CN107539271A - 低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法，属于汽车防盗技术领域，包括监控管理平台、手机终端和防盗车监测模块，监控管理平台通过无线网络分别与手机终端和防盗车监测模块连接通讯，其中防盗车监测模块设置在车辆上，包括车辆监测报警模块和加解密通信模块，车辆监测报警模块与车辆上的执行机构连接，加解密通信模块与手机终端连接实现数据通讯，手机终端内部设有安全芯片，安全芯片位于手机终端内部的主板上且与主板上的应用处理器芯片和基带芯片连接通讯，手机终端中设有与安全芯片配套使用的手机终端APP，能够实时监测车辆情况，并在车辆被盗时采取相应的保护措施，通信安全性高，解决了现有技术中出现的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法，属于汽车防盗技术领域。
背景技术
汽车防盗系统发展迅速、市场上已有的车辆防盗系统从早期的单向防盗器，发展到双向防盗器。但已有的汽车防盗系统存在易被外界干扰产生误报，且其安全密码破解难度低，很容易被截获，以上汽车防盗系统为汽车用户提供便利的同时，也存在无法对被盗车辆进行实时准确定位跟踪，报警通信距离有限，通信容易被干扰，安全等级不够高以至于难以抵御黑客攻击等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法，能够实时监测车辆情况，并在车辆被盗时采取相应的保护措施，通信安全性高，解决了现有技术中出现的问题。
本发明所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，包括监控管理平台、手机终端和防盗车监测模块，监控管理平台通过无线网络分别与手机终端和防盗车监测模块连接通讯，其中防盗车监测模块设置在车辆上，包括车辆监测报警模块和加解密通信模块，车辆监测报警模块连接加解密通信模块，车辆监测报警模块与车辆上的执行机构连接，加解密通信模块与手机终端连接实现数据通讯，手机终端内部设有安全芯片，安全芯片位于手机终端内部的主板上且与主板上的应用处理器芯片和基带芯片连接通讯，手机终端中设有与安全芯片配套使用的手机终端APP。
内置安全芯片的手机终端及手机终端APP可以打开/关闭报警功能，设定车辆安全地理围栏，设定车辆被盗后处理方式，通过互联网接收报警信息，进行身份认证，车辆处在静止、运行或拖动状态，防盗车监测模块可以监测到车辆被盗，通过加解密通信模块向监控管理平台发送报警信息，监控管理平台收到车辆被盗的信息后首先解密，然后认证车辆身份，认证通过后，监控管理平台下发通知信息到手机端，在监控管理平台数字地图上定位、跟踪该车辆，按照系统设定，手机终端APP跟踪被盗车辆。由防盗车监测模块或监控管理平台发出指令，由被盗车辆相关模块执行锁死被盗车辆的车门、发动机的动作。
所述的监控管理平台包括接入互联网的服务器、硬件加解密机和密钥机，服务器分别连接硬件加解密机和密钥机，硬件加解密机完成接收数据的解密，发送数据的加密，服务器运行操作系统软件、运维管理软件，密钥机实现密钥的生成和存储。
监控管理平台负责信息的接收和发送，硬件加解密机完成接收数据的解密，发送数据的加密，服务器接入无线网络运行操作系统软件、运维管理软件，密钥机负责密钥的生成、存储等密钥管理工作，监控管理平台是手机端与汽车端的交互中介，完成数据的加解密，认证手机端是否为合法用户，接受汽车端对其的身份认证，接受手机端的网络访问请求，下发加密信息到汽车端。
所述的车辆监测报警模块包括监测模块和报警模块，监测模块连接报警模块，监测模块实现车辆速度、加速度、位置信息和振动信息的监测，监测模块通过车辆内的CAN接口连接汽车内部的CAN网络，通过CAN网络连接执行部件，执行机构包括车辆内开关门的执行机构和车辆发动机开关的执行机构。
监测模块通过配备监测元件或连接车辆内部的监测元件来监测车速、车辆加速度、车辆位置变动信息，对监测结果进行分析，判断车辆是否被盗，如果判断结果是车辆被盗，借助加解密通信模块向监控管理平台发送车辆报警信息，按照系统设定，由监测模块发出指令，使车辆内开关门的执行机构和车辆发动机开关的执行机构锁死被盗车辆的车门、发动机的动作。
所述的加解密通信模块包括内置的安全芯片模块和无线通讯模块，安全芯片模块与手机终端中的安全芯片为对应关系，无线通讯模块包括WIFI模块/蓝牙模块/移动通信模块中的一种或多种，在有网络的情况下无线通讯模块与手机终端APP实现数据通讯，无网络的情况下无线通讯模块与手机终端中的蓝牙传输模块实现信息交互。
加解密通信模块是内置安全芯片模块的多通信制式移动通信模块，具有加密通信、数据加解密、身份认证等功能，同时具有无线通讯模块，无线通讯模块为WIFI模块/蓝牙模块/移动通信模块，移动通信模块为3G/4G/5G通讯模块，与带无线通讯功能的手机终端进行通信。
所述的安全芯片位于手机终端主板上的基带芯片与应用处理器芯片之间，且分别通过USB/UART接口连接基带芯片和应用处理器芯片，安全芯片内部设有加解密功能模块和存储密钥模块，加解密功能模块用于接收基带芯片传输的数据并进行加解密处理，并将加解密的数据传输至应用处理器芯片，存储密钥模块用于储存用户身份密钥。
主板内置安全芯片的手机终端，根据现有手机的不同以及根据负责通信的基带芯片，运行操作系统及上层应用软件的应用处理器芯片是分开的两颗芯片，还是集成的单颗芯片的不同，一般有两种实现方式：
