CN101628567A

CN101628567A - 一种汽车智能报警系统

Info

Publication number: CN101628567A
Application number: CN 200910012383
Authority: CN
Inventors: 姚世选; 李宝良; 苑宇; 李夏
Original assignee: Dalian Jiaotong University
Current assignee: Dalian Jiaotong University
Priority date: 2009-07-04
Filing date: 2009-07-04
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2029-07-04
Also published as: CN101628567B

Abstract

本发明涉及一种汽车智能报警系统，针对传统报警产品的智能性、安全性、方便性不高及价格昂贵的不足，提供了一种功能更加齐全，更加人性化且使用成本低廉的汽车报警系统。该系统由电源电路、主控制中心、辅助控制中心、信号探测电路、GSM通讯模块、键盘电路、扬声器电路、电压调整电路组成。信号探测电路能采集X轴、Y轴、Z轴三个轴向的振动信号，主控制中心通过对信号进行分析和处理，判断车体的状况和危险等级，并控制GSM通讯模块向用户发送报警短信并打电话，其安全性显著提高。采用本汽车报警系统的报警产品无需特别安装，也不需设定监控中心和服务机构，节省了使用成本，适合广大普通用户使用。

Description

一种汽车智能报警系统

技术领域

本发明涉及一种汽车报警系统，特别是一种采用GSM技术的汽车报警系统。

背景技术

汽车报警产品根据技术和针对对象的不同，已经历了几个阶段的发展。第一阶段的产品主要是机械锁，属于最原始的防盗产品；第二阶段是电子防盗锁，其密码采用红外线输送，容易被截码或破解密码；第三阶段是智能化的防盗产品，如数码防盗锁、指纹防盗锁等，它比以前的产品有了较大进步，但由于防盗的主动性不够强，车主对车辆的状态不能及时了解；第四阶段是采用GPS卫星定位技术和GSM技术，为车主提供全方位的主动式服务。由于GPS是一个网络系统，需要监控中心的服务人员为车主提供24小时不间断的全天候服务，所以安装、服务费用也较高，普通家庭少有应用。

发明内容

针对上述汽车报警产品的不足，本发明的目的是提供一种汽车智能报警系统，使其智能性、安全性和方便性更高，同时降低使用成本。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种汽车智能报警系统，由键盘电路1、辅助控制中心2、主控制中心4、三轴加速度信号探测电路5、GSM通讯模块6、电压调整电路7及电源电路8组成；主控制中心4与辅助控制中心2、三轴加速度信号探测电路5和GSM通讯模块6相连接，辅助控制中心2又与键盘电路1相连接，电压调整电路7的输入端与电源电路8相连接，输出端与各电路及模块及主控制中心4和辅助控制中心2相连接，主控制中心4内设有主控制程序，辅助控制中心2内设有辅助控制程序。

所述的主控制中心4的控制器为MC9S12单片机；辅助控制中心2的控制器为SPCE061A单片机；三轴加速度信号探测电路5的核心器件为三轴加速度传感器。

所述的辅助控制中心2存储用户设置的个人信息，包括手机号码、个人密码、报警短信的格式及自定义的报警等级，所述的辅助控制程序对输入的手机号码进行优先级排序并保存在辅助控制中心2内。

所述的一种汽车智能报警系统还包括为用户提供语音菜单提示的扬声器电路3，其与辅助控制中心2相连接。

一种汽车智能报警系统的工作方法为：三轴加速度信号探测电路5采集车体的振动信号并传给所述的主控制中心4，主控制中心4按以下步骤对振动信号进行分析和处理：

第一步：接收三轴加速度信号探测电路5输入的振动信号；

第二步：使辅助控制中心2和GSM通讯模块6上电；

第三步：对振动信号进行数字滤波；

第四步：对振动信号进行各轴方向分析，确定车体的受力方向；

第五步：分析信号幅值；

第六步：分析信号频率；

第七步：判断危险等级，推断异常状况类型；

第八步：取辅助控制中心2存储的个人信息；

第九步：查看危险等级是否在自定义的报警等级内，若是则进行下一步，若不是则结束活动；

第十步：GSM通讯模块6给优先级最高的手机号码发送报警短信并打电话，若用户拒接或接听，GSM通讯模块6会接收到确认信号并结束报警，若GSM通讯模块6没有接收到确认信号，则给优先级第二的手机号码发送报警短信并打电话，若所有的手机号码都拨打一遍仍没有接收到确认信号，则重新给优先级最高的手机号码发送报警短信并打电话，依此循环，直至GSM通讯模块6接收到确认信号为止。

