CN106043228A - 基于车联网的安全系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车联网的安全系统，该系统采用了传感器技术实时采集车辆状态信息和运动轨迹，利用4G网络传输模块对车辆状态信息向用户进行传输，提高了车辆的安全性和和报警的及时性。

Description

基于车联网的安全系统
所属技术领域
本发明涉及一种基于车联网的安全系统。
背景技术
物联网IOT概念的提出，加快了社会的信息化和网络化进程。车联网作为物联网的典型应用，利用车载电子传感装置，通过网络完成信息交换，使车与路、车与车、车与人之间的信息互联互通，对车辆和交通状况进行有效的智能监控。车联网明确了车、路、城市与人的互联互通，尤其应用于消防灭火抢险救援车辆管理上，促进了管理智能化、出警精准化和消防信息技术产业向更加现代化、网络化和智能化的方向发展。区别于传统的智能交通系统ITS，车联网更注重车与车、车与人之间的交互通信，通过提取更多车辆行驶参数和系统数据来保障车辆行驶安全、规避道路拥塞、提高车辆间协同作战水平。
汽车安全系统，是车载信息系统的一个重要组成部分，为汽车的安全提供重要的保障。目前，汽车监控器的原理主要分为如下三类：短程监控和无线远程监控和GPS定位监控。常用的近距离声音监控器一般通过振动传感器感知被保护物体(如汽车或保险箱)的异常振动，然后驱动大功率声音报警。该监控方式缺点是监控距离短、对环境产生噪音污染、误报率高、监控器易被拆卸或遭破坏。普通无线监控器则是利用专有的无线电频率进行信息的监控，具有传输距离短、易受障碍物干扰等缺点。GPS定位报警器利用现代电子信息技术、航天技术和网络技术，实现汽车与车主的实时信息反馈，也具有存在“盲区”，费用较高等缺陷。
随着电子信息技术的飞速发展，传感器技术、车载网络、数据通讯、计算机处理技术和智能控制技术等被广泛应用于汽车安全系统中，汽车安全系统产品向高度智能化、功能多样化、终端移动化方向发展。
发明内容
本发明提供一种基于车联网的安全系统，该系统采用了传感器技术实时采集车辆状态信息和运动轨迹，利用4G网络传输模块对车辆状态信息向用户进行传输，提高了车辆的安全性和和报警的及时性。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于车联网的安全系统，该系统包括：
多个传感器单元，分别进行环境检测并产生对应的传感器数据；
微处理器，电连接该多个传感器单元，判断是否有任一该传感器数据为异常传感器数据；
存储模块，电连接该微处理器，用于储存传感器数据以及其他数据；
扬声器，电连接该微处理器，于任一该传感器数据被判断为该异常传感器数据时发出对应的警报；
北斗定位模块，电连接该微处理器，用于实时将车辆位置信息传输给该微处理器，及
4G无线数据发送模块，电性连接该微处理器，于任一该传感器数据为判断为该异常传感器数据且该微处理器判断需通知手机远程监控终端，对外传输该位置信息及传感器数据；
手机远程监控终端包括：4G无线数据接收模块、车辆状况识别模块、显示及报警模块和控制模块；所述4G无线数据接收模块，接收所述4G无线数据发送模块发送的车辆数据；控制模块用于对手机远程监控终端中各模块进行协调控制。
优选的，所述多个传感器单元至少包括：重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元，该重力传感器单元侦测车辆与地心之间的重力变化，该震动传感器单元则是侦测车辆受到撞击所产生的震动，该倾斜传感器单元侦测车辆受到撞击后相对地面的角度变化，而该三维角速度传感器单元则是侦测车辆受到搬动、撞击后的角度及方向变化，该位移传感器单元则是侦测车辆受到撞击、偷窃后的位移变化量。
优选的，所述存储模块可用于存储所述重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元所侦测车辆的任何变化并产生测量数据。
优选的，所述4G无线数据发送模块包括：
数据发送确定单元，用于确定发送格式化处理后的所述待处理异常传感器数据的发送协议；
数据发送单元，用于基于所述数据发送确定单元确定的所述发送协议将格式化处理后的所述待处理异常传感器数据发送至所述手机远程监控终端。
