CN103879376A - 一种车辆防盗检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆防盗检测方法及其装置，是处理器随时检测振动传感器和加速度传感器的信号输出，经过放大电路放大、滤波电路滤除后，输送到处理器进行比对，当出现超过预定的阈值信号时直接输出报警信号，没有出现超过预定的阈值信号时返回步骤1，或者当出现持续时间超过3秒、频率为非正常频率范围、幅值高于一个预定阈值时，输出报警信号，否则不输出报警信号，本发明具有采用振动传感器和加速度传感器综合检测车辆状态、避免现有使用振动传感器易被声波干扰误报缺陷的特点。<i/>
Description
技术领域
本发明属于车辆防盗方法及设备技术领域，尤其是涉及一种用于车辆防盗检测的方法及其装置。
背景技术
随着经济社会的快速发展，汽车已经成为人类生产、生活的常备交通工具。随着车辆数量的增长，车辆被盗的数量也逐年上升，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题，人们对车辆防盗性能提出了更高的要求。
车辆后期安装使用的报警设备的车辆防盗报警系统采用振动传感器触发，容易受到声波干扰而报警，不能正确识别车辆所处的各种状态，如行人路过时不小心触碰、非法碰撞、侵入、大型车辆经过、燃放烟花爆竹、大型集体活动等情况都可能触发报警，误报率高。
发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种采用振动传感器和加速度传感器综合检测车辆状态、避免现有使用振动传感器易被声波干扰误报缺陷的车辆防盗检测方法及其装置。
本发明的目的是这样实现的，一种车辆防盗检测方法，其特点是该方法包括以下步骤：
1）处理器随时检测振动传感器和加速度传感器的信号输出；
2）振动传感器输出电压信号，经过放大电路放大后，输送到处理器进行分析处理；
3）加速度传感器输出的电平信号，通过滤波电路滤除加速度传感器的高频响应和电路引入的其它高频干扰后输送到处理器进行分析处理；
4）处理器对输入信号幅值进行比对，判断是否超过一个预定的阈值，当出现超过预定的阈值信号时直接输出报警信号，没有出现超过预定的阈值信号时返回步骤1；
5）处理器对振动传感器和加速度传感器输出的4路信号频率进行分析，当出现持续时间超过3秒、频率为非正常频率范围、幅值高于一个预定阈值时，输出报警信号，否则不输出报警信号。
所述的步骤1）中，处理器通过定时器设定检测周期为5ms，检测的输入信号包括1路振动传感器信号和3路重力加速度传感器信号，总检测周期为20ms。
所述的步骤2）中处理器使用内部的A/D转换器对振动传感器输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
所述的步骤3）中处理器分别读取重力加速度传感器输入端3路信号，使用处理器内的A/D转换器对输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
所述的步骤4）中超过预定的阈值信号是车辆被重物敲打、脚踹、撬车锁、开车门情况下的传感器输出的一个最低的电压值。
所述的步骤5）中预定阈值是车辆被手轻轻敲击情况下的传感器输出的较高的电压值，非正常频率范围为车门开启、车辆启动、撬锁、车辆被轻轻敲击情况下的频率范围。
所述的预定阈值、频率范围是提前测量，并存储在处理器中或与处理器连接的存储器中。
一种上述车辆防盗检测方法的装置，其特点在于重力加速度传感器电路连接滤波电路，滤波电路连接处理器，处理器的通用I/O接口与振动传感器电路的输出端通过放大电路相连接，其中：
所述的重力加速度传感器电路是集成电路U13的1脚串接电阻R11后接地，2脚串接电阻R7后接地，3脚接电容C24一端并连接+3.3V电源，4脚接地，5、6、7、8、9、10、11、16脚空，12脚接+3.3V电源，13、14、15分别接滤波电路，电容C24的另一端接地；
所述的滤波电路是电阻R82、R83、R84的一端分别接重力加速度传感器电路，另一端分别串接电容C33、C26、C25接地并连接处理器；
所述的处理器是集成电路U2的1脚接放大电路，2脚接滤波电路，3、4、7、9、10、11、12、13、14脚空，5、6脚接地，8脚串接二极管D17后作为报警信号输出并接串接电阻R5接地，15、16脚接+3.3V电源，17脚接晶振X2和电容C35的并联端，18脚串接晶振X2和电容C38的并联端，电容C35、C38的另一端接地，19、20脚接滤波电路；
所述的振动传感器电路是传感器L1的1脚串接电阻R55后接电源+6V电源并接电容C1的一端，2脚接电阻R51一端并接地，电阻R51的另一端接电容C1的一端并接放大电路；