第一种实现方式：基带芯片、应用处理器芯片是分开的两颗芯片，基带芯片选择基带芯片内置的USB/UART接口之一作为与应用处理器芯片的数据连接接口，即基带芯片内置的USB/UART接口连接应用处理器芯片的USB/UART接口，同时，基带芯片选择常见的基带芯片内置的USB接口、UART接口之一作为与安全芯片的数据连接接口，即基带芯片内置的USB/UART接口连接安全芯片的USB/UART接口，然后，安全芯片处理过的数据要传给应用处理器芯片，故安全芯片又通过其内置的USB/UART等接口连接应用处理器芯片，这样，跑在应用处理器芯片之上的手机终端APP就可以获得解密的数据，把待加密的数据发送给安全芯片。
第二种实现方式：基带芯片、应用处理器芯片是两颗芯片集成为一颗芯片，基带和应用处理器在芯片内部通过电路连接实现数据通信，这时把数据通过USB/UART接口输出给主板上的安全芯片，安全芯片把数据处理后，再次传回基带和应用处理器芯片内部，应用处理器芯片部分就可以获得解密的数据，把待加密的数据发给安全芯片。
所述的防盗车监测模块连接车辆电源和应急18650电池，采用ADC模拟数字转换采集、监测车辆电池供电信息，以判断车辆电源供电是否被切断。
支持车辆电源和应急18650电池双供电，用ADC模拟数字转换采集、监测车辆电池供电信息，以判断车辆电池供电是否被切断，如果车辆电池供电被切断，自动切换到应急18650电池供电，防盗车监测模块会判断为车辆被盗，自动发出报警信息，这时，只有车主使用所述内置安全芯片的手机终端，在手机终端APP中，停止防盗车盗车监测模块的报警，继而中止后续的锁死被盗车辆的车门、发动机的动作，避免误报行为。
本发明所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法，包括车辆设置防盗报警功能的步骤和车辆未设置防盗报警功能的步骤，其中车辆设置防盗报警功能包括以下步骤：
S1：车主在停车后开启防盗报警功能，车辆熄火停车后，防盗车监测模块开启车门监测；
S2：如果盗车人通过物理破坏方式强行打开车门，防盗车监测模块接收到熄火后车门再次开启的信号，向监控管理平台发送车门打开后车辆与手机终端之间身份认证的请求；
S3：监控管理平台认证车辆身份后，向车主手机终端下发车辆与手机终端之间身份认证的请求；
S4：车主手机终端收到带声音的车门开启身份认证弹窗消息，车主意识到不是自己开启车门，选择拒绝身份认证；
S5：盗车人无法与加解密通信模块实现合法的身份验证，监控管理平台反馈身份验证被拒绝的信息到防盗车监测模块，防盗车监测模块被启动，继而发出报警。
步骤S2中防盗车监测模块向监控管理平台认证的过程简要描述如下：防盗车监测模块接收到监控管理平台的控制指令后，生成一随机数RN1，使用车辆自己的车辆身份密钥加密后发送给监控管理平台；监控管理平台使用该车辆对应的车辆身份密钥解密后，对RN1进行变换得到RN1’，再使用车辆身份密钥对RN1’加密后返回给车辆；车辆解密得到RN1’明文，若逆变换得到RN1，则监控管理平台认证正确，防盗车监测模块执行该监控管理平台发出的控制指令。
步骤S3中监控管理平台对手机终端安全认证过程如下：监控管理平台生成随机数RN2，使用该手机终端对应的车主密钥加密后下发给手机终端；手机终端使用自己的车主密钥解密后，对RN2进行逆变换得到RN2’，再使用用户身份密钥对RN2’加密后返回给监控管理平台；监控管理平台解密得到RN2’明文，若逆变换得到RN2，则用户认证正确。
车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S11：车主在停车后开启防盗报警功能，并设置车辆安全地理围栏；
S12：盗车人不采用打开车门开走车辆的方式，采用拖动被盗车辆的方式，防盗车监测模块检测到车辆未点火运行，且车辆的位置偏离车辆安全地理围栏范围，判断车辆被盗；
S13：防盗车监测模块向监控管理平台发出报警信息，监控管理平台接收、解密报警信息，并认证车辆的身份；
S14：监控管理平台下发锁死车的指令给防盗车监测模块，同时反馈位置信息给公安机关，且监控管理平台向手机终端发送报警信息，由车主确认是否车辆因违章被拖动，如不是违章后被拖动，确认报警有效。
步骤S13中监控管理平台认证车辆的身份的过程简要描述如下：监控管理平台生成随机数RN3，使用该车辆对应的车辆身份密钥加密后下发给防盗车监测模块；防盗车监测模块使用自己的车辆身份密钥解密后，对RN3进行逆变换得到RN3’，再使用车辆身份密钥对RN3’加密后返回给监控管理平台；监控管理平台解密得到RN3’明文，若逆变换得到RN3，则车辆认证正确。
车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S21：车主在停车后开启防盗报警功能，忘记设置车辆安全地理围栏；
S22：防盗车监测模块开始工作，如果被盗车辆盗走后车辆处在拖动状态，车辆拖动过程中的振动会使得车辆振动监测持续获得数据；
S23：防盗车监测模块通过车辆位置变动监测，计算车辆位置信息变化情况，并根据以上信息判断是否车辆处在被盗后的拖动状态；一旦判断为被盗后的拖动状态，借助加解密通信模块向所述监控管理平台发出报警信息；
S24：监控管理平台接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，下发锁死车的指令给防盗车监测模块，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端发送报警信息，由车主确认是否车辆因违章被拖动，如不是违章后被拖动，确认报警有效。
步骤S24中监控管理平台接收、解密报警信息，并认证车辆的身份中车辆身份的认证过程如下：监控管理平台生成随机数RN4，使用该车辆对应的车辆身份密钥加密后下发给防盗车监测模块；防盗车监测模块使用自己的车辆身份密钥解密后，对RN4进行逆变换得到RN4’，再使用车辆身份密钥对RN4’加密后返回给监控管理平台；监控管理平台解密得到RN4’明文，若逆变换得到RN4，则车辆认证正确。
车辆未设置防盗报警功能包括以下步骤：
