CN103342119A - 基于移动互联网的汽车安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动互联网的汽车安防系统，包括车载控制器、客户端、以固定IP接入互联网的汽车安防服务器；客户端通过汽车安防服务器与车载控制器进行双向通信；车载控制器用于采集和保存车载网络数据并对车载网络数据进行处理，同时根据车载网络传输速度的快慢来决定是否向服务器上传数据；客户端根据报警级别通过车载网络向汽车网络发送控制信息，若车辆被盗开走一定的距离时可立即响应切断汽车控制电路的供电回路强制停车。本发明克服了目前市场个人汽车视频监控的局限性，有效利用移动网络和智能终端，不依赖于其它监控的中心，同时又能让家庭成员了解车辆状态信息，可靠性高、实用性强，实现手机实时对汽车的监控安防。

Description

基于移动互联网的汽车安防系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别涉及一种借助移动互联网络（3G无线通信网络）及物联网（无线传感）技术，在智能终端上实现汽车个人无线网络安防系统。

背景技术

目前市场的个人汽车视频监控，大多停留在硬盘录像机阶段，有少数无线传输也是局限于电脑端，实现手机视频实时对汽车监控的成功案列很少甚至没有。即使通过智能手机客户端监控的如GPS防盗、汽车遥控等，目前市场很多产品也只是局限于短信方式，能较单一，不能全方位监控。

因此急需一种能全方位监控汽车的无线网络安防系统。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能全方位监控汽车的无线网络安防系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的基于移动互联网的汽车安防系统，包括车载控制器、客户端和以固定IP接入互联网的汽车安防服务器；

所述客户端通过汽车安防服务器与车载控制器进行双向通信；

所述车载控制器用于采集和保存车载网络数据并对车载网络数据进行处理，同时根据车载网络传输速度的快慢来决定是否向汽车安防服务器上传数据；

所述客户端根据报警级别通过车载网络向汽车网络发送控制信息，若车辆被盗开走一定的距离时可向车载网络发送强制停车的命令给车载控制器，所述车载控制器通过CAN总线发送命令强制汽车减速到安全速度后立即响应切断汽车控制电路的供电回路强制停车。

进一步，所述车载网络数据包括汽车状态信息、位置信息、运行参数、汽车环境音视频数据和油气浓度；所述汽车状态信息包括门窗状态信息、汽车发动机转速、冷却液温度、行驶速度、加速度信息和胎压数据。