所述的危险等级和自定义的报警等级均分为6级，1级的危险程度最高，6级的危险程度最低，自定义的报警等级代表只有在危险等级不低于自定义的报警等级时系统才进行报警。

所述的报警短信的格式包括危险等级、异常状况类型、总受力方向、三轴振动信号的方向和最高幅值、信号频率和持续时间，用户自行设置报警短信的格式。

所述的异常状况类型包括撞击、车体慢滑动和爆胎。

所述的个人信息可通过发送手机短信的方式进行修改，由GSM通讯模块6接收用户发送的修改信息，主控制中心4读取所述的修改信息并传给辅助控制中心2，辅助控制中心2对所述的修改信息进行处理。

本发明的有益效果是：系统通过GSM通讯模块向用户提供包括危险等级、异常状况类型、持续时间等详细的车体信息，提高了相应报警产品的智能性和安全性；用户可根据车体信息及时采取适当措施，还可通过手机短信更改个人信息，与传统的汽车报警系统相比，应用起来更加方便，更加人性化；相应报警产品无需特别安装，也不需设定监控中心和服务机构，节省了使用成本，适合广大普通用户使用。

附图说明

以下通过附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明的系统结构框图；

图2是主控制中心4的电路图；

图3是辅助控制中心2的电路图；

图4是键盘电路1的电路图；

图5是扬声器电路3的电路图；

图6是三轴加速度信号探测电路5的电路图；

图7是电压调整电路7的电路图；

图8是主控制程序流程图；

图9是主控制程序定义的参考方向示意图；

图10是主控制程序判断异常状况危险等级方法的示意图；

图11是通过发送手机短信修改个人信息的流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种汽车智能报警系统，由键盘电路1、辅助控制中心2、主控制中心4、三轴加速度信号探测电路5、GSM通讯模块6、电压调整电路7及电源电路8组成；主控制中心4与辅助控制中心2、三轴加速度信号探测电路5和GSM通讯模块6相连接，辅助控制中心2又与键盘电路1相连接，电压调整电路7的输入端与电源电路8相连接，输出端与各电路及模块及主控制中心4和辅助控制中心2相连接。该系统还可设有扬声器电路3，其与辅助控制中心2相连接。主控制中心4内设有主控制程序，辅助控制中心2内设有辅助控制程序。其中，主控制中心4的控制器可采用MC9S12单片机；辅助控制中心2的控制器可采用SPCE061A单片机；三轴加速度信号探测电路5的核心器件为三轴加速度传感器，它采集车体在X、Y、Z三个轴向上的振动信号。

如图3所示的辅助控制中心2的I/O口IOA0～IOA7与图4所示的键盘电路1的IOA0～IOA7相连接，用于接收用户通过键盘电路1输入的个人信息，个人信息包括手机号码、密码、报警短信的格式及自定义的报警等级，辅助控制程序根据手机号码的输入顺序对其进行优先级排序，越先输入的优先级越高。报警短信的格式包括危险等级、异常状况类型、总受力方向、三轴振动信号的方向和最高幅值、信号频率和持续时间，用户自行设置报警短信的格式。自定义的报警等级共有6级，1级的危险程度最高，6级的危险程度最低，当车体发生异常状况时，主控制程序和辅助控制程序判断出异常状况的危险等级，当危险等级不低于自定义的报警等级时，该报警系统才进行报警。辅助控制中心2的I/O口IOB0～IOB7与图2所示的主控制中心4的I/O口PA0～PA7相连接，用于两者之间进行个人信息的交互。辅助控制中心2的数模转换模块的数字输出通道DAC1与图5所示的扬声器电路3相连接，扬声器电路3输出语音提示信号，在用户设置个人信息时为用户提供操作提示。主控制中心4通过图7所示的电压调整电路7内的开关三极管与辅助控制中心2和GSM通讯模块6的电源端相连接，用于对二者实行上电控制。主控制中心4的增强型定时捕捉模块ECT模块的PT0通道与辅助控制中心2的I/O口IOB8相连接，用于对辅助控制中心2进行启动控制。图6所示的三轴加速度信号探测电路5的信号输出端Xout、Yout、Zout与主控制中心4的A/D转换模块的模拟量输入通道AN00、AN01、AN02相连接，用于向主控制中心4传送汽车状态变化所产生的振动信号。主控制中心4通过串行口与GSM通讯模块6相连接，控制GSM通讯模块6收发报警短信并打电话。电源电路8为系统各部分提供稳压直流电源，总电源采用7.2V的电池供电，电压调整电路7中用一片电压调整芯片将电池的7.2V电压转换为5V电压，用以给主控制中心4供电，再用一片电压调整芯片将转换所得的5V电压转换为3.3V电压，用以给键盘电路1、辅助控制中心2、扬声器电路3和三轴加速度信号探测电路5供电，GSM通讯模块6直接采用7.2V电压供电。