S31：车主在停车后未开启防盗报警功能，车主通过手机终端开启防盗车监测模块的防盗监测功能，开启车辆与车主身份认证；
S32：防盗车监测模块依据车速与加速度监测、车辆位置变动监测的结果，判断车辆是否处在被盗后行驶状态；
S33：车主手机终端APP拒绝接收到的身份认证请求后，防盗车监测模块给出判断结果为车辆被盗，发出锁死车门指令，借助车辆内部执行机构锁死车门，并向监控管理平台发出报警信息；
S34：监控管理平台接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，再次下发锁死车的指令给防盗车监测模块，防盗车监测模块通过车辆发动机开关的执行机构将车辆锁死，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端发送报警信息。
步骤S31中车辆向监控管理平台身份认证的过程简要描述如下：防盗车监测模块接收到监控管理平台的控制指令后，生成一随机数RN5，使用车辆自己的车辆身份密钥加密后发送给监控管理平台；监控管理平台使用该车辆对应的车辆身份密钥解密后，对RN5进行变换得到RN5’，再使用车辆身份密钥对RN5’加密后返回给车辆；车辆解密得到RN5’明文，若逆变换得到RN5，则监控管理平台认证正确，防盗车监测模块执行该监控管理平台发出的控制指令。
步骤S31中监控管理平台向手机终端安全认证过程如下：监控管理平台生成随机数RN6，使用该手机终端对应的车主密钥加密后下发给手机终端；手机终端使用自己的车主密钥解密后，对RN6进行逆变换得到RN6’，再使用用户身份密钥对RN6’加密后返回给监控管理平台；监控管理平台解密得到RN6’明文，若逆变换得到RN6，则用户认证正确。
步骤S2中车主与车辆之间实现身份认证包括车主和车辆在监控管理平台注册，当车主和车辆均通过监控管理平台完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，完成绑定后的车主与车辆之间可以实现身份认证，所述的车主在监控管理平台上注册包括以下步骤：
S41：车主通过手机终端APP输入手机终端注册所需信息，包含唯一的安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台提交注册请求；
S42：监控管理平台接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台同意、记录注册请求，并生成、下发车主密钥给手机终端；
S43：手机终端接收到车主密钥后，把车主密钥保存在手机安全芯片内部；
所述的车辆在监控管理平台上注册包括以下步骤：
S51：车主通过手机终端APP输入防盗车监测模块注册所需信息，包含唯一的车辆安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台提交注册请求；
S52：监控管理平台接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台同意、记录注册请求，并下发与该车辆对应的车主密钥给防盗车监测模块；
S53：防盗车监测模块认证监控管理平台的合法性后，接受车主密钥，并将该车主密钥作为车辆的身份密钥；
S54：防盗车监测模块保存车辆身份密钥到安全芯片模块内部，完成车主与车辆之间的合法的使用关系确认。
步骤S11中设置车辆安全地理围栏包括以下步骤：
S61：手机终端借助监控管理平台设置车辆安全地理围栏，手机终端APP存储有最新的车辆位置数据；
S62：手机终端APP里显示车辆所在的精确地理位置，精确到米，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的园，半径的长度由用户指定；
S63：步骤S62中圆圈内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，手机终端APP把车辆安全地理围栏的相关数据上传给监控管理平台，监控管理平台把数据下发给防盗车监测模块，防盗车监测模块即具备了车辆安全地理围栏的数据；
所述的步骤S11中设置车辆安全地理围栏还包括以下步骤：
S71：手机APP存储有最新的车辆位置数据，当手机终端与车辆在蓝牙通信范围内时，手机终端APP打开手机终端的蓝牙，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的圆，半径的长度由用户指定；
S72：上述圆内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，通过蓝牙接口，车辆与手机终端之间进行身份合法性认证；
S73：认证通过后，手机终端APP把车辆安全地理围栏相关的数据，通过蓝牙发送给防盗车监测模块的蓝牙通信子模块，防盗车监测模块即具备了车辆安全地理围栏的数据。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
提供一种低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法，能够实时监测车辆情况，并在车辆被盗时采取相应的保护措施，通信安全性高，以互联网为通信中介，解决了车主与被盗汽车之间报警距离受限的问题；同时针对车辆不同的被盗情况均能采取相应的保护措施，是车主及时追回被盗车辆；通信过程全程加密处理，以金融级的信息安全芯片为安全依托，解决了抗攻击能力不够强的问题；尤其针对汽车租赁管理、共享汽车管理做便利性、安全性的设计。
附图说明
图1为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统的电路连接框图；
图2为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统中监测模块监测数据的框图；