进一步，所述车载控制器包括控制模块和分别与控制模块连接的本地电池、充电电路、多路红外传感器，加速度传感器，温度传感器和门窗传感器；

所述控制模块，用于从各个接口获取并存储数据、检查车辆油气浓度以及检测传输控制物体运动状态；

所述本地电池，用于车载控制器的供电；

所述充电电路，用于供电续航；

所述多路红外传感器，用于获取人员靠近信息并发出告警；

所述加速度传感器，用于检测车辆碰撞情况；

所述温度传感器，用于检测车辆发动机温度、转速、车内外温度等；

所述门窗传感器，用于检测车辆门窗开、关状态。

进一步，所述车载控制器还包括与控制模块连接的CAN总线接口、音/视频输出接口、本地存储模块硬件接口和移动网络模块接口；

所述CAN总线接口，用于提供车辆CAN总线的连接；

所述音/视频输出接口，用于外接播放器；

所述本地存储模块硬件接口，用于提供本地插卡存储接口；

所述移动网络模块接口，用于访问移动网络并向服务器上传数据或向用户终端发送信息。

进一步，所述车载控制器还包括与控制模块连接的监视屏幕、操作按钮和麦克风及音箱；

所述音/视频输出接口，用于外接播放器；

所述监视屏幕，用于屏幕显示视频或回放本地保存的视频；

所述操作按钮，用于车载控制器的按键操作；

所述麦克风及音箱，用于语音对讲通信和音频播放。

进一步，所述控制模块包括上传认证模块、CAN总线数据解析模块、碰撞检测模块、多路视频编码模块、移动网络访问模块、电源管理模块和语音传输解析模块；

所述上传认证模块，用于用户向服务器注册认证，认证该模块是否是拥有有效授权的设备和拥有的权力；

所述CAN总线数据解析模块，用于采集并解析车辆CAN总线的数据；

所述碰撞检测模块，用于检测车身碰撞状态；

所述多路视频编码模块，用于对视频信息进行压缩编码便于在网络中传送；

所述移动网络访问模块，用于访问移动网络和向服务器上传数据或向用户终端发送信息；

所述电源管理模块，用于车载控制器的电源供电管理；

所述语音传输解析模块，用于车载控制器之间的语音对讲通信。

进一步，所述控制模块还包括本地存储器管理模块、本地配置管理模块和综合定位模块；

所述本地存储器管理模块，用于存储并管理视频信息；

所述本地配置管理模块，用于车载控制器的本地用户及其它参数配置；

所述综合定位模块，用于车辆定位。

进一步，所述客户端为移动通信设备、PAD或PC机。

进一步，所述车载控制器为嵌入式芯片。

本发明的优点在于：本发明集合手机客户端和视频、GPS、各类传感器于一体的嵌入式ARM平台，并且有效利用移动网络（高速3G、4G无线网络）和智能终端（大部分用户都有智能手机并且开通上网功能），不依赖于其它监控的中心（如停车场视频监控系统等），同时又能让家庭成员了解车辆状态信息，可靠性高、实用性强。克服了目前汽车视频监控功能单一、不能全方位监控等缺点，通过借助移动互联网络（3G无线通信网络）及物联网（无线传感）技术，在智能终端上实现汽车个人无线网络安防系统。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为汽车个人无线网络安防系统拓扑图；

图2为安防服务器系统结构图；

图3为客户端功能结构图；

图4为车载控制器流软件流程图；

图5为客户端流程图；

图6为车载控制器原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1为汽车个人无线网络安防系统拓扑图，图2为安防服务器系统结构图，图3为客户端功能结构图，图4为车载控制器流软件流程图，图5为客户端流程图，如图所示：本发明提供的基于移动互联网的汽车安防系统，包括车载控制器、客户端、以固定IP接入互联网的汽车安防服务器；

所述客户端通过汽车安防服务器与车载控制器进行双向通信；

所述车载控制器用于采集和保存车载网络数据并对车载网络数据进行处理，同时根据车载网络传输速度的快慢来决定是否向服务器上传数据；

所述客户端根据报警级别通过车载网络向汽车网络发送控制信息，若车辆被盗开走一定的距离时可向车载网络发送强制停车的命令给车载控制器，所述车载控制器立即响应切断汽车控制电路的供电回路强制停车。

所述车载网络数据包括汽车状态信息、位置信息、运行参数和汽车环境音视频数据；所述汽车状态信息包括门窗状态信息、汽车发动机转速、冷却液温度、行驶速度、加速度信息。

图6为车载控制器原理框图，如图所示，所述车载控制器包括控制模块和分别与控制模块连接的CAN总线接口、音/视频输出接口、监视屏幕、提供操作按钮、本地存储模块硬件接口、本地电池、充电电路、多路红外传感器，加速度传感器，温度传感器、门窗传感器、移动网络模块接口和麦克风及音箱；