优选的，所述数据发送确定单元包括：
解析子单元，用于解析所述数据采集指令；其中，所述数据采集指令中还包含所述发送协议；
获取子单元，用于在所述解析子单元解析所述数据采集指令之后，获取并确定所述发送协议；
发送确定子单元，用于确定所述数据处理及传输平台中默认的或者选定的发送协议为所述发送协议。
优选的，所述传感器单元还包括方向传感器和加速度传感器，用于测量车辆运动时的方位信息和加速度信息，并用于形成车辆的运动轨迹。
优选的，形成车辆的运动轨迹方式如下：
设定至少一个固定物体作为位置参考点，通过4G无线数据发送模块将位置参考点的位置信息传递给手机远程监控终端；
用安装方向传感器和加速度传感器测量被车辆运动时的方位信息和加速度信息；
以所述当前的运动参考点的位置信息作为计算的起点，用所述车辆运动时的方位值和加速度值并结合车辆当前的运动参考点计算车辆的运动轨迹，并将所述车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中；
当车辆经过所述位置参考点时，通过4G无线数据发送模块将所述位置参考点的位置信息传递到手机远程监控终端中对所述车辆的运动轨迹进行修正，得到经过修正后的被车辆的运动轨迹，并将所述被车辆的经过修正后的车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中，将所述位置参考点设定为车辆当前的运动参考点；
多个车辆的运动参考点形成所述被监控对象的运动轨迹。
优选的，所述基于车联网的安全系统还包括：主电源和备用电源，其中该主电源会与车辆上车载电源进行电性连结，当车辆上的车载电源或是主电源被而切断后，基于车联网的安全系统启动备用电源供电。
本发明具有以下优点和有益效果：(1)传感器技术实时采集车辆状态信息和运动轨迹，使得车辆时刻处于监控中，极大提高了车辆的安全性；(2)采用4G无线传输技术，使得用户可通过手机远程监控终端快速实施的获知车辆的状态，提升了用户体验；(3)系统利用GPS定位和传感器技术相结合，在车辆丢失的情况下，可快速准确可靠的获知车辆的位置；(4)平台采用即时安全通信方式进行数据交换，可以保证数据传输的安全性，防止车辆信息泄露。
附图说明
图1示出了本发明的基于车联网的安全系统的框图以及与其配合使用的手机远程终端的框图。
图2示出了本发明的基于车联网的安全系统处理方法的流程图。
具体实施方式
图1是示出了基于车联网的安全系统1的框图以及与其配合使用的手机远程终端2的框图。
其中，基于车联网的安全系统1包括：多个传感器单元11，分别进行环境检测并产生对应的传感器数据；微处理器13，电连接该多个传感器单元11，判断是否有任一该传感器数据为异常传感器数据；存储模块14，电连接该微处理器13，用于储存传感器数据以及其他数据；扬声器15，电连接该微处理器13，于任一该传感器数据被判断为该异常传感器数据时发出对应的警报；北斗定位模块12，电连接该微处理器13，用于实时将车辆位置信息传输给该微处理器13，及4G无线数据发送模块16，电性连接该微处理器13，于任一该传感器数据为判断为该异常传感器数据且该微处理器判断需通知手机远程监控终端，对外传输该位置信息及传感器数据。
所述基于车联网的安全系统1还包括：主电源和备用电源，其中该主电源会与车辆上车载电源进行电性连结，当车辆上的车载电源或是主电源被而切断后，基于车联网的安全系统启动备用电源供电。
手机远程监控终端2包括：4G无线数据接收模块21、车辆状况识别模块22、显示及报警模块22和控制模块23；所述4G无线数据接收模块21，接收所述4G无线数据发送模块16发送的车辆数据；控制模块24用于对手机远程监控终端2中各模块进行协调控制。
所述多个传感器单元11至少包括：重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元，该重力传感器单元侦测车辆与地心之间的重力变化，该震动传感器单元则是侦测车辆受到撞击所产生的震动，该倾斜传感器单元侦测车辆受到撞击后相对地面的角度变化，而该三维角速度传感器单元则是侦测车辆受到搬动、撞击后的角度及方向变化，该位移传感器单元则是侦测车辆受到撞击、偷窃后的位移变化量。
