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第八屆盛群盃HOLTEK MCU創意大賽複賽報告 機車鑰匙拔取提醒裝置
 

【作者: 顏錦柱教授,簡品晟,曾譽升,黃柏淵】2014年08月05日 星期二

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摘要

本作品中,我们建构一个不同于传统的机车防盗装置,利用蓝芽短距离传输、装置认证与授权的特性并结合目前最流行之智慧型手机软体,整合设计出新型机车钥匙拔取提醒装置,利用安装在机车上的主机发射蓝芽讯号,侦测钥匙圈上的接收端以及智慧型手机,当机车驾驶人停车,人离开但却忘记拔取钥匙时,可透过机车上之语音提醒系统及随身携带的手机,即时提醒驾驶人,达到不让机车钥匙遗留在机车上造成机车被窃的遗憾。此设计概念亦可延伸应用于防止贵重物品离使用者太远、亦可防止小孩在父母忙碌的情况下乱跑走失。此构想亦已提出专利申请并已获通过M463697 。


1. 前言

1.1 创作动机

台湾近几年工业技术发达,人口密度在各大都会区都相当密集,台湾也是亚洲机车数量最密集的一个国家,根据交通部公路总局统计资料显示2011年5月全台汽机车数量为14,962,808辆。


在台湾平均每1.5个人就有一辆机车,但是机车失窃率相对非常高,根据苹果日报2012/05/14报导,光新北市近三年总计一万两千六百多辆机车失窃,平均每天遭窃十一点五辆,北市警局刑事警察大队长黄明昭出面回应:「机车失窃原因包括钥匙忘记拔或停在较暗、监控性不好的路段!」


日前连网路名人蔡阿嘎几天前,骑车上班,忘记拔钥匙,幸好附近巡逻的员警,拔下钥匙「代为保管」,还在机车上贴贴纸「失物招领」。蔡阿嘎下班后看到机车上的贴纸,才发现钥匙不在身上,在脸书上PO文,大大称赞员警服务又好又贴心,北市仁爱所表示,附近公家机关多,很多上班族都会一时忘记,每个月至少捡到上百把钥匙。


1.2创新贡献与创作目的

由上述可知,机车驾驶人停车而忘记拔取錀匙,是造成机车失窃的重要原因之一,不但造成驾驶人本身的麻烦,也增加警力的负担。因此为有效解决此问题,本作品由盛群HT66F50单晶片结合蓝芽与手机连线,检测机车钥匙是否有遗留在车上,若是有遗留在车上,机车将会发出铃声提醒使用者,这样的装置可以在这个机车密集度最高的国家有效降低机车失窃率。本作品的创新功能为:


˙钥匙追踪--利用蓝芽晶片link脚位的讯号来判断机车钥匙是否遗留在车上


˙机车防盗--感应三轴加速度感测器的水平值是否出现变化,若变化太多则表示机车钥被窃盗,立即发送简讯给车主


˙紧急通知--GSM晶片在收到三轴感应器的讯号时会发送简讯通知车主


˙蓝芽连线--利用蓝芽在高速传送资料的情况下会因距离过远错误率太高而中断连线的方式来判断使用者及钥匙其中一方是否在车子附近


˙语音播放--语音IC在接收到车子移动的讯号时会拨放出警告的语音来吓阻不法人士,另外;在侦测到车主将钥匙遗留在车上时语音IC也会拨出语音来提醒使用者


2. 工作原理

2.1工作原理

机车钥匙拔取提醒装置系一个利用蓝芽装置结合感测器应用的防盗系统,首先蓝芽技术不但传输量大,每秒钟可达1MB,同时可以设定加密保护,每分钟变换频率一千六百次,因而很难截收,也不受电磁波干扰。因此我们利用此特性来完成新型机车防盗装置,当安装在机车上的蓝芽发射器配对到钥匙及手机时表示使用者与钥匙都在机车附近,此时机车上的防盗装置不会发出铃声。但当蓝芽发射器配对到钥匙却无法配对到手机时,代表钥匙在机车上但是使用者并不在附近,这意味着使用者停车后离开,忘记将钥匙拔下,这时手机的蓝芽因无法与发射器连结,因此机车上的防盗装置启动铃声提醒使用者遗忘了钥匙,而震动感应器只在使用者都不在附近时被碰撞到才会启动。


而机车若真的发生不幸遭到窃取,我们可以利用机车端上的主机透过GPS来发送座标给使用者知道机车目前的所在为置。


本作品机车钥匙拔取提醒装置可以处理两种状况,分别是:状况一"机车驾驶人钥匙忘记拔";状况二"机车遭窃、搬移、倾倒",上述两种状况之流程图;



图一 : 状况一之处理流程
图一 : 状况一之处理流程

图二 : 状况二之处理流程
图二 : 状况二之处理流程

图三 : 仿真本装置应用于实际机车上
图三 : 仿真本装置应用于实际机车上

2.2研究成果及专利

本作品是由我们团队共同制作,使其完成机车钥匙拔取提醒装置,应用于降低机车的失窃率,为完成此作品,我们也提出相关之专利布局及申请说明如下。


2.3相关专利申请

名称:机车钥匙拔取提醒装置


专利证书字号:M463697


国际分类号: B62J-003/00(2006.01)


申请专利范围:


1. ㄧ种机车钥匙拔取提醒装置,包括有:


