CN107867261B - 车辆车轮防盗系统及方法 - Google Patents

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Abstract

实施例包括一种车辆，该车辆包含：多个车轮，每个车轮包括压力传感器和无线收发器；中央收发器，该中央收发器配置为从每个无线收发器获得轮胎压力和信号强度信息；以及处理器，该处理器通信地连接到中央收发器并且配置为基于从包括在移除的车轮中的无线收发器获得的信号强度信息来检测车轮中的一个车轮的移除。其他实施例包括一种方法，该方法包含从分别连接到包括在车辆中的多个车轮的多个无线收发器中的每个来获得轮胎压力和信号强度信息；以及使用一个或多个处理器基于从包括在移除的车轮中的无线收发器获得的信号强度信息来检测车轮中的一个从车辆中的移除。

Description

车辆车轮防盗系统及方法
技术领域
本申请总体上涉及用于车辆车轮的防盗系统，并且更具体地，涉及跟踪从车辆移除的车轮。
背景技术
从车辆盗窃车轮或者未经授权的车轮移除已经成为越来越普遍的现象，特别是考虑到使用高端、昂贵材料的新车轮设计。防止车辆车轮盗窃的现有解决方案有几个缺陷。例如，一个现有的解决方案在每个车轮上放置专门的锁定或者防盗凸耳螺母，并且需要一个合适的插座钥匙来移除凸耳螺母。然而，车轮盗贼已经发现了规避或者使这种机械保护失效的方法。另一个现有的防盗系统将轮胎压力监测(TPM)传感器放置在每个车轮上，并且在传感器不能将轮胎压力信息传送给车辆的情况下来检测车轮的盗窃。响应于检测到盗窃，车辆远程信息处理单元向呼叫中心、公共机构或者车辆拥有者发出有关盗窃的通知。然而，一旦车轮从车辆移除，这样的解决方案就不能跟踪被盗的车轮。
虽然存在其他现有的可以跟踪被盗车轮的位置的防盗系统，例如使用由安装在车轮内部的跟踪设备发送的GPS数据，但是这些系统进一步增加了每个车轮的制造成本和复杂性并且消耗大量的电力。例如，一个这样的系统需要在每个车轮中安装和校准单独的专用防盗硬件，包括用于检测车轮的未授权移除的接近传感器、用于跟踪车轮的地理位置的GPS接收器、以及用于将车轮位置传送回车辆拥有者或者其他实体的附加无线通信电路。
因此，在本领域中仍然需要一种改进的车辆车轮防盗系统，该系统能够有效地跟踪从车辆移除的车轮，而且还使车轮的成本、复杂性和功率消耗最小化。
发明内容
本发明旨在通过提供一种改进的车辆车轮防盗系统和方法来解决上述和其它问题，其中除其他之外，该系统和方法将无线收发器放置在每个车轮中以将该车轮的轮胎压力信息传送到该车辆、并且使用相同的无线收发器来检测车轮从车辆的移除以及在车轮远离该车辆时跟踪移除的车轮的位置。
例如，一个实施例提供了一种车辆，包含：多个车轮，每个车轮包括压力传感器和无线收发器；配置为从每个无线收发器获得轮胎压力和信号强度信息的中央收发器；以及通信地连接到中央收发器并且配置为基于从包括在移除的车轮中的无线收发器获得的信号强度信息来检测车轮中的一个的移除的处理器。
根据本发明的一个实施例，每个车轮中的无线收发器从车轮的相应的压力传感器接收轮胎压力信息。
根据本发明的一个实施例，每个无线收发器配置为周期性地向中央收发器发送包含轮胎压力信息、信号强度信息和与无线收发器相关联的识别信息的无线信号。
根据本发明的一个实施例，车辆进一步包含通信地连接到处理器的远程信息处理单元，其中
处理器进一步配置为生成移除通知，移除通知包含跟踪移除的车轮的无线收发器的请求；和
远程信息处理单元配置为将移除通知发送到位于移除的无线收发器的无线传输范围内的一个或多个附近车辆。
根据本发明的一个实施例，移除通知包括定位包括在移除的车轮中的无线收发器并且从收发器获得当前信号强度信息的指令。
根据本发明的一个实施例，处理器进一步配置为基于通过一个或多个附近车辆从移除的车轮的无线收发器获得的当前信号强度信息来确定移除的车轮的估计位置。
根据本发明的一个实施例，远程信息处理单元将移除通知发送到远程服务器以分配给一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从远程服务器接收由一个或多个附近车辆从移除的车轮的无线收发器获得的当前信号强度信息。
根据本发明的一个实施例，远程信息处理单元将移除通知直接发送到一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从一个或多个附近车辆接收从移除的车轮的无线收发器获得的当前信号强度信息。