所述存储模块14可用于存储所述重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元所侦测车辆的任何变化并产生测量数据。
所述4G无线数据发送模块16包括：
数据发送确定单元，用于确定发送格式化处理后的所述待处理异常传感器数据的发送协议；
数据发送单元，用于基于所述数据发送确定单元确定的所述发送协议将格式化处理后的所述待处理异常传感器数据发送至所述手机远程监控终端。
所述数据发送确定单元包括：
解析子单元，用于解析所述数据采集指令；其中，所述数据采集指令中还包含所述发送协议；
获取子单元，用于在所述解析子单元解析所述数据采集指令之后，获取并确定所述发送协议；
发送确定子单元，用于确定所述数据处理及传输平台中默认的或者选定的发送协议为所述发送协议。
所述传感器单元还包括方向传感器和加速度传感器，用于测量车辆运动时的方位信息和加速度信息，并用于形成车辆的运动轨迹。
形成车辆的运动轨迹方式如下：
设定至少一个固定物体作为位置参考点，通过4G无线数据发送模块将位置参考点的位置信息传递给手机远程监控终端；
用安装方向传感器和加速度传感器测量被车辆运动时的方位信息和加速度信息；
以所述当前的运动参考点的位置信息作为计算的起点，用所述车辆运动时的方位值和加速度值并结合车辆当前的运动参考点计算车辆的运动轨迹，并将所述车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中；
当车辆经过所述位置参考点时，通过4G无线数据发送模块将所述位置参考点的位置信息传递到手机远程监控终端中对所述车辆的运动轨迹进行修正，得到经过修正后的被车辆的运动轨迹，并将所述被车辆的经过修正后的车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中，将所述位置参考点设定为车辆当前的运动参考点；
多个车辆的运动参考点形成所述被监控对象的运动轨迹。
图2示出了利用本发明的基于车联网的安全系统进行定位分析的流程图。该方法具体包括如下步骤：
S1.多个传感器单元实时采集相关数据，北斗定位模块实时采集车辆位置信息数据；
S2.存储模块存储传感器数据和位置信息数据，微处理器实时处理和分析传感器数据和位置信息数据；
S3.微处理器发现传感器数据和/或位置信息数据异常后，通过扬声器发出警报声，并将相应数据发送给手机远程监控终端；
S4.手机远程监控终端接收数据，并对数据进行识别；
S5.将数据识别结果在显示终端上显示，并对异常情况对用户进行报警。
优选的，在步骤S1中至少包括基于方向传感器和加速度传感器，采集车辆运动时的方位信息数据和加速度信息数据的步骤。
优选的，在步骤S2中，至少包括基于车辆运动时的方位信息数据和加速度信息数据，生成车辆的运动轨迹数据的步骤。
优选的，在步骤S3中，至少包括将所述车辆的运动轨迹数据发送给手机远程监控终端的步骤。
优选的，在所述步骤S3中还包括：检测与手机远程监控终端的通讯连接是否正常的步骤；当检测到与手机远程监控终端的通讯连接异常时，发出启动运动轨迹记录指令，由基于车联网的安全系统的存储模块记录运动轨迹。
优选的，在所述步骤S3中，还包括如下步骤：故障恢复后，接收手机远程监控终端发出的运动轨迹上传指令；根据所述运动轨迹上传指令，将故障时间段内的运动轨迹数据上传至所述手机远程监控终端。根据所述运动轨迹上传指令，将故障时间段内存储模块中所存储的运动轨迹数据上传至所述手机远程监控终端，这样即便是基于车联网的安全系统与手机远程监控终端断开连接(所述基于车联网的安全系统被干扰或者屏蔽信号)时，手机远程监控终端依然能够获得车辆的正确轨迹信息，能够保证车辆的安全性，若在手机远程监控终端与手机远程监控终端断开连接期间，被车辆丢失(如被盗等)，用户仍然可以获得车辆的轨迹信息，对于追踪车辆有较大的帮助。
优选的，生成运动轨迹数据的具体流程如下：
设定至少一个固定物体作为位置参考点，通过4G无线数据发送模块将位置参考点的位置信息传递给手机远程监控终端；
用安装方向传感器和加速度传感器测量被车辆运动时的方位信息和加速度信息；