一传送模组,设置于一机车,该机车配有一用以开锁操作之钥匙;一第一接收模组,设于该钥匙上,接收该传送模组发射之侦测讯号,于接收该侦测讯号后,该第一接收模组发出一第一确认讯号;一第二接收模组,设于一手持电子装置,接收该传送模组发射之侦测讯号,于接收该侦测讯号后,该第二接收发出一第二确认讯号;该传送模组分别接收并确认该第一确认讯号与该第二确认讯号之接收与否;以及一声音警示模组,系电性连接该传送模组,于该传送模组无法接收该第二确认讯号及同时接收该第一确认讯号时,作动该声音警示模组,以提醒使用者拔取钥匙。


2. 依据申请专利范围第1项所述之机车钥匙拔取提醒装置,其中该机车进一步设有分别与该传送模组以及该声音警示模组电性连接之震动感应器,于该传送模组无法同时接收该第一确认讯号与该第二确认讯号时,启动该震动感应器,于该震动感应器感应到震动,作动该声音警示模组响铃。


3. 依据申请专利范围第1项所述之机车钥匙拔取提醒装置,其中该传送模组系一蓝芽传送器,以无线传输方式与该第一接收模组与该第二接收模组耦接。


4. 依据申请专利范围第3项所述之机车钥匙拔取提醒装置,其中该第一接收模组与该第二接收模组系一蓝芽接收器。


5. 依据申请专利范围第1项所述之机车钥匙拔取提醒装置,其中该手持电子装置系PDA手机或智慧型手机。


6. 依据申请专利范围第1项所述之机车钥匙拔取提醒装置,其中该声音警示模组可为一蜂鸣器、喇叭或语音器。


3. 作品结构

1.1硬体部分

以往机车防盗都是以超音波或者是低频天线来判断机车是否被人移动及插入钥匙孔的钥匙是否为车主本人,若是感应到非对应该车的钥匙及异物插入该车要钥匙孔或者车子被移动时,安装在机车内部的蜂鸣器将会大声的叫响以吓阻窃盗者的不法行为。


但是,往往这种防盗器只能避免机车遭"需侵入性"的窃盗手法才能发挥作用,而实际上许多人机车遭到窃取的原因是因为"机车钥匙忘记拔起"而遭到有心人是不费吹灰之力就将贵重的机车窃走,等想起钥匙遗留在机车上时窃贼早已骑着您的爱车逃之夭夭。


本新型机车防盗器基本架构图如下图六所示;



图四 : 系统架构图
图四 : 系统架构图

1.2软体部分

根据本作品"机车钥匙拔取提醒装置"所需的功能来进一步设计盛群晶片来实现控制蓝芽接收端收取资料的中断时间,使其判断更精确。



图五 : 机车钥匙拔取提醒装置流程图
图五 : 机车钥匙拔取提醒装置流程图

动作说明如下:首先透过盛群晶片HT66F50来判断由盛群UART SPI转换IC HT45B0F所传来的值之正确性来做判断,若是因为蓝芽因距离太远造成断线,传送的数值停止传送,此时中断就会启动,盛群晶片会依据内部程式运作,判断车子是否被偷窃,若被偷窃这时将会启动语音模组来做吓阻,同时GSM也会发出一组由GPS的定位资料到使用者手机。若判断出来的结果只是单纯的钥匙忘了取下,这时语音模组会发出声音提醒使用者。


图六 : 机车钥匙拔取提醒装置方块图
图六 : 机车钥匙拔取提醒装置方块图

4. 测试方法


图七 : 模块链接意示图
图七 : 模块链接意示图

4.1测试配置

测试需要一个传输模组及两组接收模组,传输模组设置在机车上,其中第一组接收模组设置于钥匙上,而第二组接收模组则为具蓝芽功能之PDA手机或智慧型手机,接收模组在收到传输模组的侦测讯号后,会个别发出确认讯号传回传输模组,另外,机车上还设有声音警示模组及震动感应器。


4.2测试说明

4.2.1钥匙拔取提醒

把传输模组作为一个蓝芽传输器,而接收模组作为蓝芽接收器,传输模组以无线传输方式与接收模组连接,当传输模组收到第一组的确认讯号(钥匙),却没有收到第二组确认讯号(手机)时,表示使用者忘记拔取钥匙,这时候便会启用声音警示模组,提醒使用者要拔取钥匙。


4.2.2防盗警示

震动感应器分别与传输模组及声音警示模组连接,当传输模组未接收到第一(钥匙)及第二组(手机)的确认讯号时,便会启动震动感应器,而震动感应器感应到震动时,就会启动声音警示模组做为警示。


4.3测试结果

藉由本创意将蓝芽无线传输装置与声音警示模组结合于机车、机车钥匙与智慧型手机达成提醒使用者拔取钥匙及警告窃盗者之目的,可以有效降低机车失窃之风险。


5. 其他延伸应用

此设计概念亦可延伸应用于防止贵重物品离使用者太远、亦可防止小孩在父母忙碌的情况下乱跑走失。


图八 : 贵重物品不忘记示意图
图八 : 贵重物品不忘记示意图

动作说明如下:设置第一组蓝芽传输模组于贵重物品,而第二组则为具有蓝芽功能之PDA手机或智慧型手机,当距离贵重物品太远而导致蓝芽断线时,便会发出警示音提醒使用者距离贵重物品太远了。


以相同道理在小孩身上设置蓝芽传输模组并连线具有蓝芽功能之PDA手机或智慧型手机,当距离太远时,发出警示音提醒使用者小孩已远离一段距离了。


6. 作品示意图


图九 : 作品实体图
图九 : 作品实体图

图十 : HT66F50芯片
图十 : HT66F50芯片

图十一 : UART-SPI HT45B0F芯片
图十一 : UART-SPI HT45B0F芯片
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