根据本发明的一个实施例，远程信息处理单元将移除通知发送到远程服务器以分配给一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从远程服务器接收包括在移除的车轮中的无线收发器的估计位置，该估计位置是基于由一个或多个附近车辆获得的当前信号强度信息。
根据本发明的一个实施例，包括在多个车轮中的每个中的无线收发器是长距离广域网(LoRaWAN)收发器。
根据本发明的一个实施例，中央收发器是配置为与多个车轮中的每个中的无线收发器进行通信的LoRaWAN收发器。
根据本发明的一个实施例，处理器进一步配置为，一旦接收到请求车辆跟踪从另一车辆移除的无线收发器的移除通知，就指示中央收发器定位由从另一车辆移除的无线收发器发送的无线信号并且从无线收发器获得信号强度信息。
另一示例实施例提供了一种方法，该方法包含从分别连接到包括在车辆中的多个车轮的多个无线收发器中的每个获得轮胎压力和信号强度信息；以及使用一个或多个处理器基于从包括在移除的车轮中的无线收发器获得的信号强度信息来检测车轮中的一个从车辆中的移除。
根据本发明的一个实施例，检测车轮中的一个的移除包括检测移除的车轮的无线收发器的信号强度的降低。
根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：
使用一个或多个处理器生成移除通知，移除通知包含跟踪移除的车轮的无线收发器的请求；和
将移除通知发送到位于包括在移除的车轮中的无线收发器的无线传输范围内的一个或多个附近车辆。
根据本发明的一个实施例，移除通知包括定位包括在移除的车轮中的无线收发器并且从无线收发器获得当前信号强度信息的指令。
根据本发明的一个实施例，方法进一步包含使用一个或多个处理器基于由一个或多个附近车辆获得的当前信号强度信息来确定移除的车轮相对于一个或多个附近车辆的估计位置。
根据本发明的一个实施例，确定估计位置包含：
从一个或多个附近车辆中的至少三个接收移除的无线收发器的当前信号强度信息；
接收至少三个附近车辆中的每个的地理位置信息；和
使用该至少三个附近车辆的地理位置和由该附近车辆获得的当前信号强度信息来对移除的无线收发器相对于该至少三个附近车辆的位置进行三角测量。
根据本发明的一个实施例，确定估计位置进一步包含基于由相应的附近车辆获得的当前信号强度信息来计算移除的无线收发器和至少三个附近车辆中的每个之间的距离。
根据本发明的一个实施例，方法进一步包含：一旦接收到请求车辆跟踪包括在从另一车辆移除的车轮中的无线收发器的移除通知，指示包括在车辆中的中央收发器定位由移除的无线收发器发送的无线信号并且从移除的无线收发器获得信号强度信息。
如将理解的，本公开由所附权利要求限定。本说明书总结了实施例的各个方面，并且不应用于限制权利要求。根据本文所描述的技术，可以想到其他实现方式，这对于本领域普通技术人员通过检查以下附图和详细描述将是显而易见的，并且这种实施方式旨在被包含在本申请的范围内。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在某些情况下可能会夸大其中的比例，以便强调并清楚地说明本文所描述的新颖特征。此外，如本领域已知的，系统部件可以进行各种布置。此外，在附图中，相同的附图标记在几个视图中表示相应的部分。
图1是根据某些实施例的用于使用与附近车辆的无线通信来跟踪从原始车辆移除的车轮的示例环境的图示；
图2是根据某些实施例的包括在图1所示的一个或多个车辆中的示例车辆计算系统的框图；
图3是根据某些实施例的包含图1所示的原始车辆和附近车辆的示例无线系统的框图；
图4是根据某些实施例的用于跟踪从车辆移除的车轮的示例方法的流程图。
具体实施方式
尽管可以以各种形式实施本发明，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，同时理解为将本公开视为本发明的示例并不旨在将本发明限制于所示的具体实施例。
在本申请中，转折连词的使用旨在包括连接词。定冠词或者不定冠词的使用不旨在表示基数。特别地，对“该”对象或者“一个”和“一”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象中的一个。