所述控制模块，用于实现车载控制器的核心控制功能：

1).采用轮讯或中断方式从各个接口获取数据，存储在本地，

2).检查车辆油气浓度，超过阈值后发出警告。

3).根据加速的变化，检测是否碰撞发生，如有碰撞，从碰撞前一段时间（默认1分钟）开始无条件保存所有数据到本地和服务器

4).集成摄像头运动物体检测技术，减少静态状态下的视频数据,保留有运动物体时间的视频。

5).将采集到的数据综合编码，检测网络状况，选择上传全部或部分数据；

6).接受来自服务器的控制命令，采用声音、视频方式呈现或通过CAN总线控制汽车。

所述CAN总线接口，用于连接车辆CAN总线；

所述音/视频输出接口，用于提供外接播放器连接；

所述监视屏幕，用于屏幕显示各项功能：提供系统基本参数设置（视频录制参数，数据上传选项），实时显示视频或回放本地保存的视频；

所述提供操作按钮，用于车载控制器的按键操作；

所述本地存储模块硬件接口，用于提供本地插卡存储接口（如SD卡、USB、SATA等）；

所述本地电池，用于对车载控制器各个结构模块提供电能；

所述充电电路，用于供电续航，并提供电源接口；

所述多路红外传感器，用于获取人员靠近信息并发出告警；

所述加速度传感器，用于检测车辆碰撞情况；

所述温度传感器，用于检测车辆发动机温度、转速、车内外温度等；

所述门窗传感器，用于检测车辆门窗开、关等状态；

所述移动网络模块接口，用于访问移动网络---向服务器上传数据到或向用户终端发送信息；

所述麦克风及音箱，用于语音对讲通信和音频播放。

所述控制模块包括上传认证模块、CAN总线数据解析模块、碰撞检测模块、多路视频编码模块、本地存储器管理模块、移动网络访问模块、移动物体侦测模块、综合定位模块、电源管理模块、本地配置管理模块和语音传输解析模块；

所述移动物体侦测模块，用于减少无用视频数据（前后无差异，无变化），以降低视频数据对存储器的空间占用；

所述上传认证模块，用于用户向服务器注册认证，认证该模块是否是拥有有效授权的设备和拥有的权力；

所述CAN总线数据解析模块，用于采集并解析车辆CAN总线的数据；

所述碰撞检测模块，用于检测车身碰撞状态并发出报警信息；

所述多路视频编码模块，用于对视频信息进行压缩编码（如H.264编码）便于在网络中传送；

所述本地存储器管理模块，用于存储并管理（上传、删除等）视频信息；

所述移动网络访问模块，用于访问移动网络---向服务器上传数据到或向用户终端发送信息；

所述综合定位模块，用于车身定位（车辆坐标、具体位置等信息）；

所述电源管理模块，用于车载控制器的电源供电管理（包括主备切换、供电续航等）；

所述本地配置管理模块，用于车载控制器的本地用户及其它参数配置；

所述语音传输解析模块，用于车载控制器之间的语音对讲通信的控制。

所述客户端为移动通信设备、PAD或PC机。

所述车载控制器为嵌入式芯片。

本实施例提供的汽车个人安防系统具体可以由一台个人安防服务器（需要连互联网）、车载安防控制器和客户端（一个或几个安卓手机、苹果手机、PAD、PC机等）组成。车载控制器、客户端与服务器的通信由移动通信网络完成（为方便数据传输，可采用WCDMA模块，支持21M的H+，后期可用4G模块车载）；根据目前主流的客户端可开发安卓客户端、苹果客户端和PC终端汽车监控软件等，同时可通过Web页面访问。系统具有双向语音对讲、视频对讲功能，车载控制器与客户端对讲，车载控制器与车载控制器对讲；系统具有主动监控和被动监控功能。

系统图如图1所示，车载控制器和移动终端通过3G或4G无线网络访问Internet上的安防服务器，车载控制器向服务器上传数据，移动终端访问服务器并可对车载控制器进行远程设置，PC终端可通过有线或无线网络访问服务器Web页面，查看、管理服务器上相关监控信息；服务器通过网络可将报警信息及时发送到用户客户端。车载控制器与移动终端之间可以进行短信通信，当控制器与服务器通信中断后可将汽车状态信息和位置信息通过短信发给客户端（指移动终端）。

安防服务器系统结构如图2所示，安防服务器提供车载控制器与客户端的互联，功能主要包括用户登陆/注销、数据存储、网页展示、客户端服务接口、车载控制器上传接口、用户管理等。服务器设计采用B/S模式即Web发布技术，模块化设计，由Web用户接口模块、客户端服务接口、车载控制器上传接口、数据库系统及系统管理模块构成。

Web用户接口模块向用户提供一个Web主页，设置超级管理员，可添加/删除用户；可设置用户权限，并根据权限将监控资料按照用户名分类存储于数据库，具有安防报警信息实时通信的管理接口，具有与数据库实时通信的数据库接口。

