CN103856500A - 一种基于nfc技术的车辆使用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于NFC技术的车辆使用系统及方法，该系统由NFC车辆标签、车辆中心控制系统、移动通信终端、车辆管理服务器数据连接构成，有效地将NFC技术应用于汽车系统中，解决了现有汽车电子领域技术存在的不足，用车客户通过智能移动通信终端即可实现近距离开锁及发动汽车，无需使用汽车钥匙，为客户使用汽车提供了便捷。

Description

一种基于NFC技术的车辆使用系统及方法

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，特别涉及一种基于NFC技术的车辆控制使用系统及方法。

背景技术

在当今社会，汽车已成为人们工作、生活中不可缺少的一种交通工具，给人们带来了极大的便利，所以汽车的保有量也越来越多，然而伴随而来的问题是城市路况拥挤、停车难，同时油价也不断地上涨，一些车主放弃了驾车出行，这样导致汽车的使用率极大降低，虽然使用率低了，但每一辆汽车仍需每年缴纳固定金额的保险以及车辆的保养维护，造成了极大的浪费；而另一些无车的人群若需要使用汽车时必须向亲戚/朋友借用或去汽车租赁公司租赁，这样存在很多的缺陷，如：1、向亲戚/朋友借用后可能导致车主在紧急状况时无车可用；2、汽车租赁公司租车时手续复杂、浪费时间，需要交纳高额的押金，同时往返汽车租赁公司的路程可能也会很远，带来了极大的不便；3、现在的每辆汽车出场前均配两把钥匙，而车主随身携带的仅有一把，一旦出现紧急情况时如随带钥匙丢失，必须回家取另一把备用钥匙，若离家距离较远时必须求救汽车服务中心进行救援进行强行开锁。上述的问题是当今汽车领域遇到的诸多缺陷，也是困扰人们生活的一大难题。

NFC完整的名称为Near Field Communications（近距离无线通信技术），是一种非接触感应和识别技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据，利用NFC技术，手机可以变成交通卡、信用卡，实现移动支付；广告商可以利用NFC技术实现平面广告与消费者的互动；而一些基于地理位置的移动社交服务网站将可以利用NFC实现签到服务，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信，是一种近距离的私密通信方式，可以说NFC科技正引领着近距离感应科技的发展方向，基于NFC技术的各种创新应用，将彻底改变人们的生活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于NFC技术的车辆使用系统及方法，有效地将NFC技术应用于汽车系统中，解决了现有汽车电子领域技术存在的不足，用户通过智能移动通信终端即可实现近距离开锁及发动汽车，无需使用汽车钥匙，为客户使用汽车提供了便捷。   

本发明所述的一种基于NFC技术的车辆使用系统，该系统由NFC车辆标签、车辆中心控制系统、移动通信终端及车辆管理服务器数据连接构成，其中，

NFC车辆标签设于车辆内，其内存储有控制车辆指令的数据信息，并通过NFC通信网络发送；

移动通信终端与上述NFC车辆标签之间通过NFC通信方式数据连接，用于接收NFC车辆标签发送的NFC车辆控制指令信号，并通过移动通信网络将车辆控制指令发送至车辆管理服务器；

车辆管理服务器获取上述移动通信终端发送的车辆控制指令信息及移动通信终端的用户信息，经分析判断后将车辆控制指令信息通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且其内存储有车辆控制指令参数信息及用户身份信息；

车辆中心控制系统与上述车辆管理服务器之间进行信息交互，接收车辆管理服务器发送的控制指令信号，并通过CAN总线连接控制车辆各执行机构执行相应的控制指令动作。

进一步地，上述NFC车辆标签内存储的车辆控制指令信息为车门锁开启指令、后备箱锁开启指令或发动机启动指令。

进一步地，上述移动通信终端内设有NFC模块，由NFC芯片及NFC天线辐射器构成，NFC天线辐射器用以接收外部的NFC车辆标签发出的NFC车辆控制数据信号，NFC芯片将上述接收到的NFC车辆控制数据信号进行数据模式转换，将NFC射频信号转换为数字信号。

进一步地，上述的车辆管理服务器内还存储有各NFC车辆标签对应的车辆匹配信息，并根据接收到的NFC车辆标签发出的控制指令信息执行对相对应车辆的控制指令发送动作，且根据从车辆中心控制系统获取的车辆使用油耗信息计算出相应的使用费用并进行用户账号的扣费。

进一步地，上述车辆中心控制系统通过3G、LTE、4G或WLAN无线通信网络与车辆管理服务器之间进行数据信息交互，并通过CAN总线分别控制车辆的门锁、后备箱锁、发动机控制器或座位监测器。