图3为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统中手机终端主板上安全芯片的一种连接方式框图；
图4为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统中手机终端主板上安全芯片的另一种连接方式框图；
图5为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车辆设置防盗报警功能第一种方式步骤流程图；
图6为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车辆设置防盗报警功能第二种方式的步骤流程图；
图7为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车辆设置防盗报警功能第三种方式的步骤流程图；
图8为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车辆未设置防盗报警功能的步骤流程图；
图9为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车主在监控管理平台上注册的步骤流程图；
图10为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中车辆在监控管理平台上注册的步骤流程图；
图11为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中设置车辆安全地理围栏的第一种方式步骤流程图；
图12为本发明低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法中设置车辆安全地理围栏的第二种方式的步骤流程图；
图中：1、手机终端；2、监控管理平台；3、防盗车监测模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
如图1所示，包括监控管理平台2、手机终端1和防盗车监测模块3，监控管理平台2通过无线网络分别与手机终端1和防盗车监测模块3连接通讯，其中防盗车监测模块3设置在车辆上，包括车辆监测报警模块和加解密通信模块，车辆监测报警模块连接加解密通信模块，车辆监测报警模块与车辆上的执行机构连接，加解密通信模块与手机终端1连接实现数据通讯，手机终端1内部设有安全芯片，安全芯片位于手机终端1内部的主板上且与主板上的应用处理器芯片和基带芯片连接通讯，手机终端1中设有与安全芯片配套使用的手机终端APP。
为了进一步说明上述实施例，监控管理平台2包括接入互联网的服务器、硬件加解密机和密钥机，服务器分别连接硬件加解密机和密钥机，硬件加解密机完成接收数据的解密，发送数据的加密，服务器运行操作系统软件、运维管理软件，密钥机实现密钥的生成和存储。
为了进一步说明上述实施例，如图2所示，车辆监测报警模块包括监测模块和报警模块，监测模块连接报警模块，监测模块实现车辆速度、加速度、位置信息和振动信息的监测，监测模块通过车辆内的CAN接口连接汽车内部的CAN网络，通过CAN网络连接执行部件，执行机构包括车辆内开关门的执行机构和车辆发动机开关的执行机构。
为了进一步说明上述实施例，加解密通信模块包括内置的安全芯片模块和无线通讯模块，安全芯片模块与手机终端1中的安全芯片为对应关系，无线通讯模块包括WIFI模块/3G模块/4G模块/5G模块一种或多种，在有网络的情况下无线通讯模块与手机终端APP实现数据通讯，无网络的情况下无线通讯模块与手机终端1中的蓝牙传输模块实现信息交互。
为了进一步说明上述实施例，安全芯片位于手机终端1主板上的基带芯片与应用处理器芯片之间，且分别通过USB/UART接口连接基带芯片和应用处理器芯片，安全芯片内部设有加解密功能模块和存储密钥模块，加解密功能模块用于接收基带芯片传输的数据并进行加解密处理，并将加解密的数据传输至应用处理器芯片，存储密钥模块用于储存用户身份密钥。
为了进一步说明上述实施例，防盗车监测模块3连接车辆电源和应急18650电池，采用ADC模拟数字转换采集、监测车辆电池供电信息，以判断车辆电源供电是否被切断。
如图3所示，基带芯片、应用处理器芯片是分开的两颗芯片，基带芯片选择基带芯片内置的USB/UART接口之一作为与应用处理器芯片的数据连接接口，即基带芯片内置的USB/UART接口连接应用处理器芯片的USB/UART接口，同时，基带芯片选择常见的基带芯片内置的USB接口、UART接口之一作为与安全芯片的数据连接接口，即基带芯片内置的USB/UART接口连接安全芯片的USB/UART接口，然后，安全芯片处理过的数据要传给应用处理器芯片，故安全芯片又通过其内置的USB/UART等接口连接应用处理器芯片，这样，跑在应用处理器芯片之上的手机终端APP就可以获得解密的数据，把待加密的数据发送给安全芯片。
如图4所示，基带芯片、应用处理器芯片是两颗芯片集成为一颗芯片，基带和应用处理器在芯片内部通过电路连接实现数据通信，这时把数据通过USB/UART接口输出给主板上的安全芯片，安全芯片把数据处理后，再次传回基带和应用处理器芯片内部，应用处理器芯片部分就可以获得解密的数据，把待加密的数据发给安全芯片。
本实施例1的工作原理为：内置安全芯片的手机终端1及手机终端APP可以打开/关闭报警功能，设定车辆安全地理围栏，设定车辆被盗后处理方式，通过互联网接收报警信息，进行身份认证，车辆处在静止、运行或拖动状态，防盗车监测模块3可以监测到车辆被盗，通过加解密通信模块向监控管理平台2发送报警信息，监控管理平台2收到车辆被盗的信息后首先解密，然后认证车辆身份，认证通过后，监控管理平台2下发通知信息到手机终端1，在监控管理平台2数字地图上定位、跟踪该车辆，按照系统设定，手机终端APP跟踪被盗车辆，由防盗车监测模块3或监控管理平台2发出指令，由被盗车辆相关模块执行锁死被盗车辆的车门、发动机的动作。
