描述

用今年的技術解決了一個世紀之久的問題——機器學習與自行車竊賊。

多年來，自行車車主不得不忍受自行車被盜的恐懼。這個問題的唯一解決方案是無聊的舊自行車鏈條，雖然有效，但屬于上個世紀的東西。

我們向您介紹：TapLock。一把鎖，可以安裝在你鋼鐵野獸的任何地方，保護它免受可能的小偷 - 21 世紀的風格。

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邊緣脈沖的機器學習

我們用來實現 ML 的平臺是 Edge Impulse。它允許非常用戶友好的交互，并允許您自定義 ML 鏈中的許多參數和塊類型。

對于輕敲檢測，我們使用了可在 Arduino Nano 33 BLE 感應器上找到的加速度計。默認情況下，Edge 脈沖記錄三個單獨的軸 5000 毫秒，并將其顯示為基于時間的軸向加速度圖。

對我們最有效的是通過對所有三個軸上的加速度進行平均來預處理板上的加速度計輸出——由它們引起的敲擊和振動并沒有真正的方向。然后，我們將兩個峰值之間的時間作為抽頭之??間的時間，并將其輸出為五個抽頭序列的四個數字（第一個和第二個峰值之間的時間，以毫秒為單位，第二個和第三個，...）。

.json 示例中的時間值示例。

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然后將該數據作為 .json 文件導入 Edge 脈沖，窗口大小為 1 ms 和 4 個軸（4 個峰到峰時間）。我們使用了原始數據處理模塊和 Keras 神經網絡學習模塊。我們稍微改變了神經網絡參數，使用了 500 個訓練周期，學習率為 0.005，最小置信度為 0.60。通過這些設置，我們能夠獲得 96.4% 的準確率。

神經網絡訓練的結果。

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不同的敲擊序列（具有等效的莫爾斯電碼）使用如下：

藍牙連接

lock-app藍牙連接的工作流程如下：

1. Arduino在藍牙上公開宣傳自己，應用程序檢查本地名稱是否正確。如果它找到一個設備，它是最后一個連接的設備，它會選擇它作為優先級。

2. 應用程序檢查其本地保存的文件，該文件包含有關上次鎖定/解鎖狀態和地圖圖釘的信息。

3. 應用程序讀取當前 Arduino 狀態（鎖定/解鎖）并更新其文件。

4. 當我們想改變鎖狀態時，應用程序等待來自鎖的確認消息，然后應用程序中的狀態才會改變。

原生應用

應用程序是用編程語言 React Native 開發的。它由三個屏幕組成。第一個允許用戶連接 arduino 并鎖定/解鎖設備。設備在不同的視圖中表示為可滾動列表。用戶還可以通過長按設備名稱來查看設備的更多詳細信息，例如電池電量和與設備的距離。

第二個屏幕用于地圖。當用戶鎖定設備時，會在此屏幕上創建一個標記。我們還可以手動創建標記并通過按下標記來存儲位置。最后一個屏幕保留用于應用設置（注冊、登錄）。我們可以通過點擊應用程序底部的導航器在屏幕之間導航。

3D打印自行車支架

我們設計了一個簡單的 3D 打印支架，可以安全地容納您的 Arduino Nano，并允許您將其安裝在自行車上的幾乎任何位置。您只需要一臺 3D 打印機和一些橡皮筋。安裝點的設計方式使得可以使用單個橡皮筋，但如果您想要額外的安全性，您可以將它們加倍。

一個簡單而有效的案例。

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微控制器可以安裝在自行車車架上的任何位置，并且應該能夠讀取您在車架上輕敲的任何信號。

注意：在項目的當前階段，為 Arduino Nano 供電的解決方案是連接到您的自行車的移動電源，通過 USB 電纜連接

這三個部件都安裝在自行車上。

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. 我們建議使用橡皮筋和/或鴨帶將其固定在自行車上。

這一切是如何結合在一起的

整個包的工作方式如下：

1.您連接到您的鎖。

2. 您鎖定您的鎖，這也會在您當前的位置上放置一個標記。

3.“鎖定狀態”LED 亮起（一個功能，以后可以擴展，例如將執行器連接到一些引腳以接合鎖）

4.然后您可以通過應用程序或正確的點擊順序解鎖它。

5. “解鎖狀態”LED 亮起。

正如您現在可能已經猜到的那樣，目前，鎖沒有任何鎖 :) 我們做了基礎工作，因此添加您自己的鎖定機制相當簡單。您唯一需要更改的是輸出“鎖定”狀態的引腳并將其連接到您的機制。

該項目的 ML 部分運行得非常好，并且水龍頭通過自行車車架傳輸，因此可以在距離 Arduino 幾厘米的地方進行水龍頭。實驗 ：）

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