图1示出了根据实施例的用于跟踪已经从车辆104移除的一个或多个车轮102的示例环境100。如图所示，车辆104停放在道路106旁边的停车空间105中，并且最初包括四个车轮102。所有四个车轮102已经从车辆104(在本文中也称为“原始车辆”)征用，并且放置在道路106上远离车辆104行驶的车轮运送器108上。
如图所示，环境100还可以包括在车轮102的预定距离内的一个或多个附近车辆110，并且附近车辆110配置为定位和跟踪从原始车辆104移除的车轮102。例如，在实施例中，原始车辆104和一个或多个附近车辆110中的每个可以包括车辆系统(例如，图2所示的车辆系统200)，该车辆系统配置为便于通过直接地(例如，使用车辆对车辆通信)或者间接地(例如，经由远程服务器)彼此交互、和/或共享与定位和跟踪被盗车轮102有关的信息，从而跟踪车轮102。在一些情况下，车辆104和110的车辆系统可以共同地形成或者操作为通过无线通信网络(例如由公共车辆制造商控制和/或与公共车辆制造商相关联的云计算网络)链接各个车辆系统的分布式车辆系统(例如，图3所示的无线系统300)。
如图1所示，环境100还可以包括不能辅助跟踪车轮102的一个或多个其他车辆111。例如，这些车辆111可以包括车辆系统，该车辆系统未配置为便于在车轮102从车辆104移除时跟踪和定位车轮102。作为另一示例，车辆111可以包括与车辆104和110的车辆系统不兼容的车辆系统，或者缺少与这样的系统进行交互的适当的权限。在其他实施例中，道路106上或者车轮102附近的所有车辆可以包括用于辅助车轮102的定位和跟踪的适当的车辆系统。
尽管这里描述的实施例在原始车辆104和从该原始车辆104移除的车轮102的上下文中进行了说明，但是应当理解的是，在检测到从附近车辆中的任何一个车辆移除车轮时，可以应用相同的技术。例如，在这种情况下，原始车辆104可以加入其他附近车辆110，以帮助定位所移除的车轮。此外，虽然图1仅示出了三个附近车辆110，但是应当理解的是，根据本文所描述的技术，在环境100中可以存在任何其他数量的附近车辆110。而且，尽管所示的实施例将车轮运送器108描述为移动的卡车，但是应当理解的是，车轮运送器108可以是能够保持车轮102的任何类型的车辆或容器，并且在一些情况下可以停放或以其它方式位于静止的位置。此外，尽管图1示出了所有附近车辆110在如沿着道路106和/或远离原始车辆104的车轮运送器108相同的方向上行进，但是在其他情况下，附近车辆110可以例如与车辆111a一起在道路106上沿相反方向移动，或者例如像停放在道路106旁边的车辆111b一样完全不移动。这里描述的实施例旨在覆盖这些和图1中所示的环境100的其他变型，这对于相关领域的技术人员是显而易见的。
另外参考图2，示出了根据实施例的包括在原始车辆104中并且配置为便于跟踪从车辆104移除的一个或多个车轮102的示例性车辆系统200。车辆系统200包括多个车轮模块202，并且每个车轮模块202包括在原始车辆104的相应一个车轮102中。如图所示，每个车轮模块202包括无线收发器203(此处也称为“车轮收发器”)，该无线收发器203配置为将无线信号发送到车辆系统200的中央无线收发器212(此处也称为“中央收发器”)并且从中央无线收发器212接收无线信号。每个车轮模块202还包括用于测量相应车轮102的轮胎压力的轮胎压力传感器214。例如，传感器214可以是安装在车辆104的每个车轮102中的压力传感器、或者能够测量轮胎压力的任何其他类型的传感器。每个轮胎压力传感器214可以配置为将轮胎压力测量值、与车轮102和/或传感器214相关联的唯一识别(ID)号、和/或其他相关信息(这里统称为“轮胎压力信息”)提供给包括在相同车轮模块202中的车轮收发器203。并且每个车轮收发器203可以配置为将轮胎压力信息无线地传送或者以其它方式提供给中央收发器212。
如图2所示，车辆系统200还包括通信地连接到中央收发器212的车辆计算系统(VCS)216(例如，经由有线或无线连接)。在从中央收发器212接收到轮胎压力信息时，VCS216将信息提供给包括在VCS 216中的轮胎压力监测系统(TPMS)218。利用所接收到的信息，TPMS 218监测每个车轮102的轮胎压力并且在任一个车轮102的轮胎压力下降到一定水平以下的情况下警告驾驶员。TPMS 218还可以基于包括在从中央收发器212接收到的轮胎压力信息中的唯一ID号，在警告中识别哪个车轮102具有低的轮胎压力。