安全芯片中的加解密算法可以为DES、3DES、AES、RSA、国密算法SM1/SM2/SM3/SM4/SM7等算法。
实施例2：
如图5所示，本发明所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统方法，包括车辆设置防盗报警功能的步骤和车辆未设置防盗报警功能的步骤，其中车辆设置防盗报警功能包括以下步骤：
S1：车主在停车后开启防盗报警功能，车辆熄火停车后，防盗车监测模块3开启车门监测；
S2：如果盗车人通过物理破坏方式强行打开车门，防盗车监测模块3接收到熄火后车门再次开启的信号，向监控管理平台2发送车门打开后车与手机终端1之间身份认证的请求；
S3：监控管理平台2认证车辆身份后，向车主手机终端1下发车与手机之间身份认证的请求；
S4：车主手机终端1收到带声音的车门开启身份认证弹窗消息，车主意识到不是自己开启车门，选择拒绝身份认证；
S5：盗车人无法与加解密通信模块实现合法的身份验证，监控管理平台2反馈身份验证被拒绝的信息到防盗车监测模块3，防盗车监测模块3被启动，继而发出报警。
如图9所示，步骤S2中车主与车辆之间实现身份认证包括车主和车辆在监控管理平台2注册，当车主和车辆均通过监控管理平台2完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，所述的车主在监控管理平台2上注册包括以下步骤：
S41：车主输入手机终端1注册所需信息，包含唯一的安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台2提交注册请求；
S42：监控管理平台2接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台2同意、记录注册请求，并生成、下发车主密钥给手机终端1；
S43：手机终端1接收到用户密钥后，把用户密钥保存在手机安全芯片内部；
如图10所示，车辆在监控管理平台2上注册包括以下步骤：
S51：车主通过手机终端APP输入防盗车监测模块3注册所需信息，包含唯一的车辆安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台2提交注册请求；
S52：监控管理平台2接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台2同意、记录注册请求，并下发与该车辆对应的车主密钥给防盗车监测模块3；
S53：防盗车监测模块3认证监控管理平台2的合法性后，接受车主密钥，并将该车主密钥作为车辆的身份密钥；
S54：防盗车监测模块3保存车辆身份密钥到安全芯片模块内部，完成车主与车辆之间的合法的使用关系确认。
本实施例2的工作原理为：不同于其他防盗方式，当车辆的车门被强制性打开时，采取声音报警等显性措施，本发明采取不惊动盗车人却也能保证车辆安全方式，防盗车盗车监测模块3以手机终端1内部的安全芯片与加解密通信模块内部的安全芯片模块之间的身份认证结果作为开启/关闭防盗报警的开关，可以设定车辆处在行驶状态时，每隔一段设定的时间进行一次身份认证，如果设定为每隔一段设定的时间进行一次身份认证，且身份认证结果正确，防盗车监测模块3将自动关闭，以节省功耗；
行驶状态下，如果身份认证不正确，防盗车监测模块3将自动开启防盗报警，车主停车熄火离开汽车后，防盗车监测模块3会记录本次车辆操作及状态，一旦车门被再次打开，防盗车监测模块3会向手机终端APP发出身份认证请求，手机终端APP收到身份认证请求后，先有带声音的弹窗消息，通知车门打开后发生了身份认证，用户确认合法后，身份认证后台进程会自动完成身份认证，而如果开启车门的是盗贼，因其无法完成身份认证，防盗车监测模块3将开启防盗报警；
当车辆不在身边，车主收到车门打开后身份认证的消息提示，即可判断为发生了盗车，选择拒绝身份认证，从而启动防盗车监测模块3的防盗报警，因对安全芯片的物理破坏、旁路、串改、掉电等导致的身份认证结果不通过，防盗车监测模块3也将开启防盗报警。
车主和车辆首先在监控管理平台2注册，借助所述监控管理平台2、安全芯片实现车主和车辆之间关系绑定后才能实现身份认证。
实施例3：
如图6所示，车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S11：车主在停车后开启防盗报警功能，并设置车辆安全地理围栏；
S12：盗车人不采用打开车门开走车辆的方式，采用拖动被盗车辆的方式，防盗车监测模块3检测到车辆未点火运行，且车辆的位置偏离车辆安全地理围栏范围，判断车辆被盗；
S13：防盗车监测模块3向监控管理平台2发出报警信息，监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份；
S14：监控管理平台2下发锁死车的指令给防盗车监测模块3，同时反馈位置信息给公安机关，且监控管理平台3向手机终端1发送报警信息。
如图11所示，步骤S11中设置车辆安全地理围栏包括以下步骤：
S61：手机终端借助监控管理平台2设置车辆安全地理围栏，手机终端APP存储有最新的车辆位置数据；
S62：手机终端APP里显示车辆所在的精确地理位置，精确到米，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的园，半径的长度由用户指定；
