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1. 引言
随着电动车的普及，其防盗问题成为广大用户关注的焦点。智能电动车防盗与管理系统不仅能有效防止车辆被盗，还能为用户提供车辆状态监控、远程控制等便捷功能。本文设计了一款基于 STM32 的智能电动车防盗与管理系统，集成了防盗报警、车辆状态监测、远程通信等功能，旨在提升电动车的安全性和管理效率。
2. 系统设计
2.1 硬件设计
- 主控芯片：STM32L4 系列，低功耗高性能，满足系统长时间稳定运行需求，负责整体逻辑控制和数据处理。
- 传感器模块：
- 震动传感器：检测车辆是否受到异常震动。
- 倾斜传感器：监测车辆的倾斜状态。
- 电流传感器：实时监测电动车电池的电流情况。
- GPS 模块：获取车辆的实时位置信息。
- 报警模块：蜂鸣器和 LED 灯，在检测到异常时发出声光报警。
- 锁车模块：电磁锁，可通过系统控制实现车辆的锁定和解锁。
- 显示模块：OLED 显示屏，显示车辆的状态信息，如电量、位置等。
- 通信模块：LoRa 模块，实现长距离低功耗的数据传输，方便与远程管理平台通信。
2.2 软件设计
- 防盗监测模块：实时采集震动、倾斜等传感器数据，判断车辆是否存在被盗风险。
- 车辆状态监测模块：监测电池电流、电量等信息，为用户提供车辆健康状况。
- 远程通信模块：通过 LoRa 模块与远程管理平台进行数据交互，实现远程监控和控制。
- 报警控制模块：当检测到异常时，触发声光报警并向用户发送通知。
3. 系统功能模块
3.1 防盗监测模块
利用震动和倾斜传感器实时监测车辆状态，一旦检测到异常震动或倾斜，触发报警机制。
3.2 车辆状态监测模块
通过电流传感器和其他传感器，实时获取电池电量、电流等信息，并在 OLED 显示屏上显示。
3.3 数据显示与用户交互模块
OLED显示屏实时展示车辆状态信息，用户可通过按键查询更多详细信息。
3.4 远程监控与控制模块
通过 LoRa 模块将车辆状态数据上传至远程管理平台，用户可通过手机 APP 或网页远程监控车辆位置、状态，并进行锁车、解锁等操作。
4. 控制算法
4.1 防盗判断算法
根据震动和倾斜传感器数据判断车辆是否被盗。
int is_bike_stolen(int vibration, int tilt) {if (vibration > 50 || tilt > 30) return 1; // 被盗else return 0; // 正常
}4.2 报警触发算法
当判断车辆被盗时，触发声光报警。
void trigger_alarm() {turn_on_buzzer();turn_on_led();send_notification();
}4.3 数据上传算法
将车辆状态数据打包上传至远程管理平台。
void upload_vehicle_status(int battery, int position_x, int position_y) {char data_packet[128];sprintf(data_packet, "Battery: %d%%, Position: (%d, %d)", battery, position_x, position_y);send_to_lora(data_packet);
}5. 代码实现
5.1 防盗监测与报警代码
void monitor_anti_theft() {int vibration = Vibration_Sensor_Read();int tilt = Tilt_Sensor_Read();if (is_bike_stolen(vibration, tilt)) trigger_alarm();
}5.2 车辆状态监测与显示代码
void monitor_vehicle_status() {int battery = Battery_Sensor_Read();int position_x = GPS_Read_X();int position_y = GPS_Read_Y();OLED_Display("Battery: %d%%, Position: (%d, %d)", battery, position_x, position_y);upload_vehicle_status(battery, position_x, position_y);
}5.3 远程控制代码
void handle_remote_command(char* command) {if (strcmp(command, "LOCK") == 0) lock_bike();else if (strcmp(command, "UNLOCK") == 0) unlock_bike();
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6. 系统调试与优化
- 传感器校准：对震动、倾斜、电流等传感器进行校准，确保数据的准确性。
- 报警优化：调整报警阈值和报警方式，减少误报，提高报警的可靠性。
- 通信优化：优化 LoRa 模块的通信参数，确保数据传输的稳定性和实时性。
- 用户体验优化：改进 OLED 显示屏的显示界面，增加更多实用信息，优化按键操作逻辑。
7. 结论与展望
本文设计的基于 STM32 的智能电动车防盗与管理系统，实现了车辆的防盗监测、状态监控和远程控制等功能，为电动车用户提供了更安全、便捷的使用体验。未来可以进一步拓展系统功能，如结合人工智能技术实现更精准的防盗判断，与城市交通管理系统对接，提供更多增值服务。