除了将轮胎压力信息传送到中央收发器212之外，车轮收发器203中的每个还可以配置为发送指示由相应的车轮收发器203发送的无线信号的强度的信号强度信息。例如，由每个车轮收发器203提供的信号强度信息可以包括用于该车轮收发器203的信噪比(SNR)测量值。在实施例中，从每个车轮收发器203接收到的信号强度信息可以由VCS 216的TPMS218和/或另一部件使用，以确定相应的车轮102是否仍然附接到车辆104上或者已经被移除。例如，只要每个车轮收发器203的信号强度保持很高，则车辆系统200可以确定车轮102处于它们的适当位置(即，附接到车辆104)。然而，如果给定的车轮收发器203的信号强度随着每个新的传输开始减小，则车辆系统200可以确定相应的车轮102已经从车辆104移除并且正在远离车辆104。
在实施例中，每个车轮收发器230还可以与信号强度信息一起发送分配给车轮收发器203的识别信息。识别信息可以由中央收发器212、TPMS218和/或VCS216的另一部件使用以将接收到的信号强度信息与适当的车轮收发器203和/或车轮模块202相关联。在一些实施例中，识别信息可以包括将车轮收发器203认证到中央收发器的唯一标识符和/或会话密钥。在一些情况下，中央收发器212可以在发送给给定的车轮收发器203的无线信号中包括相应的唯一标识符或者其他会话信息，以便证明传输是有效的或者是授权的。
在某些实施例中，每个车轮收发器203可以是能够周期性地向中央收发器212发送低比特率无线信号和/或从中央收发器212接收低比特率无线信号的长距离低功率无线收发器。例如，在一些情况下，车轮收发器203可以配置为每隔几秒或者其他预定时间段向中央收发器212发送包含轮胎压力信息、信号强度信息和识别信息的无线信号。在优选实施例中，车轮收发器203是电池供电的长距离广域网(LoRaWAN)收发器，该LoRaWAN收发器配置为用于在调度时隙期间进行双向通信，并且用于在具有多年电池寿命(例如7-9年)和跨越几英里(例如，5至7英里半径)的无线传输范围以指定低频带(例如，在北美应用中915MHz频段)内操作。在一些实施例中，中央收发器212也是LoRaWAN收发器，并且在正常操作期间，车轮收发器203和中央收发器212配置为在车辆104内形成本地LoRaWAN网络。例如，中央收发器212可以操作为本地网络的网关或者基站，并且车轮收发器203可以操作为配置为周期性地接收或者监听来自网关的信标或其他下行链路传输、并且在预分配的时隙或者其他周期性间隔期间发送上行链路消息的节点或终端设备。在这种情况下，车辆系统200的VCS 216可以用作控制本地LoRaWAN网络的操作和/或处理通过车轮收发器203发送到中央收发器212的数据的后端基础设施或者网络服务器。
在实施例中，附近车辆110中的每个可以包括类似于车辆系统200的车辆系统(例如，图3所示的车辆系统302)，以便于跟踪其自己的车轮和/或从其他车辆移除的车轮，例如图1所示的车轮102。例如，如图1所示，附近车辆110中的每个可以包括类似于图2所示并且在此所描述的中央无线收发器212的中央收发器112。在一些情况下，中央收发器112可以是如中央收发器212的LoRaWAN收发器。此外，每个附近车辆110中的车轮可以包括类似于图2所示并且在此所描述的车轮模块202的车轮模块(未示出)。
在实施例中，车辆系统200可以配置为基于从车轮模块202经由中央收发器212接收到的信号强度信息来检测给定车轮102的未授权的移除或者盗窃以及响应于所述检测请求附近车辆110使用其自己的中央无线收发器112来跟踪被盗车轮102。在这种情况下，车辆系统200的车轮收发器203可以配置为不仅与中央收发器212通信，而且与其他兼容的无线设备(例如包括在附近车辆110中的中央收发器112)通信，以便于跟踪被盗车轮102。例如，一旦车辆系统200检测到给定车轮102从原始车辆104的移除，收发器203、212和112可以配置为形成LoRaWAN网络，其中车轮收发器203操作为网络节点，并且每个附近车辆110中的中央收发器112操作为网关设备，如原始车辆104的中央收发器212。通过该LoRaWAN网络，附近车辆110的中央收发器112可以搜索以及定位包括在被盗车轮102中的车轮收发器203并且将关于所定位到的收发器203的信息报告给原始车辆104的中央收发器212。
