CN102390351B

CN102390351B - 多传感器融合的综合汽车防盗系统

Info

Publication number: CN102390351B
Application number: CN2011103103519A
Authority: CN
Inventors: 金仁成; 刘光; 徐浩
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: CN102390351A

Abstract

本发明涉及一种多传感器融合的综合汽车防盗系统，包括多传感器融合模块、中央处理模块、无线通讯模块、GPS定位模块和报警装置，多传感器融合模块与中央处理模块相连，中央处理模块和报警装置、GPS定位模块相连，并通过无线通讯模块与车主手机进行交互。本发明安装多传感器融合模块，包括微波多普勒传感器、加速度传感器、热释电红外传感器和霍尔开关器件，多方位监测汽车信息，应对多种盗窃手段，提高系统的安全性与可靠性，并且降低误报率。报警装置包含防暴喷雾装置，车主可远程控制，现场制服盗贼。无线通讯模块支持视频传输、图片传输和短信监控。同时，防盗系统还具有GPS定位模块，利于车辆的位置查找。

Description

多传感器融合的综合汽车防盗系统

技术领域

本发明涉及一种汽车防盗系统，尤其涉及一种多传感器融合的综合汽车防盗系统。

背景技术

随着网络技术的发展，基于远程监控的汽车防盗系统迅速走向成熟。然而，市场上的汽车防盗系统普遍存在各种问题，比较突出的有：1.传感器单一，难以应对各种盗窃手段，并且误报率高，给用户造成不必要的麻烦；2.以往的汽车防盗系统缺乏现场制服盗贼的有效手段，当警察或车主赶到现场时，盗贼往往已经逃窜；3.基于远程视频监控的汽车防盗系统依赖于3G网络覆盖，在没有3G网络的地区，系统难以正常工作。

发明内容

本发明主要解决原有汽车防盗系统检测手段单一，误报率高并且缺乏有效的制服盗贼的有效手段的技术问题；提供一种基于多传感器融合的检测手段，针对整车搬运、侵入盗车等盗窃方法有明显作用。同时，本发明的能够提供有效的制服手段，使盗贼在现场丧失抵抗能力。

同时，本发明克服了原有汽车防盗系统对单一网络的依赖性强的缺点，支持GSM、GPRS和3G三种网络，使系统更加稳定可靠。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明包括多传感器融合模块、中央处理模块、无线通讯模块、GPS定位模块和报警装置，中央处理模块分别与传感器融合模块、无线通讯模块、报警装置、GPS定位模块相连，并通过无线通讯模块与车主手机进行交互。GPS定位模块通过无线通信模块把车辆位置信息发到车主手机；无线通信模块实现视频传输、语音传输、短信通知和装置控制。

当汽车防盗系统开启时，多传感器融合模块根据监测结果，判断是否有人员入侵或整车搬运的情况发生。如果有情况发生，中央处理模块启动无线通讯模块与车主手机实现交互。无线通讯模块可以实现短信监控、图片传输和视频传输，分别对应GSM、GPRS和3G三种网络。由于GSM网络覆盖率最高，系统优先选择短信方式通知车主。车主收到短信后，可选择图片传输或视频传输方式了解汽车状况。通过汽车防盗系统的GPS模块，跟踪汽车位置，车主根据相应信息，判断是否有偷盗事件发生，如果车主发出控制指令或者系统等待超时，车内报警装置将会启动，包括防暴喷雾、动力锁死和声光报警。

作为优选，多传感器融合模块包括微波多普勒传感器、加速度传感器、红外热释电传感器和霍尔开关器件。微波多普勒传感器用于监测是否有移动物体接近汽车；加速度传感器用于监测汽车振动与倾角；霍尔开关器件安装于四个车门，与红外热释电传感器相结合，用于监测是否有人员入侵情况。

所述多传感器融合模块将微波多普勒传感器作为第一级监测器件，同时作为其他传感器的触发器件。当加速度传感器被触发时，系统判定有整车搬运情况；当霍尔开关器件和热释电红外传感器先后被触发时，系统判定有人员入侵情况。根据不同的情况，无线传输模块和报警装置做出相应对策。

作为优选，无线传输模块包括选择开关、GPRS模块和3G模块。其中，选择开关由CPU控制，优先选择连接GPRS模块，当收到车主手机控制命令时，选择连接3G模块。所述GPRS模块由基带处理单元、RF射频模块和SIM卡电路组成，支持GPRS彩信和GSM短信功能。所述3G模块由COMS摄像头、语音输入输出电路、以太网接口电路和3G传输模块组成，实现远程视频传输和语音传输。