以所述当前的运动参考点的位置信息作为计算的起点，用所述车辆运动时的方位值和加速度值并结合车辆当前的运动参考点计算车辆的运动轨迹，并将所述车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中；
当车辆经过所述位置参考点时，通过4G无线数据发送模块将所述位置参考点的位置信息传递到手机远程监控终端中对所述车辆的运动轨迹进行修正，得到经过修正后的被车辆的运动轨迹，并将所述被车辆的经过修正后的车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中，将所述位置参考点设定为车辆当前的运动参考点；
多个车辆的运动参考点形成所述被监控对象的运动轨迹。
在步骤S4中，手机远程监控终端接收数据的流程如下：
S41.手机远程监控终端的4G无线数据模块的接收器接收车载终端4G无线数据发送模块发射器发送的数据；
S42.手机远程监控终端的4G无线数据模块的分发器将步骤S41中接收到的数据发送至手机远程监控终端的4G无线数据模块的数据生成器；
S43.分发器计算每秒分发数据的速率，并将该分发速率值传递给手机远程监控终端的4G无线数据模块的自适应控制器；
S44.手机远程监控终端的4G无线数据模块的流控器将自适应控制器产生的自适应值发送给手机远程监控终端的控制模块的频控器。
优选的，所述基于车联网的安全系统还包括主电源和备用电源，其中该主电源会与车辆上车载电源进行电性连结，在所述步骤S1中，如果在传感器单元数据采集时，当车辆上的车载电源或是主电源被而切断后，基于车联网的安全系统启动备用电源供电，继续保证传感器单元的正常数据采集。
优选的，在步骤S3和S4中，基于车联网的安全系统和手机远程监控终端的数据传输采用即时加密通信，即时加密通信前，基于车联网的安全系统临时产生会话密钥WK；手机远程监控终端获取基于车联网的安全系统的身份公钥和密钥协商基本公钥，然后和手机远程监控终端组成公私钥对来协商计算父滚动代表初始密钥N_CC，具体过程如下：
将T_SKA/T_PKA、NB_SKB/NB_PKB，通过椭圆曲线点乘算法，计算基于车联网的安全系统的密钥协商第一部分Part1；
基于车联网的安全系统基于车联网的安全系统密钥协商第一部分Part1＝DPSM2(TSKA，NBPKB)；
将NB_SKA/NB_PKA、T_SKB/T_PKB，通过椭圆曲线点乘算法，计算基于车联网的安全系统的密钥协商第二部分Part2；
基于车联网的安全系统密钥协商第二部分Part2＝DPSM2(NBSKA，TPKB)；
将NB_SKA/NB_PKA、NB_SKB/NB_PKB，通过椭圆曲线点乘算法，计算基于车联网的安全系统算发送方的密钥协商第三部分Part3；
基于车联网的安全系统密钥协商第三部分Part3＝DPSM2(NBSKA，NBPKB)；
将基于车联网的安全系统密钥协商第一部分Part1、基于车联网的安全系统密钥协商第二部分Part2、基于车联网的安全系统密钥协商第三部分Part3连接成基于车联网的安全系统密钥分量KM；
基于车联网的安全系统密钥分量KM＝Part1||Part2||Part3)；
将基于车联网的安全系统密钥分量KM和第一字符串用SM3算法压缩成256bit的基于车联网的安全系统的父滚动代表初始密钥N_CC；
初始密钥N_CC＝HSM3(KM||第一字符串)
根据椭圆曲线点乘算法特点，通过该计算过程，基于车联网的安全系统密钥和手机远程监控终端双方计算出一致的父滚动代表初始密钥N_CC。
如上所述，虽然根据实施例所限定的实施例和附图进行了说明，但对本技术领域具有一般知识的技术人员来说能从上述的记载中进行各种修改和变形。例如，根据与说明的技术中所说明的方法相不同的顺序来进行，和/或根据与说明的系统、结构、装置、电路等构成要素所说明的方法相不同的形态进行结合或组合，或根据其他构成要素或均等物进行替换或置换也可达成适当的效果。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于车联网的安全系统，该系统包括：
多个传感器单元，分别进行环境检测并产生对应的传感器数据；
微处理器，电连接该多个传感器单元，判断是否有任一该传感器数据为异常传感器数据；