车载控制器可采用嵌入式开发板进行设计，是系统实现的核心部件，用于采集车辆状态信息，并向安防服务器上传相关检测数据，亦可与客户端、其它车载控制器对讲。控制器由硬件部件和软件模块组成，硬件部分通过嵌入式开发板进行设计，软件部分基于Linux系统和Android系统进行。

控制器硬件部分包括加速度传感器（可检测车辆碰撞，记录并锁定视频）；CAN总线接口，通过CAN总线接口获取与汽车行驶相关的驱动信息（发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表、车辆油气浓度等）或车身信息（中控锁、电动门窗等）；音/视频输出接口，提供语音视频对讲功能；监视屏幕（可选），可直接在控制器上查看监控信息；提供操作按钮，包括电源开关、功能按钮---前进、后退、播放、设置等；本地存储模块硬件接口，包括SD卡、USB、SATA等；本地电池，可在无车载电源接入情况下使用设备；充电电路可直接外接充电器供电；继电器驱动接口，可自动调节控制器电压、起到安全保护、转换电路、提高能效等作用；传感器接口，实现车身上各种传感器的信息接入---车身各种传感器可由多路红外传感器、加速度传感器、温度传感器（包括发动机温度、车内温度、外界温度）、门窗传感器等构成；移动网络模块接口（3G/LTE等），提供高速无线接入网络的能力；WiFi模块，可用于室内定位；麦克风及音箱，提供音频输入和输出功能。

控制器数据采集过程可通过CAN接口获取汽车各种状态信息（根据各种车辆CAN总线提供的数据而有所不同）---如发动机温度、转速、车内外温度、车辆油气浓度等，若有异常，则将信息上传到服务器，亦可通过短信形式发到移动客户端；通过车内前后摄像头获取车辆环境信息数据---摄像头抓取的图片或视频流（如MP4压缩）可由客户端主动要求上传给服务器或定时上传或汽车告警触发上传，如过往车辆行人等，若有破坏等情况发生，则将视频信息发送到服务器并锁定保存，客户端也可实时查看视频信息；通过GPS或室内WiFi定位系统，获取车辆位置信息，发生改变，则上传数据；通过车身上红外传感器，获取人员靠近信息并发出告警；通过加速传感器获取车辆碰撞情况，上传并锁定保存视频；通过浸水检测，获取车辆涉水情况，上传并发出告警；通过温湿度检测，获取车内外温度数据；这些由车载控制器采集的数据，可存放于自带的存储卡中（SD卡、USB、SATA等），或当状态信息发生改变时，通过移动网络（3G或4G）发送到安防服务器，由服务器发送提醒消息或终端用户主动获取；亦可通过短信方式发送到移动终端。

控制器可由汽车12V电池供电，也可由备用电池供电；通过检测工作电压，如电压过低，通过继电器可通断控制器工作。

安防系统的客户端结构如图3所示，客户端可采用网页客户端（如PC）、智能终端客户端（目前主要基于Android和苹果）等，通过Internet访问服务器，或通过服务器实现客户端与车载控制器进行音视频双向交流。网页客户端提供基于互联网的查看、用户登录、注销、状态提醒等功能；智能终端客户端提供用户登陆、注销，车载控制节点管理（增、删、改），对各个子用户权限管理，设置报警选项、监控数据传输项目，实时接收提醒事项，查看实时视频，浏览历史监控视频；

车载控制器流程如图4所示，开启车载控制器，初始化软件，通过读取CAN总线数据判断汽车当前状态是行驶还是停止状态。行车状态下，通过GPS定位信息可进行导航；通过摄像头录制行车状况并循环覆盖存储到存储器上（如SD卡等）；通过读取CAN总线数据判断汽车当前状态（包括行车电脑数据、门窗状态等），通过浸水检测判断车身水位，并及时发出报警信息。停车状态下，通过读取CAN总线数据判断车辆门窗状态（如被打开、破坏等），通过浸水检测判断车身水位，通过GPS定位系统检测车辆是否移动，移动50米以上及发出报警信息，同时摄像头开启，拍照录制图像上传到服务器并短信通知注册用户或手机绑定用户。