作为优选，车内报警装置包括防暴喷雾、动力锁死和声光报警。CPU通过达林顿反相驱动器提高输出能力，驱动各路电磁继电器，从而控制相应的报警装置。其中，防暴喷雾的主要成分是高浓缩辣椒水，能够使盗贼短时间内丧失反抗能力。防暴喷雾装置由中央处理器的驱动电磁继电器，控制防暴喷雾的喷射。防暴喷雾属于民用安防用品，对人体不会造成永久伤害，无后遗症，不会涉及不必要的刑事、民事责任。动力锁死装置在汽车点火线路上设置电控开关，可禁止汽车发动。声光报警装置用于本地报警，可引起附近行人的注意。

本发明的有益效果是：1.采用多传感器融合模块，可监测多种汽车偷到手段，同时通过信息融合可降低系统误报率。2.系统安装防暴喷雾等报警装置，提供了有效的盗贼制服手段，可以瞬间使盗贼丧失反抗能力，利于对犯罪分子的抓获。3.系统支持GSM、GPRS和3G三种网络，可以实现短信监控、图像传输和视频传输功能，提高了系统的稳定性与可靠性。

附图说明

图1是多传感器融合的综合汽车防盗系统结构图。

图2是多传感器融合的综合汽车防盗系统工作流程图。

图3是多传感器融合的综合汽车防盗系统防暴喷雾装置结构图。

图4是多传感器融合的综合汽车防盗系统多传感器融合模块接口示意图。

图5是多传感器融合模块微波多普勒传感器电路图。

图6是多传感器融合模块霍尔开关器件电路图。

图7是多传感器融合模块加速度传感器电路图。

图8是多传感器融合模块热释电红外传感器电路图。

图9是多传感器融合的综合汽车防盗系统无线传输模块示意图。

图10是多传感器融合的综合汽车防盗系统报警装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：本实施例的一种多传感器融合的综合汽车防盗系统，如图1所示，包括多传感器融合模块、中央处理模块、无线通讯模块、GPS定位模块和报警装置，多传感器融合模块与中央处理模块相连，中央处理模块和报警装置、GPS定位模块相连，并通过无线通讯模块与车主手机进行交互。其中，多传感器融合模块包括微波多普勒传感器、加速度传感器、红外热释电传感器和霍尔开关器件，分别用于监测移动物体接近、汽车振动与倾角和人员入侵情况。无线通讯模块由GPRS子模块和3G子模块构成，支持GSM、GPRS和3G网络。报警装置由防暴喷雾、动力锁死和声光报警三部分组成。

工作过程：如图1-图2所示，本实施例的多传感器融合模块包括四种传感器。当移动物体靠近汽车时，多普勒微波传感器将异常情况通知中央处理器，防盗系统启动。如果加速度传感器检测到振动或倾角(整车搬运)，视频装置自动打开，并通过无线模块通知车主手机。车主通过短信、彩信或实时录像观察汽车状况，并控制车内报警装置的开关。如果霍尔开关元件和红外热释电传感器同时监测到异常(人员入侵)，视频装置自动打开，并与车主进行交互。如果车主在一分钟内没有回复，防盗报警装置自动启动。对于整车搬运情况，报警装置进行动力锁死和声光报警；对于人员入侵情况，报警装置进行防暴喷雾和动力锁死。

多传感器融合的综合汽车防盗系统多传感器融合模块由微波多普勒传感器、加速度传感器、红外热释电传感器和霍尔开关器件四部分组成。如图4所示，模块接口包括4路AD接口和1路外部中断接口。

其中，微波多普勒传感器选用HB100微波运动传感器模块，该传感器由微波多普勒发生/接收模块、滤波电路和放大电路组成，输出模拟电压信号由CPU的AD端口进行采集。如图5所示，U1为微波多普勒发生/接收模块，OP1、OP2和相关阻容器件构成滤波、放大电路，R1、R2、C3用于设定输出电压信号的中心值，并监测电路上电时间进行延迟以防止系统由于过早启动而引起误报警。

霍尔开关组将多个霍尔器件分布在汽车的四个车门，并将结果进行或运算，送入CPU的外部中断端口。当任一车门被打开，CPU收到有效电平信号。如图6所示，霍尔开关器件选用A3210E传感器，该传感器在单一硅片上集成霍尔电压发生器、微小信号放大器、斩波电路、锁相器及场效应管等器件。当外加磁场场强变化时，霍尔电压发生器产生产生微小电压变化，经斩波电路处理后送入放大器，再经锁相器锁相后，由场效应管输出高低电平信号。在输入端靠近芯片A3210E的位置，应设置旁路电容C1，用于减小外部噪声和内部斩波对传感器信号的影响。输出旁路电容C2为输出的跳变信号提供能量。R1用于器件的保护。

如图7所示，热释电红外传感器选用RE200B红外传感器，该传感器由菲涅尔透镜、红外探测头、信号处理电路构成，输出模拟电压信号由CPU的AD端口进行采集。U2为PIR探测头，OP3、OP4及相关阻容器件构成滤波、放大电路，R12、R13用于设定输出电压信号的中心值。

