應用傳感器技術(shù)實(shí)現防盜功能

0引言

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展，筆記本日益普及，隨之帶來(lái)的PC安全防盜問(wèn)題也日漸顯著(zhù)。在有些場(chǎng)合隨身攜帶筆記本很不方便，例如在乘火車(chē)旅行中，當主人去洗手間，此時(shí)如何防止、杜絕小偷盜走筆記本是個(gè)亟待解決的問(wèn)題。如今應用廣泛的汽車(chē)防盜技術(shù)已很成熟，但相對成本較高，且無(wú)需考慮電源問(wèn)題，而PC防盜就必須解決這些問(wèn)題；還要體積小，能隨時(shí)安裝在PC上。在此，提出僅使用2個(gè)基于Simplici TI通信協(xié)議的節點(diǎn)（帶有加速度傳感器）進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，完成防盜功能。

　　1總體方案

　　系統設計方案非常簡(jiǎn)單。一般來(lái)講火車(chē)車(chē)廂全長(cháng)26.6 m ,而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（wireless sensor net2works ,WSN）的通信距離在幾十米到幾百米之間，一般為30 m ,因此一個(gè)節點(diǎn)就可以完全覆蓋整個(gè)車(chē)廂。在系統中只有2個(gè)節點(diǎn)（不需PC協(xié)助） :節點(diǎn)1作為發(fā)信者，節點(diǎn)2作為收信者，組成最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )，不需跳轉。系統的結構簡(jiǎn)單，使得傳輸時(shí)延非常小，比較適合應用在上文中提到的場(chǎng)合。

　　1.1方案實(shí)施

　　將火車(chē)車(chē)廂分為2個(gè)區：1區是PC所在位置，即主人的座位，人未離開(kāi)時(shí)，1區是安全的；2區是車(chē)廂內除去1區的其余位置。當主人因事進(jìn)入2區時(shí)，1區將成為盲區， PC也將變得不安全。方案實(shí)施步驟如框圖1所示。

　　實(shí)施步驟：

　?。?）小偷B企圖移動(dòng)電腦；

　?。?）電腦的移動(dòng)導致固定在上面的節點(diǎn)1移動(dòng)；

　?。?）節點(diǎn)1上的加速度傳感器獲取速度信息，節點(diǎn)1上的RF芯片將速度信息發(fā)送出去；

　?。?）節點(diǎn)2接收到信息，通過(guò)預定程序判斷速度PC是否屬于異常移動(dòng)，若是則觸發(fā)蜂鳴器進(jìn)行報警，反之則不響應；

　?。?）主人A聽(tīng)到報警后迅速回到座位，避免PC丟失。

　　1.2防盜器原理

　　嚴格地講，系統只有2個(gè)節點(diǎn)：節點(diǎn)1 （固定）是一個(gè)帶有加速度傳感器的無(wú)線(xiàn)傳感模塊，用于采集、處理速度信息，然后射頻芯片將信息發(fā)送出去；節點(diǎn)2 （移動(dòng)）是一個(gè)帶有蜂鳴器的無(wú)線(xiàn)傳感模塊，用于判斷節點(diǎn)1發(fā)送的速度信息是否超過(guò)既定閾值，以決定是否觸發(fā)蜂鳴器進(jìn)行報警。

　　理想情況下火車(chē)在勻速行駛時(shí)加速度為零，但在轉彎、換軌等情況下將會(huì )有一定的三維加速度。設火車(chē)前進(jìn)方向為x軸、前進(jìn)方向的左側為y軸、上側為z軸?？紤]到車(chē)體較長(cháng)，鐵軌較平等特點(diǎn)，且根據經(jīng)驗知，在正常轉彎、換軌等情況下，車(chē)體主要為左右晃動(dòng)和前后加速，上下震動(dòng)很少。若設x軸加速度為a x , y軸加速度為a y ,z軸加速度為a z ,則ax , ay均大于零，而az接近于零。當PC相對于火車(chē)靜止時(shí)，小偷若想移動(dòng)它勢必會(huì )在3軸上都引起加速度，這樣車(chē)體晃動(dòng)引起的加速度會(huì )和人為移動(dòng)引起的加速度疊加，從而干擾判斷給系統造成額外的計算負擔。據此可以選用az作為判斷筆記本是否移動(dòng)的判決對象，因為一般情況下可以認為az即為人為移動(dòng)引起的加速度。

　　雖然車(chē)體震動(dòng)引起的az可以近似為零，但在一些特殊情況下可能不為零。為了降低誤報率，系統設定一定的緩沖值，使得防盜器能包容一些車(chē)體震動(dòng)。但是為了能識別人為移動(dòng)，這個(gè)緩沖值又不能超過(guò)人為移動(dòng)引起的加速度，即為系統的判決閾值。

　　現在通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗獲取數據來(lái)計算人為移動(dòng)引起的az :隨意從桌上拿起筆記本，重復10次，記錄短距離10 cm）所用時(shí)間。得到10組數據如表1所示。