如图2所示，在某些实施例中，包括在VCS 216中的数据处理器220可以配置为执行存储在VCS 216的数据存储设备222中的软件，诸如例如盗窃检测应用程序224，以实现这里描述的车轮跟踪技术。在一些实施例中，处理器220和数据存储设备224可以形成TPMS 218的一部分。在其他实施例中，处理器220和数据存储设备224可以包括在VCS 216的另一控制模块中。在任一种情况下，盗窃检测应用程序224可以包括计算机软件指令，当由处理器220执行时，该指令使得处理器220从中央收发器212接收由车轮收发器203发送的信号强度信息；基于从相应的车轮收发器203接收到的信号强度信息的减少来检测给定车轮102从车辆104的移除；作为响应，生成包含跟踪移除的车轮102的车轮收发器203的请求的移除通知；并且例如使用VCS 216的远程信息处理控制单元(TCU)226将移除通知发送到附近车辆110。在实施例中，TCU 226可以配置为经由无线通信网络(例如，如图3所示的无线通信网络304)来与附近车辆110进行通信。同样地，附近车辆110可以通过包括在其自己的车辆系统中的车辆远程信息处理单元(未示出)来接收移除通知。
在实施例中，移除通知可以包括用于定位包括在移除的车轮102中的车轮收发器203并且从车轮收发器203获得当前信号强度信息的指令。移除通知还可以包括与移除的车轮收发器203相关联的识别信息，使得中央收发器112可以定位适当的车轮收发器203。例如，响应于接收到移除通知，附近车辆110中的每个可以配置它们的中央收发器112以搜索或者收听具有包括在请求中的识别信息的无线设备。同时，移除的车轮收发器203可以继续周期地发送包含轮胎压力信息、当前信号强度信息和与其相关联的识别信息的无线信号。结果，位于移除的车轮收发器203的无线传输范围内的每个附近车辆110可以接收由移除的无线收发器203发送的无线信号。在确定包括在接收到的无线信号中的识别信息与包括在请求中的识别信息匹配时，附近车辆110可以根据移除通知的要求将包括在接收到的无线信号中的当前信号强度信息发送到原始车辆104。
在一些实施例中，数据处理器220和/或盗窃检测应用程序224可以进一步配置为基于由附近车辆110从移除的车轮收发器203获得的当前信号强度信息来确定移除的车轮102的估计位置。例如，在执行盗窃检测应用程序224时，数据处理器220可以配置为基于由附近车辆110中的至少三个获得的当前信号强度信息——该当前信号强度信息可以用于计算移除的车轮收发器203与三个附近车辆110中的每个之间的距离——并且还基于在从移除的车轮收发器103接收到无线信号时三个附近车辆110中的每个的地理位置信息来对移除的车轮收发器203的位置进行三角测量。在某些情况下，地理位置信息可以是由包括在相应的附近车辆110的车辆系统中的GPS接收器(未示出)获得的全球定位系统(GPS)数据或坐标(例如经度和纬度值)。
在一些实施例中，只要附近车辆110保持在收发器203的无线传输范围内，则附近车辆110中的每个可以继续跟踪或者监听来自移除的车轮收发器203的传输并且将由移除的车轮收发器203发送的当前信号强度信息提供给原始车辆104。然而，一旦给定附近车辆110移出该无线传输范围，则车辆110可以停止跟踪移除的车轮收发器203，并且可以将它的中央收发器112配置为恢复正常操作(例如，监测其每个车轮的轮胎压力和信号强度信息)。
在实施例中，车辆系统200可以配置为使用TCU 226来向车辆拥有者、公共机构(例如，警察局)、由车辆制造商提供的服务、或者另一实体通知关于一个或多个车轮102的从车辆104的未授权的移除和/或移除车轮102的估计位置。如果估计位置改变，或者当车辆系统200从附近车辆110接收到新的信息时，则车辆系统200可以发送更新的通知以帮助找回移除的车轮102。在一些情况下，车辆系统200可以经由附近车辆110继续跟踪移除的车轮102，直到移除的车轮102被找回，附近车辆110不能再定位移除的车轮102，和/或车辆系统200接收到停止跟踪车轮102的命令。