S63：步骤S62中圆圈内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，手机终端APP把车辆安全地理围栏的相关数据上传给监控管理平台2，监控管理平台2把数据下发给防盗车监测模块3，防盗车监测模块3即具备了车辆安全地理围栏的数据；
如图12所示，步骤S11中设置车辆安全地理围栏还包括以下步骤：
S71：手机APP存储有最新的车辆位置数据，当手机终端1与车辆在蓝牙通信范围内时，手机终端端APP打开手机终端1的蓝牙，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的圆，半径的长度由用户指定；
S72：上述圆内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，通过蓝牙接口，车辆与手机终端1之间进行身份合法性认证；
S73：认证通过后，手机终端APP把车辆安全地理围栏相关的数据，通过蓝牙发送给防盗车监测模块3的蓝牙通信子模块，防盗车监测模块3即具备了车辆安全地理围栏的数据。
上述步骤中车主与车辆之间实现身份认证包括车主和车辆在监控管理平台2注册，当车主和车辆均通过监控管理平台2完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，车主在监控管理平台2上注册的步骤流程和车辆在监控管理平台2上注册的步骤流程参照实施例2中实施。
本实施例3的工作原理为：针对有些车辆防盗专利对车辆被盗后拖走无有效的举措，车主在停车后开启防盗报警，并设置车辆安全地理围栏，盗车人不采用打开车门开走汽车的方式，而是采用拖动被盗车辆的方式，防盗车监测模块3检测到车辆未点火运行，且车辆的位置偏离车辆安全地理围栏范围，判断车辆被盗，于是向监控管理平台2发出报警信息，监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，下发锁死车的指令给汽车，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端1发送报警信息。
车辆熄火后，手机终端APP可以给防盗车监测模块设置车辆安全地理围栏，在下一次车辆点火启动前，防盗车监测模块3会定时监测车辆是否处在车辆安全地理围栏范围内，如果离开车辆安全地理围栏，则开启防盗报警功能，设置车辆安全地理围栏有两种方式：方式一，手机终端APP借助所述监控管理平台设置车辆安全地理围栏；方式二，手机终端APP打开所在手机终端1的蓝牙，借助防盗车监测模块的蓝牙通信子模块设置车辆安全地理围栏。
实施例4：
车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S21：车主在停车后开启防盗报警功能，忘记设置车辆安全地理围栏；
S22：防盗车监测模块3开始工作，如果被盗车辆盗走后车辆处在拖动状态，车辆拖动过程中的振动会使得车辆振动监测持续获得数据；
S23：防盗车监测模块3通过车辆位置变动监测，计算车辆位置信息变化情况，并根据以上信息判断是否车辆处在被盗后的拖动状态；一旦判断为被盗后的拖动状态，借助加解密通信模块向所述监控管理平台2发出报警信息；
S24：监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，下发锁死车的指令给防盗车监测模块2，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端1发送报警信息。
上述步骤中车主与车辆之间实现身份认证包括车主和车辆在监控管理平台2注册，当车主和车辆均通过监控管理平台2完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，车主在监控管理平台2上注册的步骤流程和车辆在监控管理平台2上注册的步骤流程参照实施例2中实施。
本实施例4工作原理为：借助多种车载传感器的综合运用，忘记设置车辆安全地理围栏也能防盗，车主在停车后开启防盗报警，忘记设置车辆安全地理围栏，防盗车监测模块3开始工作，如果被盗车辆盗走后车辆处在拖动状态，车辆拖动过程中的振动会使得车辆振动监测持续获得数据，同时，决策单元通过车辆位置变动监测，计算车辆位置信息变化情况，决策单元根据以上信息判断是否车辆处在被盗后的拖动状态，一旦判断为被盗后的拖动状态，决策单元借助通信模块，于是向监控管理平台2发出报警信息，监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，下发锁死车的指令给汽车，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端1发送报警信息。
实施例5：
车辆未设置防盗报警功能包括以下步骤：
S31：车主在停车后未开启防盗报警功能，车主通过手机终端1开启防盗车监测模块3的防盗监测功能，开启车辆与车主身份认证；
S32：防盗车监测模块3依据车速与加速度监测、车辆位置变动监测的结果，判断车辆是否处在被盗后行驶状态；
S33：车主手机终端APP拒绝接收到的身份认证请求后，防盗车监测模块3给出判断结果为车辆被盗，发出锁死车门指令，借助车辆内部执行机构锁死车门，并向监控管理平台2发出报警信息；
S34：监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，再次下发锁死车的指令给防盗车监测模块，防盗车监测模块3通过车辆发动机开关的执行机构将车辆锁死，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端1发送报警信息。
上述步骤中车主与车辆之间实现身份认证包括车主和车辆在监控管理平台2注册，当车主和车辆均通过监控管理平台2完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，车主在监控管理平台2上注册的步骤流程和车辆在监控管理平台2上注册的步骤流程参照实施例2中实施。