一种采用上述系统的基于NFC技术的车辆使用方法，包括步骤如下：

步骤一：移动通信终端近距离接触车辆门锁处设有的NFC车辆门锁开启标签；

步骤二：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆门锁开启标签发出车辆控制指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆控制指令信息发送至车辆管理服务器；

步骤三：车辆管理服务器将接收到的车辆控制指令信息经分析比对后通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且车辆控制中心系统通过CAN总线执行开启门锁动作；

步骤四：移动通信终端近距离接触车辆内设有的NFC车辆启动标签；

步骤五：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆启动标签发出车辆启动指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆启动指令信息发送至车辆管理服务器；

步骤六：车辆管理服务器将接收到的车辆启动指令信息经分析比对后通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且车辆控制中心系统通过CAN总线执行启动发动机动作。

进一步地，还包括：

步骤七：车辆中心控制系统判断发动机是否处于熄火状态并将结果信息发送至车辆管理服务器，若未熄火则结束；若已熄火则进入步骤八；

步骤八：车辆中心控制系统判断车辆座位是否坐有乘客并将结果信息发送至该车辆管理服务器，若坐有乘客则结束；若未坐有乘客则进入步骤九；

步骤九：车辆管理服务器与车辆中心控制系统交互信息后控制车辆中心控制系统在指定的时间内进行锁车动作，同时车辆中心控系制将车辆的使用状态信息发送至车辆管理服务器；

步骤十：车辆管理服务器根据接收到的车辆使用状态信息进行费用计算，并依据计算结果于用户的银行账号中扣除相应的费用，同时将扣费金额信息反馈至移动通信终端上。

进一步地，上述步骤二后还包括步骤二′：车辆管理服务器接收车辆门锁开启控制指令信息前，对所述的移动通信终端进行判断，判断其是否为合法用户，若为非法用户，则结束动作；若为合法用户，则进入步骤三。

进一步地，上述步骤五后还包括步骤五′：车辆管理服务器接收车辆启动指令信息前，对所述的移动通信终端进行判断，判断其是否与上述步骤二′中的身份是否一致，若不一致，则结束动作；若一致，则进入步骤六。

本发明的有益效果：

1、将NFC技术有效地应用于汽车电子领域，实现了车辆具有无线通信的功能；

2、用户无需车钥匙即可实现开锁及启动发动机等动作，解决了丢失钥匙带来的麻烦；

3、用户可通过手持移动通信终端或上网设备随时了解车辆位置信息；

4、很好地应用于租车领域，用户无需在租车时办理繁琐的租赁合同及缴纳高额的押金，同时也避免了现金交易带来的不利；

5、更为重要的是极大地提高了汽车的有效利用率。

附图说明

图1绘示本发明的一种基于NFC技术的车辆使用系统的结构框图；

图2绘示本发明的基于NFC技术的车辆使用方法的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的基于NFC技术的车辆使用系统，于本实施例中，该系统由NFC车辆标签、车辆中心控制系统、移动通信终端、车辆管理服务器数据连接构成，具体表现为：

NFC车辆标签包括NFC车辆门锁开启标签、NFC车辆后备箱锁开启标签及NFC车辆启动标签等，其中NFC车辆门锁开启标签设于车辆门把手附近、NFC车辆启动标签设于车辆驾驶位附近方便用户的移动通信终端近距离接触的任意位置，该NFC车辆标签内的各种指令程序于初始时通过NFC读写设备进行烧录，并在车辆管理服务器中进行NFC车辆标签标识信息的存储及对应车辆的信息的存储，这样车辆管理服务器通过接收到的任意一个NFC车辆标签发出的控制指令信息后即可发出对相对应车辆的控制指令信息；

移动通信终端指代NFC智能手机，其他实施例中也可为NFC手持上网设备，其与上述NFC车辆标签之间通过NFC通信方式数据连接，用于接收NFC车辆标签发送的NFC车辆控制指令信号，并通过移动通信网络将车辆控制指令发送至车辆管理服务器，该NFC手机内设有NFC模块，由NFC芯片及NFC天线辐射器构成，NFC天线辐射器用以接收外部的NFC车辆标签发出的NFC车辆控制数据信号，NFC芯片将上述接收到的NFC车辆控制数据信号进行数据模式转换，将NFC射频信号转换为数字信号，上述的NFC天线辐射器可接收10厘米以内的非接触式点对点数据传输，且该NFC模块具有距离近、带宽高、能耗低等特点，而NFC技术也具有低成本、方便易用和富有直观性等特点；

