UART） 通讯方式， 接收待合成的文本数据， 实现文本到语音 （TTS） 的转换[2]，STM32单片机通过监测该模块的BUSY端口，判断模块播放是否正确，这种完善的机制用来提示智能锁开启和关闭的状态。

2.3数据传输

NB-IoT模块的型号为WH-NB75，使用STM32单片机采集位置信息，通过基于UDP协议的CoAP（Constrained Application Protocol）协议，将数据封装成ModbusRTU格式的数据，以数据流形式通过NB-IoT发送到云服务器，服务器解析并显示。

采用此种芯片具有很多有特点，比如其覆盖区域广，具备支撑连接的能力，低功耗和低的模块成本。可以与其他模块进行比较，例如GPRS技术终端功耗特别高，覆盖能力也有所不足，但是NB-IoT模块中，PSM和eDRX技术的推出让其功耗极大的降低;与LoRa相比较来说，射频和天线基本被复用，不需要重新在联网。

三、结论

通过以上的介绍可以得出，采用NB-IoT技术的指纹解锁智能锁装置，很好地解决了数据传输距离远，覆盖范围广，所用成本低以及解锁方便等问题， 具有很强的实用性、可靠性和稳定性。本设计为智能车锁的安全加了一层防护，我们相信这种技术将会得到很大的发展。

参  考  文  献

[1]刘博，郭君岩，刘伟，邵丽艳，刘强.基于STM32F103RCT6的数据采集显示系统设计[J].电子世界，2018（02）：146-147.

[2]杨杰鹏，郑铧坚，冯杰年，陈俊杰.基于STM32的驾校车辆位置检测系统设计[J].信息通信，2018（10）：54-56.