另外参考图3，示出了包含包括在原始车辆104中的车辆系统200和分别包括在附近车辆110中的多个车辆系统302的示例无线系统300。车辆系统302中的每个可以大体上类似于图2所示并在此描述的车辆系统200。例如，每个车辆系统302包括图1所示的中央收发器112和安装在相应的附近车辆110的车轮内的车轮模块，每个车轮模块包括配置为将轮胎压力和信号强度信息传送给中央收发器112的车轮收发器。每个车辆系统302还包括车辆计算系统(VCS)，该车辆计算系统(VCS)通信地连接到中央收发器112并且至少包含用于执行软件的数据处理器、用于存储软件和其他数据的数据存储设备、以及用于促进无线通信的远程信息处理控制单元(TCU)。
如图所示，车辆系统200和302配置为通过无线通信网络304(此处也称为“无线网络”)彼此和/或与远程服务器306进行无线通信。在实施例中，车辆系统200和302可以使用包括在系统200和302中的每个中的远程信息处理控制单元与无线网络304进行通信。在一些情况下，车辆系统200和302可以通过无线网络304，例如，使用LoRaWAN技术和/或专用短距离通信(DSRC)技术，来进行彼此直接通信。在其他情况下，车辆系统200和302可以通过包括在无线系统300中的远程服务器306彼此通信。例如，车辆系统200和302中的每个可以配置为使用其中包括的TCU向远程服务器306发送无线传输，并且远程服务器306可以配置为将无线传输转发到适当的车辆系统200、302。
无线网络304可以包括一个或多个不同类型的无线通信网络，包括例如互联网接入网络(例如，LoRaWAN、Wi-Fi、WLAN(无线局域网)、WMAN(无线城域网)、WWAN(无线广域网)等)、无线个人区域网络(WPAN)(例如，蓝牙、ZigBee(紫蜂)、红外线等)、数字蜂窝网络(例如LTE(长期演进技术)、LTE-Advanced(长期演进技术升级版)、GSM(全球移动通信系统)、CDMA(码分多址)、GPRS(通用分组无线业务)、3G(第三代移动通信)等)、卫星网络(例如全球定位系统(GPS))和短距离通信网络(例如，DSRC(专用短程通信)、射频识别(RFID)、近场通信(NFC)等))。在一些情况下，可以使用两种或更多种不同类型的无线通信技术来实现无线系统304。例如，第一通信网络可以用于远程服务器306与车辆系统200和302中的每个之间的通信，以及第二通信网络可以用于车辆系统200和302中的每个之间的通信。
在实施例中，远程服务器306可以是云计算设备、或者可以包括在云计算网络中，二者都可以由车辆制造商控制和/或与车辆制造商相关联。在一些实施例中，可以在每个车辆系统200、302的VCS和远程服务器306之间预先建立安全的无线通信信道，以便能够在不需要在每次通信之前进行配对或授权的情况下进行车辆系统200、302与服务器306之间的直接通信。安全通信信道可以由车辆制造商或者在车辆制造商的监督之下建立。在一些情况下，远程服务器306从GPS服务器接收并且存储车辆104、110的GPS数据，并且将GPS数据提供给车辆系统200、302。
在一些实施例中，无线系统300操作为分布式车辆系统，该分布式车辆系统经由无线网络304将车辆系统200和302以及远程服务器306连接在一起，以便于跟踪从车辆104和110中的任何一个移除的车轮。例如，无线网络304可以包括由车辆104和110的共同车辆制造商控制和/或与共同车辆制造商关联的云计算网络。在这种情况下，无线系统300可以包括与相同车辆制造商相关联的全部车辆系统，并且从车辆104移除的车轮收发器203的无线传输范围内的任何车辆系统可以用于跟踪收发器203。在某些实施例中，需要至少三个车辆系统执行用于对从车辆104移除的车轮102的位置进行三角测量的技术。在这种情况下，无线系统300可以配置为识别并且选择用于跟踪车轮102的至少三个最近的车辆(例如，图1所示的附近车辆110)的车辆系统。在一些情况下，一旦相应的附近车辆102移动超出车轮收发器203的范围，则无线系统300可以用另一个兼容的车辆系统来替换车辆系统302中的一个。
在无线系统300的正常操作期间，包括在车辆系统302和200中的中央收发器112和212例如将它们的通信集中在它们相应的车轮模块中包括的车轮收发器上，以获得轮胎压力和信号强度信息，如上所述。同样如上所述，一旦通过例如车辆系统200检测到车轮盗窃，车辆系统200可以开始广播请求无线系统300中的其他车辆系统302跟踪移除的车轮的移除通知。该广播可以启动无线系统300的车轮跟踪模式。