实施例2

实施例1所述的智能报警系统的工作方法是：三轴加速度信号探测电路5采集车体的振动信号，如图8所示，主控制中心4的主控制程序按以下步骤对振动信号进行分析和处理：

第一步：接收三轴加速度信号探测电路5输入的振动信号。

第二步：通过给电压调整电路7内的开关三极管的基极施加高电平来使辅助控制中心2和GSM通讯模块6上电。

第三步：对振动信号进行数字滤波，消除附加在信号中的各种干扰。

第四步：对振动信号进行各轴方向分析，确定车体的受力方向。主控制程序定义了26个方向，图9给出了19个方向的示意图，第20至26个方向的定义与19同理。主控制程序根据振动信号的特征选取其中的一个方向作为车体受力方向，例如：当振动信号在X、Y、Z轴的初始幅值均为正值时，则确定车体受力方向是与X、Y、Z轴正方向均成45°角的方向，即图中的方向19，当振动信号在X、Y轴的初始幅值为正值，在Z轴轴向上的幅值为零时，则确定车体受力方向是在X、Y轴确定的平面上且与X、Y轴正向均成45°角的方向，即图中的方向7，同理确定其他情况下车体的受力方向。

第五步：分析信号幅值。

第六步：分析信号频率。

第七步：判断危险等级，推断异常状况类型。其危险等级的判断方法是：如图10所示，以X轴为例，首先按图中所示方法划定矩形，并求矩形面积的平均值，图10中的静态电压初值由三轴加速度信号探测电路5自动生成。对Y、Z轴同理，将三个平均值的最大值与危险等级定量划分标准相比较，由此确定车体发生的异常状况的危险等级。推断异常状况类型的方法为：若X、Y、Z轴任意轴向的振动信号的振幅均较小甚至为零，振动信号的频率较低，且持续时间较长，则判断异常状况为车体慢滑动；若X、Y、Z轴任意轴向的振动信号的振幅较大，振动信号的频率较低，且持续时间较短，则判断异常状况为车体爆胎；其他情况均判断为车体被撞击。且撞击又分为四种，当X、Y、Z轴任意轴向的振动信号的最大频率在5Hz-300Hz范围内时，则判断异常状况为汽车、人体等相对柔软的物体造成的低频撞击；在300Hz-400Hz范围内时，则判断异常状况为汽车、人体等相对柔软的物体造成的高频撞击；在400Hz-500Hz范围内时，则判断异常状况为石块、利器等坚硬物体造成的低频撞击；在500Hz-1kHz范围内时，则判断异常状况为石块、利器等坚硬物体造成的高频撞击。

第八步：取辅助控制中心2内的个人信息，包括个人的手机号码及自定义的报警等级和报警短信的格式；

第九步：查看危险等级是否在自定义的报警等级范围内，若是则进行下一步，若不是则结束活动；

用户可以通过发送手机短信的方式更改个人信息，如图11所示，本系统实现此功能的工作流程是：

第一步：GSM通讯模块6上电并接收用户发送的修改信息；

第二步：主控制中心4查看GSM通讯模块6内是否有信息，若没有信息则使GSM通讯模块6进入上电待命状态，并查看5分钟内GSM通讯模块6内是否有信息，若没有则使GSM通讯模块6断电，并查看辅助控制中心2是否处于上电状态，若不是则使GSM通讯模块6保持断电状态5分钟，若是则使辅助控制中心2断电并使GSM通讯模块6保持断电状态5分钟；若查到GSM通讯模块6内有信息或5分钟内有信息，则进行下一步；

第三步：主控制中心4查看信息是否是设置信息，若不是设置信息则删除该信息，若是设置信息则验证密码是否正确，若不正确则删除该信息，若正确则按格式读取该信息并进行下一步；

