CN102862548B - 具有加速度传感器的gps车辆防盗方法及车辆防盗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具有加速度传感器的GPS车辆防盗装置，包括MCU模块，监控G-SENSOR状态变化，获取GPS模块的定位信息，并对上述信息进行处理；GSM模块，在MCU模块监控下，通过GPRS数据通道与管理平台进行数据交换；GPS模块，获取车辆的定位信息；G-SENSOR，感知车辆的运动状态，根据车辆运动状态的改变，为MCU提供触发信号。电源管理模块，在MCU模块监控下，为GSM模块和GPS模块提供电源。本发明整体功耗低，在同等电池容量情况下，大大延长了待机时间，并能有效降低设备的误报警概率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆防盗技术，尤其是涉及利用加速度传感器和GPS卫星定位系统的车辆防盗方法及车辆防盗装置。
背景技术
目前，在汽车防盗技术中，使用多项技术。例如使用GPS卫星定位系统GPS信号作为对被盗车辆的踪迹都进行追踪已经比较普遍，而当车辆的GPS系统被拔掉或破坏后，车辆追踪就会出现比较大的问题，甚至于失去被盗车辆的踪迹，为追回被盗车辆增加了困难。专利号200720153733.4的专利提出在车辆追踪系统包括备用GPS导航系统，当主导航系统被破坏后，自动启动备用GPS导航系统。
然而，单纯依靠GPS定位来实现防盗报警功能，存在功耗大的问题，GPS防盗报警产品中，通常采用内置充电电池进行供电，为了长期稳定的工作，在有限电池容量的情况下，就要求功耗相对较低。而以往的GPS防盗报警产品，需要依靠GPS位置数据作为唯一的防盗触发依据，GPS模块需要不间断工作。GPS模块的功耗能占到产品总功耗的50％以上。产品待机时间相对较短。如果采用两套GPS导航系统，则更加缩短了待机时间，造成使用上的困难。
其次，民用GPS系统存在准确性的问题，民用GPS由于美国军方加偏与环境导致的GPS信号折射导致的漂移已经是不可避免。当GPS用在防盗领域，会由于漂移而产生误报警，导致用户体验下降。
另外，也有使用车内的振动感应式防盗器，如专利号为00720153733.4的专利提出一种汽车防盗装置，包括设置在车内的振动感应式防盗器、无线信号接收发射装置、开关感应器，振动感应式防盗器的报警开关信号和开关感应器的开关信号连接至无线信号接收发射装置。通过公共通讯无线网进行通讯的，提供报警信号。单纯的振动感应式防盗器在雷电天气和车辆被无意触碰时，容易产生误报。
发明内容
本发明的目的是设计一种具有加速度传感器的GPS车辆防盗方法及车辆防盗装置，其可以有效降低产品功耗，在同等电池容量情况下，提供两倍与原有技术方案的待机时间；并能够提高准确性，有效降低由于GPS漂移和天气等情况而导致的防盗误报警，提高报警准确率。
为了实现本发明的目的，提出一种具有加速度传感器的GPS车辆防盗装置，所述车辆防盗装置包括：
MCU模块，监控G-SENSOR状态变化，获取GPS模块的定位信息，并对上述信息进行处理；
GSM模块，在MCU模块监控下，通过GPRS数据通道与管理平台进行数据交换；
GPS模块，获取车辆的定位信息；
G-SENSOR，感知车辆的运动状态，根据车辆运动状态的改变，为MCU提供触发信号。
电源管理模块，在MCU模块监控下，为GSM模块和GPS模块提供电源。
所述MCU模块为Cortxe-M3架构。
本发明还提出一种具有加速度传感器的GPS车辆防盗方法，所述车辆防盗方法包括步骤：
1)用户按下车辆锁车键，MCU将车辆当前所处位置的GPS定位数据记录下来，作报警对比之用；
2)MCU关闭GPS与GSM的电源，整机进入休眠状态，等待G-SENSOR移动触发；
3)当车辆发生移动时，G-SENSOR产生中断，触发MCU读取G-SENSOR移动数据，并对移动数据进行判断；
4)当MCU判断车辆移动数据是有效移动，即是往单个方向移动，MCU将GPS电源打开，读取GPS定位数据；
5)MCU将读取到定位数据后与之前保存的车辆初始定位数据进行对比，计算出移动的距离是否超出门限值；
6)如果移动的距离超出门限值就立即报警，并进入连续定位状态，MCU打开GSM的电源，将报警信息与定位信息通过GPRS数据通道间断地发到服务器。
所述步骤1中，如果当时车辆没有GPS定位数据，MCU先打开GPS，取得定位数据。
所述步骤5中，所述预设门限值是通过USB接口输入MCU。
本发明所带来的有益效果
功耗方面：普通GPS模块的正常定位的工作电流是20mA，MCU的功耗为30mA合计功耗为50mA，在引入G-SENSOR后。GPS模块在设备静止情况下处于待机状态，功耗在微安级，而MCU也可以进入5mA的睡眠模式，只在监控G-SENSOR状态。整体功耗有50mA下降到5mA左右。对于功耗的节约是显而易见的。在同等电池容量情况下，大大延长了待机时间。
准确性方面：以往的GPS防盗器，都是依靠GPS经纬来计算移动距离是否超过设置位置，从而引发报警。在GPS采用漂移的时候，就容易导致误报警。而本发明使用灵敏度很高的G-SENSOR作为触发方式，同时经过试验数据，设置G-SENSOR灵敏度的门限值，排除由于闪电、巨响、轻微震动导致的G-SENSOR误报。同时通过GPS的经纬度的再次确认后才引发报警。有效降低了设备的误报警概率。