车辆管理服务器为一个远端服务器，选用塔式服务器、机架式服务器、刀片服务器、PC机或笔记本电脑等市面上所应用的硬件服务器，其内设有硬盘、处理器、内存、网卡等硬件设备及相配套的软件程序，可独立完成各种程序的运算，并进行数据的存储，并通过有线或无线的方式连接至以太网络，该车辆管理服务器内存储有上述的NFC车辆标签对应的指令程序以及用户的注册信息，以便对接收到移动通信终端发送的车辆控制指令进行比对识别，同时，根据接收到的车辆控制指令可识别出对应的受控车辆，上述的用户信息包括：用户的名称、身份证号、银行卡账号、手机号等信息，用户注册后会产生唯一的一组账号和密码，若为车主注册则上述的账号为车主账号，通过该车主账号用户可在车辆管理服务器远程设置其他账号使用该车辆的权限，举例如：用户A拥有一部汽车，在车辆管理服务器上注册了一个车主账号，用户A的朋友用户B在车辆管理服务器上也注册了一个组账号，当用户B想借用用户A的汽车时，用户A只需在车辆管理服务器上通过登录车主账号来设置用户B的使用权限，设置成功后用户B可利用自己的移动通信终端登录自己的账号与车辆管理服务器连通，从而实现控制用户A的汽车；

车辆中心控制系统即为车辆的电脑控制系统，其通过CAN总线连接车辆的各执行构件，如：发动机控制器、门锁、后备箱锁、座位监测器等，该车辆中心控制系统还包括有接口单元，该接口单元通过3G、LTE、4G或WLAN等无线通信网络与车辆管理服务器之间进行数据信息交互，该车辆中心控制系统可根据车辆管理服务器发送的车辆控制指令执行相应的控制动作，并将车辆的状态信息实时发送至车辆管理服务器，如：车辆的工作状态、车辆座位是否有乘客、车辆的油量信息、电量信息或其他消耗能源（如水、空气等）信息。

较佳实施例中，上述的车辆中心控制系统还连接有车内的全球地理位置定位系统，车辆中心控制系统可将定位到的车辆的实时地理位置信息通过接口单元发送至车辆管理服务器，车主可通过互联网登录车辆管理服务器或通过持有的移动通信终端随时了解到车辆的位置信息。

此外，当上述的实施例应用于汽车租赁时，上述车辆管理服务器可根据接收到的车辆中心控制系统发送的车辆行驶使用状态信息，利用其内设有配套的费用计算程序进行车辆使用费用的计算，计算方法可以为根据车辆中心控制系统反馈的车辆油量信息或行驶里程信息进行计算，并依据计算的结果于用户的银行账号中进行扣费动作，本发明的基于NFC技术的车辆使用系统应用于汽车租赁的好处在于，汽车租赁公司可开设多处停车场，无需设立办公室及多余的工作人员，在车辆管理服务器注册后的用户利用NFC手机即可实现对车辆的近距离控制，无需使用钥匙，无需登记即可直接使用车辆，方便、快捷、省时，且节约人力成本，另一方面也解决了部分人群用车难、买车难的问题。

参照图2所示，本发明的基于NFC技术的车辆使用方法，包括：

初始时，需将NFC车辆标签内烧录指定的车辆控制指令，同时将烧录完的NFC车辆标签的标识信息及对应的车辆信息在车辆管理服务器中存储，且移动通信终端用户于车辆管理服务器上进行用户身份的注册；

1、车辆门锁开启步骤具体包括：

步骤101：移动通信终端近距离接触车辆门锁处设有的NFC车辆门锁开启标签，具体：用户将NFC手机近距离靠近车门锁处设有的NFC车辆门锁开启标签，建立NFC手机与NFC车辆门锁开启标签的通讯连接；

步骤102：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆门锁开启标签发出车辆控制指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆控制指令信息发送至车辆管理服务器；具体：移动通信终端内的NFC天线辐射器用以接收外部的NFC车辆门锁开启标签发出的NFC车辆控制数据信号，NFC芯片将上述接收到的NFC车辆控制数据信号进行数据模式转换，将NFC射频信号转换为数字信号，上述的NFC天线辐射器可接收10厘米以内的非接触式点对点数据传输；

步骤103：车辆管理服务器接收车辆门锁开启控制指令信息前，对发送控制指令的移动通信终端进行判断，判断其是否为注册的合法用户，即用户通过移动通信终端登录车辆管理服务器的账号和密码是否已注册过，若为非法用户，则结束动作，不接收车辆门锁开启控制指令信息；若为合法用户，则进入下一步骤104；

