汽车能源监控与防护的智能网络系统的设计与研究＊

朱治忠，孙长勇，苏艳东，张虎

（山东华宇工学院 机械工程学院，山东 德州 253034）

1 引言

随着经济的快速发展，汽车的拥有量也越来越多，汽车日益成为当代人们最主要的交通工具，但在物流运输过程中，失窃现象一直困扰着物流业发展。尤其是中、重型货车在远距离运输过程中，驾驶员不可避免的要停车吃饭和休息，由于中、重型货车油箱的燃油储存量非常之大，且国内的燃油价格也非常高，燃油成了盗窃人员地首选目标，同时还有电池。失窃不仅会给司机造成严重的经济损失，更会给运输过程带来较多的麻烦。因此，货车的燃油和电池失窃成为一个倍加关注的社会问题。

2 项目简介

本项目为一种具有监控、录像与警示功能的防止物流运输中燃油和电池失窃的智能化装置的设计研究。该装置主要应用于实时监控货车燃油及电池的状况，防止在物流运输中货车燃油和电池的失窃。该装置通过摄像头监测货车周围的人员流动情况，并将监测画面实时传到驾驶员手机中，在燃油与电池失窃的时候，该装置可以报警警示盗窃人员和提醒驾驶员及周边的人员，同时使隐藏的微型摄像头拍摄记录现场的情况（包括盗窃人员的相貌特征、驾驶车辆的信息、盗窃时间、盗窃手段等），便于驾驶员报警后，警察的侦查破案工作，更快把盗窃人员抓捕归案。

3 项目研究内容

具有录像功能的防止燃油和电池失窃的装置主要包括（如图1 所示）：控制单元（ECU）、警报器、摄像头（由于是一种微型摄像头，所以可以隐藏安装在油箱和蓄电池一侧的驾驶室顶部上，这样安转容易且不易被发现和破坏，同时有一定的高度，摄像范围比较大）、分别放置在蓄电池和油箱的承重处的压力电阻传感器，便于其重量作用在压力电阻传感器上、装置备用电源（与蓄电池和发动机并联，在汽车发动机运转过程中，通过发电机给其充电）、4G 路由器（使本发明装置连接无线网络）、继电器和选择开关（是一个常开开关，可以选择是否使用该装置）。

图1 该智能网络系统控制电路示意图

当驾驶员关闭点火开关下车休息的时候，驾驶员打开继电器和选择开关，装置备用电源开始工作，安装在蓄电池和油箱的承重处的压力电阻传感器产生基本固定地输出信号并传递给控制单元（ECU）。当货车燃油和电池失窃的时候，导致油箱和蓄电池的重量减少或没有，使得压力电阻传感器的电阻值发生较大变化，压力电阻传感器从而产生较大变化地输出电压信号，控制单元（ECU）得到信号后分析计算，控制报警器开始报警和摄像头开始录像[1]。驾驶员则可以通过手机连接4G 路由器接收录像画面快速发现情况并制止盗窃人员。如果盗窃人员仍旧继续盗窃，驾驶员可利用摄像头内存储的录像画面协助警察快速办案[2]。

在货车停车熄火后，驾驶员可以随时通过4G 路由器使手机与该装置相连，通过摄像头观察监控货车的情况。一旦报警器报警，驾驶员可以第一时间通过录像画面观看到是否发生盗窃事件。由于信号通过压力电阻传感器产生，只有当油箱和蓄电池的重量发生变化的时候才会产生不同的传递信号，因此更大程度地减少了报警器误报的情况[3]。

图2 该智能网络系统技术路线示意图

4 项目实施方案

（1）在汽车点火开关打到IG 档或行驶过程中，通过点火开关IG 给继电器线圈通电产生磁力，把常闭合触点继电器的触点断开，让控制单元（ECU）与装置备用电源断开，由于控制单元（ECU）无电，使该装置不工作。当驾驶员关闭汽车点火开关下车休息的时候，点火开关IG 档断电，继电器线圈不再产生磁力，使常闭合触点继电器的触点闭合，控制单元（ECU）与装置备用电源接通使其有电，同时接通的电源线路还作为一个装置启动信号传递给控制单元（ECU），使该装置进行工作。驾驶员关闭汽车点火开关下车休息的时候，该装置进行工作[4]。

（2）驾驶员关闭汽车点火开关下车休息的时候，该装置通电开始进行工作，此时4G 路由器通电连接无线网络，这样驾驶员可以随时通过网络使手机与该装置相连，通过摄像头可以观察监控货车的情况[5]。

（3）驾驶员关闭汽车点火开关下车休息的时候，该装置通电开始进行工作。当蓄电池或燃油被盗时，其重量没有或快速减小，因此分别放置在蓄电池和油箱承重处的压力电阻传感器电阻值发生较大变化，这样就产生与原来有较大变化地输出电压信号，控制单元（ECU）得到信号后分析计算控制警报器报警，警示盗窃人员和提醒驾驶员及周边的人员。同时控制单元（ECU）使隐藏的微型摄像头摄像记录失窃现场的情况（包括盗窃人员的相貌特征、驾驶车辆的信息、盗窃时间、盗窃手段等），便于驾驶员报警后，警察的侦查破案工作，把盗窃人员抓捕归案，减少类似事件的发生。

（4）驾驶员关闭汽车点火开关下车休息的时候，假如燃油和蓄电池同时被盗，该装置仍然启动报警器和隐藏的微型摄像头共同工作。

5 总结

综上所述，该项目可以更加有效地监测汽车能源的状况，更大程度地避免汽车能源的失窃，为驾驶人员的顺利驾驶提供保障。与现有汽车能源防盗方式相比，虽然成本有所增加，但智能性更高，操作便捷，有很高的应用价值[6]。