所述的放大电路是集成电路U5的1脚接电阻R52、滑动电阻VR1的并联端，滑动电阻VR1的另一端接电阻R16，2脚接振动传感器电路，3脚接电阻R52、R6的中间端，电阻R6的另一端接二极管D4、电阻R4和电阻R15的并联端，电阻R4的另一端接+6V电源，二极管D4的另一端接地，电阻R15的另一端接电阻R54及集成电路U5的12脚，电阻R16的另一端接电阻R53、电容C3、电阻R40的并联端，电阻R53、电容C3的并联另一端接地，电阻R40的另一端接集成电路U5的13脚，电阻R54的另一端接集成电路U5的14脚及电阻R56的一端，集成电路U5的4脚接+6V电源，11脚接地，电阻R56的另一端接二极管D11、电容C20的并联端及集成电路U5的10脚，电容C20的另一端接地，二极管D11的另一端接电阻R60、R49、二极管D13的并联端及集成电路U5的8脚，电阻R60的另一端串接发光二极管D15后接地，电阻R49的另一端串接电阻R3后接地，并接处理器3中集成电路U2的1脚，二极管D13的的另一端串接电阻R57后接电阻R59、电容C22的并联端及集成电路U5的9脚，电阻R59的另一端接+6V电源，电容C22的另一端接地。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明是使用处理器随时监测振动传感器和三轴重力加速度传感器的状态，通过分析检测不同状态下车辆的振动特征来判断是否符合报警条件，比单纯的“越界”报警方式准确度高，能准确分析出车辆的各种状态，状态检测范围广，三轴重力加速度传感器的应用解决了雷声、鞭炮声等声波的干扰问题，误报率低。
本发明是综合使用振动传感器和三轴重力加速度传感器，设计出新的车辆防盗检测装置，本发明中振动传感器能检测出车辆的轻微振动，若灵敏度高，容易误报，灵敏度低，则可能漏报，且对声波敏感，受声波影响易触发报警信号，而重力加速度传感器对声波不敏感，可以避免声波干扰，而且可检测车辆是否倾斜等状态，二者共同使用，扩大了检测的范围，提高了检测准确性；本发明采用的重力加速度传感器，具有功耗低，灵敏度高的特点，在输出端由电阻、电容组成的无源低通滤波电路滤除高频干扰，具有成本低，稳定性好的特点。采用的振动传感器简单易用，灵敏度高，其放大电路为LM324型四运放电路，具有电源电压范围宽，高增益低功耗特点，可单电源使用，具有设计简单易用等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的一种原理框图。
图2为本发明的一种电子线路图。
具体实施方式
实施例, 一种车辆防盗检测方法，该方法是：
1）处理器随时检测振动传感器和加速度传感器的信号输出；
2）振动传感器输出电压信号，经过放大电路放大后，输送到处理器进行分析处理；
3）加速度传感器输出的电平信号，通过滤波电路滤除加速度传感器的高频响应和电路引入的其它高频干扰后输送到处理器进行分析处理；
4）处理器对输入信号幅值进行比对，判断是否超过一个预定的阈值，当出现超过预定的阈值信号时直接输出报警信号，没有出现超过预定的阈值信号时返回步骤1）；
5）处理器对振动传感器和加速度传感器输出的4路信号频率进行分析，当出现持续时间超过3秒、频率为非正常频率范围、幅值高于一个预定阈值时，输出报警信号，否则不输出报警信号。
所述的步骤1）中，处理器通过定时器设定检测周期为5ms，检测的输入信号包括1路振动传感器信号和3路重力加速度传感器信号，总检测周期为20ms。
所述的步骤2）中处理器使用内部的A/D转换器对振动传感器输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
所述的步骤3）中处理器分别读取重力加速度传感器输入端3路信号，使用处理器内的A/D转换器对输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
所述的步骤4）中超过预定的阈值信号是车辆被重物敲打、脚踹、撬车锁、开车门情况下的传感器输出的一个最低的电压值。
所述的步骤5）中预定阈值是车辆被手轻轻敲击情况下的传感器输出的较高的电压值，非正常频率范围为车门开启、车辆启动、撬锁、车辆被轻轻敲击情况下的频率范围。
所述的预定阈值、频率范围是提前测量，并存储在处理器中或与处理器连接的存储器中。
上述一种车辆防盗检测方法的装置，参照图1、图2，是重力加速度传感器电路1连接滤波电路2，滤波电路2连接处理器3，处理器3的通用I/O接口与振动传感器电路4的输出端通过放大电路5相连接，其中：
所述的重力加速度传感器电路1是集成电路U13的1脚串接电阻R11后接地，2脚串接电阻R7后接地，3脚接电容C24一端并连接+3.3V电源，4脚接地，5、6、7、8、9、10、11、16脚空，12脚接+3.3V电源，13、14、15分别接滤波电路22的电阻R84、R83、R82一端，电容C24的另一端接地；