步骤104：车辆管理服务器接收车辆门锁开启控制指令信息并将车辆门锁开启控制指令信息通过互联网络发送至车辆中心控制系统的接口单元，该车辆控制中心系统分析接收到的控制指令信息，并通过CAN总线控制车辆门锁控制器执行开锁动作。

2、车辆发动机启动步骤具体包括：

步骤201：移动通信终端近距离接触车辆内设有的NFC车辆启动标签，具体：用户将NFC手机近距离靠近或放置在驾驶位置附近处设有的NFC车辆启动标签，建立NFC手机与NFC车辆启动标签的通讯连接；

步骤202：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆启动标签发出车辆控制指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆控制指令信息发送至车辆管理服务器；具体：移动终端内的NFC天线辐射器用以接收外部的NFC车辆启动标签发出的NFC车辆控制数据信号，NFC芯片将上述接收到的NFC车辆控制数据信号进行数据模式转换，将NFC射频信号转换为数字信号，上述的NFC天线辐射器可接收10厘米以内的非接触式点对点数据传输；

步骤203：车辆管理服务器接收车辆发动机启动控制指令信息前，对发送控制指令的移动通信终端进行判断，判断其是否与上述步骤103中的用户身份一致，若不一致则结束动作；若一致则进入下一步骤204；

步骤204：车辆管理服务器接收车辆启动指令信息并将车辆启动指令信息通过互联网络发送至车辆中心控制系统的接口单元，该车辆控制中心系统分析接收到的车辆指令信息，并通过CAN总线开启车辆电源并控制发动机控制器执行启动发动机动作。

3、车辆使用收费步骤具体包括：

步骤301：车辆中心控制系统实时判断发动机是否处于熄火状态并将结果信息发送至车辆管理服务器，车辆熄火操作可通过车辆原有的启/停按钮实现，或令设有的停止按钮实现，若处于未熄火状态则结束；若处于熄火状态，则进入下一步骤302；

步骤302：车辆中心控制系统判断车辆座位是否坐有乘客并将结果信息发送至该车辆管理服务器，判断座位的状态信息可通过以下途径：检测安全带是否系好、通过座位上设有的传感器感知座位是否有乘客以及其他可以检测到车内是否有乘客的方法，若检测到车辆座位上有乘客则结束；若检测到车辆座位上无乘客，则进入下一步骤303；

步骤303：车辆管理服务器判断车辆座位无乘客的时间是否达到一预设的时间，以此证明用户无需继续使用该车辆，此处的预设时间可由车辆管理服务器的管理人员自行进行设定，如1分钟、2分钟等，若未达到预设时间则重复步骤303；若已达到预设时间则进入下一步骤304；

步骤304：车辆管理服务器与车辆中心控制系统交互信息后发送锁定车辆门锁控制指令，控制车辆中心控制系统在指定的时间内进行锁车动作，上述的交互信息包含用户使用该车辆的行驶里程、油量/电量/其他能源信息、地理位置信息，同时车辆管理服务器将用户使用该车辆的时间进行记录；

步骤305：车辆管理服务器根据上述接收到的车辆使用状态信息（如使用油量信息，若车辆为电动汽车则为电量信息，以及其他能源信息如未来可能使用的水、空气等）进行费用计算，并依据计算结果于用户注册时关联的银行账号中扣除相应的费用，同时将扣费金额信息反馈至用户的移动通信终端上，以便客户了解当次使用车辆所花费的金额。

本发明的基于NFC技术的车辆使用系统及方法，用户登录车辆管理服务器进行注册后即可获取一组指定的账号及密码，通过移动通信终端利用注册后的账号及密码即可与车辆管理服务器进行数据交互，该移动通信终端连通车辆管理服务器后近距离接触车辆门把手处（或附近位置）设有的NFC车辆门锁开启标签，经车辆管理服务器进行身份认证合法后，控制车辆中心控制系统执行开启车辆门锁的动作，之后，移动通信终端近距离接触车内设有的车辆NFC车辆启动标签，车辆管理服务器即可控制车辆中心控制系统执行启动发动机动作，这样用户无需钥匙即可驾驶车辆，且当应用于汽车租赁时，车辆管理服务器还可根据用户使用车辆的油量（电量、水、空气以及其他能源）进行租赁费用的计算并于用户的银行账户中直接扣除，省去了现有租赁车辆过程中复杂、繁琐的办理手续，且在理想的使用环境中，用户也无需前往租赁公司去租车及还车，在各个停车场所均可进行租车及还车。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于NFC技术的车辆使用系统，其特征在于，该系统由NFC车辆标签、车辆中心控制系统、移动通信终端及车辆管理服务器数据连接构成，其中，