本实施例5的工作原理为：当车辆离车主太远，超出控制距离时，车辆被盗后无法补救，针对车主忘记设置防盗措施的情况，车辆被开走后也能实施相应的措施，车主在停车后忘记开启防盗报警，如果被盗车辆处在行驶状态后，车主通过手机开启防盗车监测模块3的防盗监测功能，开启车辆与车主身份认证，决策单元依据车速与加速度监测、车辆位置变动监测的结果，判断车辆是否处在被盗后行驶状态。当车主手机终端APP拒绝接收到的身份认证请求后，决策单元会给出判断结果为车辆被盗，发出锁死车门指令，借助汽车相关模块锁死车门，使盗车人无法打开车门，防盗车监测模块3向所述监控管理平台2发出报警信息，监控管理平台2接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，再次下发锁死车的指令给汽车，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端1发送报警信息。
采用以上结合附图描述的本发明的实施例的低功耗高安全车辆防盗追踪系统及其方法，能够实时监测车辆情况，并在车辆被盗时采取相应的保护措施，通信安全性高，解决了现有技术中出现的问题。但本发明不局限于所描述的实施方式，在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：包括监控管理平台(2)、手机终端(1)和防盗车监测模块(3)，所述的监控管理平台(2)通过无线网络分别与手机终端(1)和防盗车监测模块(3)连接通讯，其中防盗车监测模块(3)设置在车辆上，包括车辆监测报警模块和加解密通信模块，车辆监测报警模块连接加解密通信模块，车辆监测报警模块与车辆上的执行机构连接，加解密通信模块与手机终端(1)连接实现数据通讯，手机终端(1)内部设有安全芯片，安全芯片位于手机终端(1)内部的主板上且与主板上的应用处理器芯片和基带芯片连接通讯，手机终端(1)中设有与安全芯片配套使用的手机终端APP。
2.根据权利要求1所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：所述的监控管理平台(2)包括接入互联网的服务器、硬件加解密机和密钥机，服务器分别连接硬件加解密机和密钥机，硬件加解密机完成接收数据的解密，发送数据的加密，服务器运行操作系统软件、运维管理软件，密钥机实现密钥的生成和存储。
3.根据权利要求1所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：所述的车辆监测报警模块包括监测模块和报警模块，监测模块连接报警模块，监测模块实现车辆速度、加速度、位置信息和振动信息的监测，监测模块通过车辆内的CAN接口连接汽车内部的CAN网络，通过CAN网络连接执行部件，执行部件包括车辆内开关门的执行机构和车辆发动机开关的执行机构。
4.根据权利要求1所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：所述的加解密通信模块包括内置的安全芯片模块和无线通讯模块，安全芯片模块与手机终端(1)中的安全芯片为对应关系，无线通讯模块包括WIFI模块/蓝牙模块/移动通信模块中的一种或多种，在有网络的情况下无线通讯模块与手机终端APP实现数据通讯，无网络的情况下无线通讯模块与手机终端(1)中的蓝牙传输模块实现信息交互。
5.根据权利要求1所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：所述的安全芯片位于手机终端(1)主板上的基带芯片与应用处理器芯片之间，且分别通过USB/UART接口连接基带芯片和应用处理器芯片，安全芯片内部设有加解密功能模块和存储密钥模块，加解密功能模块用于接收基带芯片传输的数据并进行加解密处理，并将加解密的数据传输至应用处理器芯片，存储密钥模块用于储存用户身份密钥。
6.根据权利要求1所述的低功耗高安全车辆防盗追踪系统，其特征在于：所述的防盗车监测模块(3)连接车辆电源和应急18650电池，采用ADC模拟数字转换采集、监测车辆电池供电信息，以判断车辆电源供电是否被切断。
7.一种根据权利要求1-5任一所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：所述的方法包括车辆设置防盗报警功能的步骤和车辆未设置防盗报警功能的步骤，其中车辆设置防盗报警功能包括以下步骤：
S1：车主在停车后开启防盗报警功能，车辆熄火停车后，防盗车监测模块(3)开启车门监测；
S2：如果盗车人通过物理破坏方式强行打开车门，防盗车监测模块(3)接收到熄火后车门再次开启的信号，向监控管理平台(2)发送车门打开后车辆与手机终端(1)之间身份认证的请求；
S3：监控管理平台(2)认证车辆身份后，向车主手机终端(1)下发车辆与手机终端(1)之间身份认证的请求；
S4：车主手机终端(1)收到带声音的车门开启身份认证弹窗消息，车主意识到不是自己开启车门，选择拒绝身份认证；
S5：盗车人无法与加解密通信模块实现合法的身份验证，监控管理平台(2)反馈身份验证被拒绝的信息到防盗车监测模块(3)，防盗车监测模块(3)被启动，继而发出报警。
8.根据权利要求7所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S11：车主在停车后开启防盗报警功能，并设置车辆安全地理围栏；
S12：盗车人不采用打开车门开走车辆的方式，采用拖动被盗车辆的方式，防盗车监测模块(3)检测到车辆未点火运行，且车辆的位置偏离车辆安全地理围栏范围，判断车辆被盗；
S13：防盗车监测模块(3)向监控管理平台(2)发出报警信息，监控管理平台(2)接收、解密报警信息，并认证车辆的身份；