所述的滤波电路2是电阻R82、R83、R84的一端分别接重力加速度传感器电路1中集成电路U13的15、14、13脚，另一端分别串接电容C33、C26、C25接地并连接处理器3中集成电路U2的19、20、2脚；
所述的处理器3是集成电路U2的1脚接放大电路5中电阻R3、R49的并联端，2脚接滤波电路2中电阻R84，3、4、7、9、10、11、12、13、14脚空接，5、6脚接地，8脚串接二极管D17后作为报警信号输出并接串接电阻R5接地，15、16脚接+3.3V电源，17脚接晶振X2和电容C35的并联端，18脚串接晶振X2和电容C38的并联端，电容C35、C38的另一端接地，19、20脚接滤波电路；
所述的振动传感器电路4是传感器L1的1脚串接电阻R55后接+6V电源并接电容C1的一端，2脚接电阻R51一端并接地，电阻R51的另一端接电容C1的一端并接放大电路5中集成电路U5的2脚；
所述的放大电路5是集成电路U5的1脚接电阻R52、滑动电阻VR1的并联端，滑动电阻VR1的另一端接电阻R16，2脚接振动传感器电路4中电容C1，3脚接电阻R52、R6的中间端，电阻R6的另一端接二极管D4、电阻R4和电阻R15的并联端，电阻R4的另一端接+6V电源，二极管D4的另一端接地，电阻R15的另一端接电阻R54及集成电路U5的12脚，电阻R16的另一端接电阻R53、电容C3、电阻R40的并联端，电阻R53、电容C3的并联另一端接地，电阻R40的另一端接集成电路U5的13脚，电阻R54的另一端接集成电路U5的14脚及电阻R56的一端，集成电路U5的4、11脚接+6V电源，电阻R56的另一端接二极管D11、电容C20的并联端及集成电路U5的10脚，电容C20的另一端接地，二极管D11的另一端接电阻R60、R49、二极管D13的并联端及集成电路U5的8脚，电阻R60的另一端串接发光二极管D15后接地，电阻R49的另一端串接电阻R3后接地，并接处理器3中集成电路U2的1脚，二极管D13的的另一端串接电阻R57后接电阻R59、电容C22的并联端及集成电路U5的9脚，电阻R59的另一端接+6V电源，电容C22的另一端接地，实施例中集成电路U2为PIC16F819-I/SS，集成电路U5为LM324，集成电路U13为MMA7260，上述构成本发明的一种结构。
本装置由振动传感器电路4及放大电路5、重力加速度传感器点路1及滤波电路2、处理器3组成，处理器3的通用I/O接口与振动传感器电路4的输出端通过放大电路5相连接，处理器3的通用I/O接口与重力加速度传感器电路1的3个模拟量输出端通过滤波电路2相连接，滤波电路2为低通滤波器，其截止频率为100Hz，可以为由1kΩ的金属膜电阻和1uF陶瓷电容构成的一阶RC无源低通电路，滤除加速度传感器的高频响应和电路引入的其它高频干扰，提高系统工作可靠性。
处理器3的通用I/O接口与振动传感器电路4的输出端通过放大电路5相连接，振动传感器电路4在车辆受到碰触时，会输出微弱的电压信号，经过放大电路5放大为微处理器3能够识别的信号后，接入到微处理器3的I/O口，微处理器3检测到报警信号后，再检测重力加速度传感器电路1的输出数据，重力加速度传感器电路1在车辆受到碰撞、车辆倾斜时，其不同轴向会输出不同的电压数据，滤波电路2滤除加速度传感器的高频响应和电路引入的其它高频干扰，处理器3的I/O端，在程序控制下读取数据并进行A/D转换，然后与规定的阈值相比较，若超出规定的值，微处理器输出报警信号。
本发明的具体工作原理如下：
车辆被碰触时，振动传感器电路4中的振动传感器L1输出的微弱的电平信号，电平信号输入到比较放大器集成电路U5，经集成电路U5芯片内的三个放大器三次放大后输出到处理器3中的集成电路处理器U2的RA2引脚。
车辆被碰触时，重力加速度传感器电路1中的重力加速度传感器U13的三个轴向，即第15（Xout）、14（Yout）、13（Zout）引脚，输出不同的电平信号，三路输出信号分别经过电阻、电容组成的一阶RC无源低通电路滤除干扰信号后，输出到处理器3的19（RA0）、20（RA1）、2（RA3）引脚。
处理器3检测振动传感器和加速度传感器的信号输出,并对其记录和判断，当符合报警条件时，处理器3的8脚输出报警信号。
本装置能对车辆倾斜及轻微振动进行检测，对声波不敏感，不受声波干扰，可以准确检测出包括整车拖运在内的盗窃信息，扩大了检测范围，弥补了现有振动报警设备的不足，而且避免声波干扰和车辆经过造成的误报。
Claims (8)
1.一种车辆防盗检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1）处理器随时检测振动传感器和加速度传感器的信号输出；
2）振动传感器输出电压信号，经过放大电路放大后，输送到处理器进行分析处理；
3）加速度传感器输出的电平信号，通过滤波电路滤除加速度传感器的高频响应和电路引入的其它高频干扰后输送到处理器进行分析处理；