如图8所示，加速度传感器选用ADXL202E，该传感器可同时测量两个轴向0～5KHz、±2g范围内动态或静态加速度，输出信号分别经过电压跟随器送入CPU的AD端口。需要注意的是，温度漂移可能造成虚假报警，需要利用软件微分器进行信号处理。该传感器采用3.3V直流电源供电，为降低电源对传感器的干扰，在引脚Vdd和GND之间需连接去耦电容C20。由于芯片与微处理器共用一个供电电源，在电源与Vdd间需增加一个磁珠，以减小数字信号对传感器输出信号的干扰。在汽车防盗应用中，车体倾斜角度的测量要求其信号具有很小的噪声，需限制信号带宽；而对于振动的测量，需要10～200Hz的较宽信号范围。因此需要连接电容C19、C22限制信号带宽，再将信号通过阻容滤波器，从而获得倾斜、振动监测所需的带宽信号。

如图9所示，多传感器融合的综合汽车防盗系统无线传输模块包括选择开关、GPRS模块MC55和3G模块D203。其中，选择开关由CPU控制，优先选择连接GPRS模块，当收到车主手机控制命令时，选择连接3G模块。所述GPRS模块MC55由基带处理单元、RF射频模块和SIM卡电路组成，支持GPRS彩信和GSM短信功能。所述3G模块D203由COMS摄像头、语音输入输出电路、以太网接口电路和3G传输模块组成，实现远程视频传输和语音传输。

如图10所示，多传感器融合的综合汽车防盗系统报警装置由驱动器、电磁继电器和控制装置组成。由于CPU的IO驱动能力有限，需要通过达林顿反相驱动器ULN2003提高驱动能力。由于需要隔离和电平转换，应当在驱动器和控制装置之间安装电磁继电器。控制装置包括控制灯光闪烁、控制喇叭报警、控制防暴喷雾和控制点火线圈四部分。

如图3所示，多传感器融合的综合汽车防盗系统防暴喷雾装置工作流程是：当车主通过手机发送控制指令或系统等待超时，中央处理器控制IO口电平转换，通过接口电路进行电平转换与隔离，驱动电磁阀门，从而控制防暴喷雾剂的喷射。

Claims

1.一种多传感器融合的综合汽车防盗系统，包括多传感器融合模块、中央处理模块、无线通讯模块、GPS定位模块和报警装置，其特征在于：

中央处理模块分别与多传感器融合模块、无线通讯模块、报警装置、GPS定位模块相连，无线通讯模块与车主进行信息交互；GPS定位模块通过无线通信模块把车辆位置信息发到车主；无线传输模块利用GSM、GPRS和3G网络，实现视频传输、语音传输、短信通知和装置控制；

当汽车防盗系统开启时，多传感器融合模块根据监测结果，判断是否有人员入侵或整车搬运的情况发生；如果有情况发生，中央处理模块启动无线通讯模块与车主手机实现交互；系统优先选择短信方式通知车主，车主收到短信后，选择图片传输或视频传输方式了解汽车状况；通过汽车防盗系统的GPS定位模块，跟踪汽车位置，车主根据相应信息，判断是否有偷盗事件发生，如果车主发出控制指令或者系统等待超时，车内报警装置将会启动；

多传感器融合模块包括微波多普勒传感器、加速度传感器、红外热释电传感器和霍尔开关器件；微波多普勒传感器用于监测是否有移动物体接近汽车；加速度传感器用于监测汽车振动与倾角，霍尔开关器件安装于四个车门，与红外热释电传感器相结合，用于监测是否有人员入侵情况；所述多传感器融合模块将微波多普勒传感器作为第一级监测器件，同时作为其他传感器的触发器件；当加速度传感器被触发时，系统判定有整车搬运情况；当霍尔开关器件和热释电红外传感器先后被触发时，系统判定有人员入侵情况；根据不同的情况，无线传输模块和报警装置做出相应对策；

无线传输模块包括选择开关、GSM模块、GPRS模块和3G模块，无线传输模块实现视频传输、语音传输、短信通知和装置控制；其中，选择开关由CPU控制，优先选择连接GPRS模块，当收到车主手机控制命令时，选择连接3G网络；GPRS模块由基带处理单元、RF射频模块和SIM卡电路组成，支持GPRS彩信和GSM短信功能；所述3G模块由COMS摄像头、语音输入输出电路、以太网接口电路和3G传输模块组成，实现远程视频传输和语音传输；

车内报警装置包括防暴喷雾装置、动力锁死装置和声光报警装置；CPU通过达林顿反相驱动器提高输出能力，驱动各路电磁继电器，控制相应的报警装置；其中，防暴喷雾的主要成分是高浓缩辣椒水，能够使盗贼短时间内丧失反抗能力；防暴喷雾装置由中央处理器的驱动电磁继电器，控制防暴喷雾的喷射；动力锁死装置在汽车点火线路上设置电控开关，禁止汽车发动；声光报警装置用于本地报警。