S14：监控管理平台(2)下发锁死车的指令给防盗车监测模块(3)，同时反馈位置信息给公安机关，且监控管理平台(3)向手机终端(1)发送报警信息，由车主确认是否车辆因违章被拖动，如不是违章后被拖动，确认报警有效。
9.根据权利要求7所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：车辆设置防盗报警功能还包括以下步骤：
S21：车主在停车后开启防盗报警功能，忘记设置车辆安全地理围栏；
S22：防盗车监测模块(3)开始工作，如果被盗车辆盗走后车辆处在拖动状态，车辆拖动过程中的振动会使得车辆振动监测持续获得数据；
S23：防盗车监测模块(3)通过车辆位置变动监测，计算车辆位置信息变化情况，并根据以上信息判断是否车辆处在被盗后的拖动状态；一旦判断为被盗后的拖动状态，借助加解密通信模块向所述监控管理平台(2)发出报警信息；
S24：监控管理平台(2)接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，下发锁死车的指令给防盗车监测模块(2)，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端(1)发送报警信息，由车主确认是否车辆因违章被拖动，如不是违章后被拖动，确认报警有效。
10.根据权利要求7所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：车辆未设置防盗报警功能包括以下步骤：
S31：车主在停车后未开启防盗报警功能，车主通过手机终端(1)开启防盗车监测模块(3)的防盗监测功能，开启车辆与车主身份认证；
S32：防盗车监测模块(3)依据车速与加速度监测、车辆位置变动监测的结果，判断车辆是否处在被盗后行驶状态；
S33：车主手机终端APP拒绝接收到的身份认证请求后，防盗车监测模块(3)给出判断结果为车辆被盗，发出锁死车门指令，借助车辆内部执行机构锁死车门，并向监控管理平台(2)发出报警信息；
S34：监控管理平台(2)接收、解密报警信息，并认证车辆的身份，再次下发锁死车的指令给防盗车监测模块，防盗车监测模块(3)通过车辆发动机开关的执行机构将车辆锁死，然后反馈位置信息给公安机关，同时向手机终端(1)发送报警信息。
11.根据权利要求7、8、9或10所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：所述车主与车辆之间实现身份认证的步骤包括车主和车辆在监控管理平台(2)注册，当车主和车辆均通过监控管理平台(2)完成注册后即可实现车主和车辆之间关系绑定，完成绑定后的车主与车辆之间可以实现身份认证，所述的车主在监控管理平台(2)上注册包括以下步骤：
S41：车主通过手机终端APP输入手机终端(1)注册所需信息，包含唯一的安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台(2)提交注册请求；
S42：监控管理平台(2)接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台(2)同意、记录注册请求，并生成、下发车主密钥给手机终端(1)；
S43：手机终端(1)接收到车主密钥后，把车主密钥保存在手机安全芯片内部；
所述的车辆在监控管理平台(2)上注册包括以下步骤：
S51：车主通过手机终端APP输入防盗车监测模块(3)注册所需信息，包含唯一的车辆安全芯片ID号在内的相关注册信息经安全芯片加密后生成加密后的注册信息，然后向监控管理平台(2)提交注册请求；
S52：监控管理平台(2)接收注册请求，解密注册相关的信息，以安全芯片ID号是否有效作为判断依据，如果是合法的安全芯片ID号，监控管理平台(2)同意、记录注册请求，并下发与该车辆对应的车主密钥给防盗车监测模块(3)；
S53：防盗车监测模块(3)认证监控管理平台(2)的合法性后，接受车主密钥，并将该车主密钥作为车辆的身份密钥；
S54：防盗车监测模块(3)保存车辆身份密钥到安全芯片模块内部，完成车主与车辆之间的合法的使用关系确认。
12.根据权利要求8所述的低功耗高安全车辆防盗追踪方法，其特征在于：步骤S11中设置车辆安全地理围栏包括以下步骤：
S61：手机终端(1)借助监控管理平台(2)设置车辆安全地理围栏，手机终端APP存储有最新的车辆位置数据；
S62：手机终端APP里显示车辆所在的精确地理位置，精确到米，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的园，半径的长度由用户指定；
S63：步骤S62中圆圈内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，手机终端APP把车辆安全地理围栏的相关数据上传给监控管理平台(2)，监控管理平台(2)把数据下发给防盗车监测模块(3)，防盗车监测模块(3)即具备了车辆安全地理围栏的数据；
所述的步骤S11中设置车辆安全地理围栏还包括以下步骤：
S71：手机APP存储有最新的车辆位置数据，当手机终端(1)与车辆在蓝牙通信范围内时，手机终端APP打开手机终端(1)的蓝牙，以车辆为圆心，在车辆周围画个指定半径的圆，半径的长度由用户指定；
S72：上述圆内的位置就在车辆安全地理围栏范围内，通过蓝牙接口，车辆与手机终端(1)之间进行身份合法性认证；
S73：认证通过后，手机终端APP把车辆安全地理围栏相关的数据，通过蓝牙发送给防盗车监测模块(3)的蓝牙通信子模块，防盗车监测模块(3)即具备了车辆安全地理围栏的数据。
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