第四步：主控制中心4使辅助控制中心2上电，将设置信息发给辅助控制中心2；

第五步：辅助控制中心2处理设置信息；

第六步：主控制中心4删除GSM通讯模块6内的设置信息。

其中，“设置信息”是指符合固定格式的信息，GSM通讯模块6有可能会收到错发的短信或垃圾短信，其接收到的信息必须符合系统设置的固定格式才能被识别为设置信息。

出于省电考虑，在无异常情况或用户不进行个人设置时，辅助控制中心2处于断电状态，系统处于正常工作状态。当有异常情况发生或GSM通讯模块6收到用户发来的修改个人信息的短信时，主控制中心4会立即给辅助控制中心2上电，活动结束后，辅助控制中心2会再次断电。

同理，GSM通讯模块6被设置为：当系统处于上电状态时，如果有异常情况发生或GSM通讯模块6收到了新信息，GSM通讯模块6会立即进行相应操作，如果在5分钟之内无任何异常情况发生，也没有收到任何新信息，GSM通讯模块6会自动断电5分钟后再自动上电，依此循环。如有异常情况发生时，GSM通讯模块6正处于断电状态，则主控制中心4立即使其上电。

Claims

1、一种汽车智能报警系统，其特征是：它由键盘电路(1)、辅助控制中心(2)、主控制中心(4)、三轴加速度信号探测电路(5)、GSM通讯模块(6)、电压调整电路(7)及电源电路(8)组成；主控制中心(4)与辅助控制中心(2)、三轴加速度信号探测电路(5)和GSM通讯模块(6)相连接，辅助控制中心(2)又与键盘电路(1)相连接，电压调整电路(7)的输入端与电源电路(8)相连接，输出端与各电路及模块及主控制中心(4)和辅助控制中心(2)相连接，主控制中心(4)内设有主控制程序，辅助控制中心(2)内设有辅助控制程序。

2、根据权利要求1所述的一种汽车智能报警系统，其特征是：所述的主控制中心(4)的控制器为MC9S12单片机；辅助控制中心(2)的控制器为SPCE061A单片机；三轴加速度信号探测电路(5)的核心器件为三轴加速度传感器。

3、根据权利要求1所述的一种汽车智能报警系统，其特征是：所述的辅助控制中心(2)存储用户设置的个人信息，包括手机号码、个人密码、报警短信的格式及自定义的报警等级，所述的辅助控制程序对输入的手机号码进行优先级排序并保存在辅助控制中心(2)内。

4、根据权利要求1所述的一种汽车智能报警系统，其特征是：它还包括为用户提供语音菜单提示的扬声器电路(3)，其与辅助控制中心(2)相连接。

5、一种汽车智能报警系统的工作方法，其特征是：三轴加速度信号探测电路(5)采集车体的振动信号并传给所述的主控制中心(4)，主控制中心(4)按以下步骤对振动信号进行分析和处理：

第一步：接收三轴加速度信号探测电路(5)输入的振动信号；

第二步：使辅助控制中心(2)和GSM通讯模块(6)上电；

第三步：对振动信号进行数字滤波；

第五步：分析信号幅值；

第六步：分析信号频率；

第七步：判断危险等级，推断异常状况类型；

第八步：取辅助控制中心(2)存储的个人信息；

第十步：GSM通讯模块(6)给优先级最高的手机号码发送报警短信并打电话，若用户拒接或接听，GSM通讯模块(6)会接收到确认信号并结束报警，若GSM通讯模块(6)没有接收到确认信号，则给优先级第二的手机号码发送报警短信并打电话，若所有的手机号码都拨打一遍仍没有接收到确认信号，则重新给优先级最高的手机号码发送报警短信并打电话，依此循环，直至GSM通讯模块(6)接收到确认信号为止。

6、根据权利要求5所述的一种汽车智能报警系统的工作方法，其特征是：所述的危险等级和自定义的报警等级均分为6级，1级的危险程度最高，6级的危险程度最低，自定义的报警等级代表只有在危险等级不低于自定义的报警等级时系统才进行报警。

7、根据权利要求5所述的一种汽车智能报警系统的工作方法，其特征是：所述的报警短信的格式包括危险等级、异常状况类型、总受力方向、三轴振动信号的方向和最高幅值、信号频率和持续时间，用户自行设置报警短信的格式。

8、根据权利要求5或7所述的一种汽车智能报警系统的工作方法，其特征是：所述的异常状况类型包括撞击、车体慢滑动和爆胎。

9、根据权利要求5所述的一种汽车智能报警系统的工作方法，其特征是：所述的个人信息可通过发送手机短信的方式进行修改，由GSM通讯模块(6)接收用户发送的修改信息，主控制中心(4)读取所述的修改信息并传给辅助控制中心(2)，辅助控制中心(2)对所述的修改信息进行处理。