附图说明
图1本发明整体结构框图；
图2、图3和图4是本发明的报警电路图；
图5是G-SENSOR移位报警的实现流程。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明涉及到的技术用语解释如下：
MCU：微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是本发明的控制中心；
G-SENSOR:重力传感器，它能够感知到加速力的变化，加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力；
CORTXE-M3：是ARM公司研发的32位的核，优势在于低功耗、低成本、高性能。本发明的MCU就是使用CORTXE-M3核做MCU。
图1是本发明的整体结构框图，如图所示，本发明的车辆防盗装置包括：MCU模块(Cortxe-M3架构)、GSM模块、GPS模块和G-SENSOR和电源管理模块，其中，MCU采用Cortxe-M3架构作为主控MCU，监控G-SENSOR状态变化，在获取G-SENSOR状态改变超过预设门限值后，打开电源管理模块启动GPS进行定位验证，该门限值通过USB接口输入；实际距离超过预设值引发移位报警，通过GSM模块的GPRS数据通道，通过天线上传给平台进行处理。GSM模块负责与平台建立无线数据链路，进行业务指令与数据的交互；GPS模块获取GPS定位经纬度数据。进行移动距离比对；G-SENSOR感知设备的运动状态，设备运动状态改变后，为MCU提供触发信号。
图2、图3和图4是本发明的报警电路图；下面结合电路图对本发明的具体工作原理说明如下：
图2是一个G-SENSOR芯片电路，主要处理检测重力加速度，使用前需要对其芯片进行配置，使用SPI接口连接MCU进行通信；图3是GPS的供电电路，主要负责GPS芯片的1.8V与3.0V两组供电。其中U2是负责1.8V降压工作，将电池电压降为1.8V，U3是负责3.0V降压工作，将电池电压降为3.0V。而GPS_EN这条线主要控制U2,U3是否工作，同时就可以控制到GPS芯片是否工作；图4是GSM模块供电电路，Q2是负责对GSM供电进行开关工作，GSM_power是对GSM开关的控制线。
防盗装置的工作原理如下：当车辆位置发生变化，并且移动幅度超过预先设置门限后，在图2中U8的4脚会产生低电平的中断信号，主控MCU检测后向G-SENSOR读取移动数据，确定是有效移动并移动出报警范围后，主控MCU会将图3中GPS电源开启，即将GPS_EN的线转为高电平，这时GPS就开始进入工作状态，并且MCU会在图4中将GSM_power线转为高电平，这时GSM电源也开开，经过初始化后就可以进行通信。GPS定位后，MCU会与保存在MCU内部的定位坐标进行对比，如果是移动达到设定值后，MCU会将报警信息与目前的坐标信息通过GSM模块使用GPRS通道发到服务器。
图5是G-SENSOR移位报警的实现流程。下面结合图5对移位报警的实现流程说明如下：
1)用户按下车辆锁车键，MCU会将目前车辆所处位置的GPS定位数据先记下来，作报警对比之用；如果当时车辆没有GPS定位数据，MCU会先打开GPS，取得定位数据。
2)关闭GPS与GSM的电源，整机进入休眠状态，等待G-SENSOR移动触发。
3)当车辆发生移动时，G-SENSOR产生中断，MCU读取G-SENSOR数据，并对移动数据进行判断是否为有效移动；
4)当判断车辆是有效移动，即是往单个方向移动，MCU将GPS电源打开，读取定位数据。
5)将读取到定位数据后与之前保存的车辆初始定位数据进行对比，计算出移动的距离是否超出门限。
6)如果移动的距离超出门限值就立即报警，并进入连续定位状态，MCU打开GSM的电源，将报警信息与定位信息通过GPRS数据通道间断地发到服务器。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.使用具有加速度传感器的GPS车辆防盗装置的车辆防盗方法，所述车辆防盗装置包括MCU模块、GSM模块、GPS模块、G-SENSOR和电源管理模块，其特征在于，所述车辆防盗方法包括步骤：
1)用户按下车辆锁车键，MCU将车辆当前所处位置的GPS定位数据记录下来，作报警对比之用；
2)MCU关闭GPS与GSM的电源，整机进入休眠状态，等待G-SENSOR移动触发；
3)当车辆发生移动时，G-SENSOR产生中断，触发MCU读取G-SENSOR移动数据，并对移动数据进行判断；
4)当MCU判断车辆移动数据是有效移动，即是往单个方向移动，MCU将GPS电源打开，读取GPS定位数据；
5)MCU将读取到定位数据后与之前保存的车辆初始定位数据进行对比，计算出移动的距离是否超出门限值；
6)如果移动的距离超出门限值就立即报警，并进入连续定位状态，MCU打开GSM的电源，将报警信息与定位信息通过GPRS数据通道间断地发到服务器。
2.根据权利要求1所述的车辆防盗方法，其特征在于，所述步骤1中，如果当时车辆没有GPS定位数据，MCU先打开GPS，取得定位数据。
3.根据权利要求2所述的车辆防盗方法，其特征在于，所述步骤5中，所述门限值是通过USB接口输入MCU。
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