在实施例中，车辆系统200可以周期性地广播移除通知(例如，每隔一秒或者一分钟一次)，使得无线系统300内的每个车辆系统302具有接收广播的机会。例如，在初始广播时，车辆系统302中的一个或多个可能不处于监听模式，或者以其他方式配置为接收传输，因为车辆系统302本身处于传输模式或者以其他方式被占用。在接收到移除通知时，车辆系统302可以配置包括在其中的中央收发器112，以使用包括在移除通知中的识别信息来搜索或者监听移除的车轮102的车轮收发器203。在一些情况下，车辆系统302可能需要唤醒或者打开他们的中央收发器112，以便启动车轮跟踪模式，例如，如果中央收发器112不处于监听模式或者未配置为接收传输的情况下。
在实施例中，移除的车轮102中的车轮收发器203可能会忽略车轮从车辆104中的移除，并且可能继续发送或者广播包含当前轮胎压力和信号强度信息以及与相应的收发器相关联的识别信息的无线信号。相应地，移除的车轮收发器203的无线通信范围内的任何中央收发器112可以接收由移除的车轮收发器203广播的无线信号。在定位移除的车轮收发器203时，中央收发器112可以将从收发器203接收的包括在无线信号中的当前信号强度信息经由无线网络304返回给车辆系统200和/或远程服务器306。在一些实施例中，中央收发器112可以配置为继续它们的正常操作(例如，监测它们自己的车轮的轮胎压力和信号强度信息)，同时也在车轮跟踪模式下操作。
在一些实施例中，远程服务器306可以配置为从车辆系统302中的每个接收当前信号强度信息，并且基于该当前信号强度信息来计算移除的车轮102的估计位置。例如，在这种情况下，远程服务器306可以配置为执行用于使用接收到的每个车辆系统302的信号强度信息和地理位置信息(例如，GPS数据)来对车轮102的位置进行三角测量的软件应用程序。远程服务器306可以进一步配置为将估计位置发送到原始车辆104和/或涉及定位移除的车轮102的公共机构或者其他实体。
在实施例中，车辆系统200和302中的每个可以包括用于执行无线系统300的车轮跟踪模式的软件。例如，如图2所示，车辆系统200包括存储在VCS 216的数据存储设备222中的用于在从车辆104移除时跟踪车轮102的盗窃检测应用程序224。车辆系统302中的每个还可以包括存储在相应的VCS的数据存储设备中的类似的盗窃检测应用程序。在一些实施例中，盗窃检测应用程序224的一部分驻留在图3所示的远程服务器306上，例如，以基于从相应的车轮收发器203获得的当前信号强度信息来帮助估计移除的车轮102的当前位置。在其他实施例中，远程服务器306存储一个或多个软件应用程序，该软件应用程序配置为使远程服务器306能够与车辆系统200和302的盗窃检测应用程序224进行交互、向车辆系统200提供诸如GPS数据和/或从其他车辆系统302接收到的当前信号强度信息的信息、和/或执行与实现无线系统300的车轮跟踪模式有关的其他操作。
再次参考图2，根据实施例，VCS 216可以包括在车辆系统200中，例如作为车辆104的车辆电子系统或者信息娱乐系统的一部分。VCS 216可以是信息娱乐系统，例如由福特汽车公司制造的
Figure BDA0001413374620000151
系统。VCS 216的其他实施例可以包括与下面描述的以及在图2中示出的不同的、更少的或者附加的部件。
如图2所示，VCS 216可以包括数据处理器220(例如，电子数据处理器)、数据存储设备222和车辆总线228(例如，控制器区域网络(CAN)总线)。VCS 216还可以包括负责监视和控制车辆104的电气系统或子系统的各种电子控制单元(ECU)，如下面更详细地描述的。每个ECU可以包括例如用于收集、接收和/或发送数据的一个或多个输入端和输出端、用于存储数据的存储器、以及用于处理数据和/或基于该处理生成新信息的处理器。在所示实施例中，VCS 216的ECU包括TPMS 218、TCU 226和多个其它ECU 230，包括例如用于控制和监视车辆104的车身中的各种电子附件的车身控制模块(BCM)、用于控制和监视车辆104的发动机和变速器的动力总成控制模块(PCM)、用于使得用户能够与车辆104进行交互并且将车辆信息呈现给车辆操作者的人机界面(HMI)，。
在实施例中，VCS 216的ECU通过车辆总线228互连，用于将数据传送到各种ECU以及与VCS 216通信的其他车辆和/或辅助部件、以及和从它们接收数据。此外，数据处理器220可以经由数据总线228与ECU和数据存储设备222中的任何一个进行通信，以执行一个或多个功能和/或以支持与中央收发器212、远程服务器306和/或车辆系统302，包括与图4所示的方法400相关联的那些的交互。