客户端流程如图5所示，客户端用户登录后可进入安防系统，查看视频信息、浏览历史监控视频、车辆状态信息等；亦可发起与车载控制器端音视频对讲等操作；管理员身份用户可以对各个子用户（比如家人）进行权限管理，设置报警选项、监控数据传输项目、数据删除等；实时接收提醒事项，对智能终端而言，在网络畅通情况下，可被动接受各种告警信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：包括车载控制器、客户端和以固定IP接入互联网的汽车安防服务器；

所述客户端通过汽车安防服务器与车载控制器进行双向通信；

所述车载控制器用于采集和保存车载网络数据并对车载网络数据进行处理，同时根据车载网络传输速度的快慢来决定是否向汽车安防服务器上传数据；

所述客户端根据报警级别通过车载网络向汽车网络发送控制信息，若车辆被盗开走一定的距离时可向车载网络发送强制停车的命令给车载控制器，所述车载控制器通过CAN总线发送命令强制汽车减速到安全速度后立即响应切断汽车控制电路的供电回路强制停车。

2.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述车载网络数据包括汽车状态信息、位置信息、运行参数、汽车环境音视频数据和油气浓度；所述汽车状态信息包括门窗状态信息、汽车发动机转速、冷却液温度、行驶速度、加速度信息和胎压数据。

3.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述车载控制器包括控制模块，以及分别与控制模块连接的本地电池、充电电路、多路红外传感器，加速度传感器，温度传感器和门窗传感器；

所述控制模块，用于从各个接口获取并存储数据、检查车辆油气浓度以及检测传输控制物体运动状态；

所述本地电池，用于车载控制器的供电；

所述充电电路，用于供电续航；

所述多路红外传感器，用于获取人员靠近信息并发出告警；

所述加速度传感器，用于检测车辆碰撞情况；

所述温度传感器，用于检测车辆发动机温度、转速、车内外温度等；

所述门窗传感器，用于检测车辆门窗开、关状态。

4.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述车载控制器还包括与控制模块连接的CAN总线接口、音/视频输出接口、本地存储模块硬件接口和移动网络模块接口；

所述CAN总线接口，用于提供车辆CAN总线的连接；

所述音/视频输出接口，用于外接播放器；

所述本地存储模块硬件接口，用于提供本地插卡存储接口；

所述移动网络模块接口，用于访问移动网络并向服务器上传数据或向用户终端发送信息。

5.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述车载控制器还包括与控制模块连接的监视屏幕、操作按钮和麦克风及音箱；

所述音/视频输出接口，用于外接播放器；

所述监视屏幕，用于屏幕显示视频或回放本地保存的视频；

所述操作按钮，用于车载控制器的按键操作；

所述麦克风及音箱，用于语音对讲通信和音频播放。

6.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述控制模块包括上传认证模块、CAN总线数据解析模块、碰撞检测模块、多路视频编码模块、移动网络访问模块、电源管理模块和语音传输解析模块；

所述上传认证模块，用于用户向服务器注册认证，认证该模块是否是拥有有效授权的设备和拥有的权力；

所述CAN总线数据解析模块，用于采集并解析车辆CAN总线的数据；

所述碰撞检测模块，用于检测车身碰撞状态；

所述多路视频编码模块，用于对视频信息进行压缩编码便于在网络中传送；

所述移动网络访问模块，用于访问移动网络和向服务器上传数据或向用户终端发送信息；

所述电源管理模块，用于车载控制器的电源供电管理；

所述语音传输解析模块，用于车载控制器之间的语音对讲通信。

7.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述控制模块还包括本地存储器管理模块、本地配置管理模块和综合定位模块；

所述本地存储器管理模块，用于存储并管理视频信息；

所述本地配置管理模块，用于车载控制器的本地用户及其它参数配置；

所述综合定位模块，用于车辆定位。

8.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述客户端为移动通信设备、PAD或PC机。

9.根据权利要求1所述的基于移动互联网的汽车安防系统，其特征在于：所述车载控制器为嵌入式芯片。

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