存储模块，电连接该微处理器，用于储存传感器数据以及其他数据；
扬声器，电连接该微处理器，于任一该传感器数据被判断为该异常传感器数据时发出对应的警报；
北斗定位模块，电连接该微处理器，用于实时将车辆位置信息传输给该微处理器，及
4G无线数据发送模块，电性连接该微处理器，于任一该传感器数据为判断为该异常传感器数据且该微处理器判断需通知手机远程监控终端，对外传输该位置信息及传感器数据；
手机远程监控终端包括：4G无线数据接收模块、车辆状况识别模块、显示及报警模块和控制模块；所述4G无线数据接收模块，接收所述4G无线数据发送模块发送的车辆数据；控制模块用于对手机远程监控终端中各模块进行协调控制。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个传感器单元至少包括：重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元，该重力传感器单元侦测车辆与地心之间的重力变化，该震动传感器单元则是侦测车辆受到撞击所产生的震动，该倾斜传感器单元侦测车辆受到撞击后相对地面的角度变化，而该三维角速度传感器单元则是侦测车辆受到搬动、撞击后的角度及方向变化，该位移传感器单元则是侦测车辆受到撞击、偷窃后的位移变化量。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述存储模块可用于存储所述重力传感器单元、震动传感器单元、倾斜传感器单元、三维角速度传感器单元及位移传感器单元所侦测车辆的任何变化并产生测量数据。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述4G无线数据发送模块包括：
数据发送确定单元，用于确定发送格式化处理后的所述待处理异常传感器数据的发送协议；
数据发送单元，用于基于所述数据发送确定单元确定的所述发送协议将格式化处理后的所述待处理异常传感器数据发送至所述手机远程监控终端。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据发送确定单元包括：
解析子单元，用于解析所述数据采集指令；其中，所述数据采集指令中还包含所述发送协议；
获取子单元，用于在所述解析子单元解析所述数据采集指令之后，获取并确定所述发送协议；
发送确定子单元，用于确定所述数据处理及传输平台中默认的或者选定的发送协议为所述发送协议。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传感器单元还包括方向传感器和加速度传感器，用于测量车辆运动时的方位信息和加速度信息，并用于形成车辆的运动轨迹。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，形成车辆的运动轨迹方式如下：
设定至少一个固定物体作为位置参考点，通过4G无线数据发送模块将位置参考点的位置信息传递给手机远程监控终端；
用安装方向传感器和加速度传感器测量被车辆运动时的方位信息和加速度信息；
以所述当前的运动参考点的位置信息作为计算的起点，用所述车辆运动时的方位值和加速度值并结合车辆当前的运动参考点计算车辆的运动轨迹，并将所述车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中；
当车辆经过所述位置参考点时，通过4G无线数据发送模块将所述位置参考点的位置信息传递到手机远程监控终端中对所述车辆的运动轨迹进行修正，得到经过修正后的被车辆的运动轨迹，并将所述被车辆的经过修正后的车辆的运动轨迹存储在手机远程监控终端中，将所述位置参考点设定为车辆当前的运动参考点；
多个车辆的运动参考点形成所述被监控对象的运动轨迹。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，，所述基于车联网的安全系统还包括：主电源和备用电源，其中该主电源会与车辆上车载电源进行电性连结，当车辆上的车载电源或是主电源被而切断后，基于车联网的安全系统启动备用电源供电。
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