NFC车辆标签设于车辆内，其内存储有控制车辆指令的数据信息，并通过NFC通信网络发送；

移动通信终端与上述NFC车辆标签之间通过NFC通信方式数据连接，用于接收NFC车辆标签发送的NFC车辆控制指令信号，并通过移动通信网络将车辆控制指令发送至车辆管理服务器；

车辆管理服务器获取上述移动通信终端发送的车辆控制指令信息及移动通信终端的用户信息，经分析判断后将车辆控制指令信息通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且其内存储有车辆控制指令参数信息及用户身份信息；

车辆中心控制系统与上述车辆管理服务器之间进行信息交互，接收车辆管理服务器发送的控制指令信号，并通过CAN总线连接控制车辆各执行机构执行相应的控制指令动作。

2.根据权利要求1所述的基于NFC技术的车辆使用系统，其特征在于，上述NFC车辆标签内存储的车辆控制指令信息为车门锁开启指令、后备箱锁开启指令或发动机启动指令。

3.根据权利要求1所述的基于NFC技术的车辆使用系统，其特征在于，上述移动通信终端内设有NFC模块，由NFC芯片及NFC天线辐射器构成，NFC天线辐射器用以接收外部的NFC车辆标签发出的NFC车辆控制数据信号，NFC芯片将上述接收到的NFC车辆控制数据信号进行数据模式转换，将NFC射频信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的基于NFC技术的车辆使用系统，其特征在于，上述的车辆管理服务器内还存储有各NFC车辆标签对应的车辆匹配信息，并根据接收到的NFC车辆标签发出的控制指令信息执行对相对应车辆的控制指令发送动作，且根据从车辆中心控制系统获取的车辆使用油耗、电量或其他能源信息计算出相应的使用费用并进行用户账号的扣费。

5.根据权利要求1或2所述的基于NFC技术的车辆使用系统，其特征在于，上述车辆中心控制系统通过3G、LTE、4G或WLAN无线通信网络与车辆管理服务器之间进行数据信息交互，并通过CAN总线分别控制车辆的门锁、后备箱锁、发动机控制器或座位监测器。

6.一种采用上述系统的基于NFC技术的车辆使用方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一：移动通信终端近距离接触车辆门锁处设有的NFC车辆门锁开启标签；

步骤二：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆门锁开启标签发出车辆控制指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆控制指令信息发送至车辆管理服务器；

步骤三：车辆管理服务器将接收到的车辆控制指令信息经分析比对后通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且车辆控制中心系统通过CAN总线执行开启门锁动作；

步骤四：移动通信终端近距离接触车辆内设有的NFC车辆启动标签；

步骤五：移动通信终端通过NFC通信方式接收NFC车辆启动标签发出车辆启动指令信息，经解码分析处理后通过移动通信网络将车辆启动指令信息发送至车辆管理服务器；

步骤六：车辆管理服务器将接收到的车辆启动指令信息经分析比对后通过互联网络发送至车辆中心控制系统，且车辆控制中心系统通过CAN总线执行启动发动机动作。

7.根据权利要求6所述的基于NFC技术的车辆使用方法，其特征在于，还包括：

步骤七：车辆中心控制系统判断发动机是否处于熄火状态并将结果信息发送至车辆管理服务器，若未熄火则结束；若已熄火则进入步骤八；

步骤八：车辆中心控制系统判断车辆座位是否坐有乘客并将结果信息发送至该车辆管理服务器，若坐有乘客则结束；若未坐有乘客则进入步骤九；

步骤九：车辆管理服务器与车辆中心控制系统交互信息后控制车辆中心控制系统在指定的时间内进行锁车动作，同时车辆中心控系制将车辆的使用状态信息发送至车辆管理服务器；

步骤十：车辆管理服务器根据接收到的车辆使用状态信息进行费用计算，并依据计算结果于用户的银行账号中扣除相应的费用，同时将扣费金额信息反馈至移动通信终端上。

8.根据权利要求6所述的基于NFC技术的车辆使用方法，其特征在于，上述步骤二后还包括步骤二′：车辆管理服务器接收车辆门锁开启控制指令信息前，对所述的移动通信终端进行判断，判断其是否为合法用户，若为非法用户，则结束动作；若为合法用户，则进入步骤三。

9.根据权利要求8所述的基于NFC技术的车辆使用方法，其特征在于，上述步骤五后还包括步骤五′：车辆管理服务器接收车辆启动指令信息前，对所述的移动通信终端进行判断，判断其是否与上述步骤二′中的身份是否一致，若不一致，则结束动作；若一致，则进入步骤六。

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