4）处理器对输入信号幅值进行比对，判断是否超过一个预定的阈值，当出现超过预定的阈值信号时直接输出报警信号，没有出现超过预定的阈值信号时返回步骤1；
5）处理器对振动传感器和加速度传感器输出的4路信号频率进行分析，当出现持续时间超过3秒、频率为非正常频率范围、幅值高于一个预定阈值时，输出报警信号，否则不输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的步骤1）中，处理器通过定时器设定检测周期为5ms，检测的输入信号包括1路振动传感器信号和3路重力加速度传感器信号，总检测周期为20ms。
3.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的步骤2）中处理器使用内部的A/D转换器对振动传感器输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
4.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的步骤3）中处理器分别读取重力加速度传感器输入端3路信号，使用处理器内的A/D转换器对输入的电压进行A/D转换，多次采样数据后，采用傅里叶变换算法，分析计算其频率，然后判断其波形幅值和频率是否均超过阈值，进行记录。
5.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的步骤4）中超过预定的阈值信号是车辆被重物敲打、脚踹、撬车锁、开车门情况下的传感器输出的一个最低的电压值。
6.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的步骤5）中预定阈值是车辆被手轻轻敲击情况下的传感器输出的较高的电压值，非正常频率范围为车门开启、车辆启动、撬锁、车辆被轻轻敲击情况下的频率范围。
7.根据权利要求1所述的一种车辆防盗检测方法，其特征在于所述的预定阈值、频率范围是提前测量，并存储在处理器中或与处理器连接的存储器中。
8.一种权利要求1所述的车辆防盗检测方法的装置，其特征在于重力加速度传感器电路（1）连接滤波电路（2），滤波电路（2）连接处理器（3），处理器（3）的通用I/O接口与振动传感器电路（4）的输出端通过放大电路（5）相连接，其中：
所述的重力加速度传感器电路（1）是集成电路U13的1脚串接电阻R11后接地，2脚串接电阻R7后接地，3脚接电容C24一端并连接+3.3V电源，4脚接地，5、6、7、8、9、10、11、16脚空，12脚接+3.3V电源，13、14、15分别接滤波电路（2），电容C24的另一端接地；
所述的滤波电路（2）是电阻R82、R83、R84的一端分别接重力加速度传感器电路（1），另一端分别串接电容C33、C26、C25接地并连接处理器（3）；
所述的处理器（3）是集成电路U2的1脚接放大电路（5），2脚接滤波电路（2），3、4、7、9、10、11、12、13、14脚空，5、6脚接地，8脚串接二极管D17后作为报警信号输出并接串接电阻R5接地，15、16脚接+3.3V电源；17脚接晶振X2和电容C35的并联端，18脚串接晶振X2和电容C38的并联端，电容C35、C38的另一端接地，19、20脚接滤波电路；
所述的振动传感器电路（4）是传感器L1的1脚串接电阻R55后接+6V电源并接电容C1的一端，2脚接电阻R51一端并接地，电阻R51的另一端接电容C1的一端并接放大电路（5）；
所述的放大电路（5）是集成电路U5的1脚接电阻R52、滑动电阻VR1的并联端，滑动电阻VR1的另一端接电阻R16，2脚接振动传感器电路（4），3脚接电阻R52、R6的中间端，电阻R6的另一端接二极管D4、电阻R4和电阻R15的并联端，电阻R4的另一端接+6V电源，二极管D4的另一端接地，电阻R15的另一端接电阻R54及集成电路U5的12脚，电阻R16的另一端接电阻R53、电容C3、电阻R40的并联端，电阻R53、电容C3的并联另一端接地，电阻R40的另一端接集成电路U5的13脚，电阻R54的另一端接集成电路U5的14脚及电阻R56的一端，集成电路U5的4脚接+6V电源，11脚接地，电阻R56的另一端接二极管D11、电容C20的并联端及集成电路U5的10脚，电容C20的另一端接地，二极管D11的另一端接电阻R60、R49、二极管D13的并联端及集成电路U5的8脚，电阻R60的另一端串接发光二极管D15后接地，电阻R49的另一端串接电阻R3后接地，并接处理器3中集成电路U2的1脚，二极管D13的的另一端串接电阻R57后接电阻R59、电容C22的并联端及集成电路U5的9脚，电阻R59的另一端接+6V电源，电容C22的另一端接地。
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