轮胎压力监测系统(TPMS)218是用于监测车辆102的每个车轮102的轮胎压力并且在给定车轮102的轮胎压力下降到阈值水平以下时警告车主的ECU。在一些实施例中，TPMS218还可以配置为监视由车轮102的车轮收发器203发送的信号强度信息、使用本文所述的技术来检测车轮102中的一个从车辆102中的移除、以及使用从一个或多个附近车辆接收到的当前信号强度信息来跟踪移除的车轮102。在其他实施例中，VCS 216的单独的控制模块可以配置为使用本文所述的技术来监视车轮移除和跟踪移除的车轮。
远程信息处理控制单元(TCU)226是用于使车辆系统200能够连接到各种无线网络(包括例如GPS、WiFi、蜂窝、蓝牙、NFC、RFID、卫星和/或红外光)的ECU。在实施例中，TCU 226可以配置为将车辆系统200连接到图3所示的无线通信网络30。如图所示，TCU 226(也称为“车辆远程信息处理单元”)包括无线通信模块232，该无线通信模块包含用于连接到各种无线网络的天线、无线电、调制解调器、接收器和/或发射器(未示出)中的一个或多个。例如，无线通信模块232可以包括通过蜂窝网络(例如，GSM、GPRS、LTE、3G、4G、CDMA等)、802.11网络(例如，WiFi)、WiMax网络和/或卫星网络来进行无线通信的移动通信单元(未示出)。TCU232还可以配置为使用从GPS卫星获得的纬度和经度值来控制车辆104的跟踪。
在实施例中，TCU 226经由无线通信模块232接收外部数据，并且将外部数据提供给VCS 216的适当的ECU和/或数据处理器220。外部数据可以包括例如由车辆系统302从车轮收发器203获得的当前信号强度信息或者由远程服务器306计算出的移除的车轮102的估计位置。在一些实施例中，TCU 226还从VCS 216的其他ECU和/或数据处理器220接收内部数据，该内部数据具有将内部数据发送到图3所示的远程服务器306、车辆系统302中的一个或多个、无线系统300的另一部件、或者有助于移除的车路102的跟踪的公共授权机构或其他实体。内部数据可以包括例如由数据处理器220计算出的移除的车轮102的估计位置或者由数据处理器220生成的请求车辆系统302来帮助跟踪移除的车轮102的移除通知。
在一些实施例中，无线通信模块232能够通过两个或多个网络进行无线通信，以确保网络接入的连续性，例如在网络中的一个故障或者超出范围的情况下。此外，可以根据用于发送数据的无线通信技术，在无线通信模块232的不同接收器处接收外部数据。例如，在一些情况下，可以在无线通信模块232的DSRC接收器(未示出)处接收由其他车辆系统302直接发送到车辆系统200的数据。作为另一示例，由远程服务器306发送到车辆系统200的数据可以在无线通信模块232的蜂窝或WiFi接收器(未示出)处接收。此外，可以使用包括在无线通信模块232中的短距离收发器(未示出)或者通过VCS 216和中央收发器212之间的有线连接来在TCU 232和中央收发器212之间交换数据。
数据处理器220可以包含微处理器、微控制器、可编程逻辑阵列、专用集成电路、逻辑设备或者用于处理、输入、输出、操作、存储或检索数据的其他电子设备中的一个或多个。在实施例中，数据处理器220可以配置为执行存储在数据存储设备222(例如，电子存储器)中的软件，例如盗窃检测应用程序224，如图2所示。在一些实施例中，VCS 216可以包含使用存储在数据存储装置222或者其他地方的各种编程指令或者模块来编程的通用计算机。
数据存储设备222可以包含电子存储器、非易失性随机存取存储器(例如，RAM(随机存取存储器))、触发器、计算机可写或计算机可读存储介质、磁或光数据存储设备、磁盘或光盘驱动器、硬盘驱动器或者用于存储、检索、读取或写入数据的其它电子设备中的一个或多个。数据存储设备222可以存储用于由数据处理器220执行的一个或多个软件程序模块或者软件指令。例如，如图2所示，数据存储设备222可以存储盗窃检测应用程序224的全部或者一部分。
图4示出了根据实施例的用于跟踪在没有车辆拥有者的许可或者授权的情况下从车辆移除的车轮的示例方法400。作为示例，方法400可以至少部分地由执行存储在计算设备的存储器(例如，数据存储设备224)中的软件应用程序(例如，盗窃检测应用程序224)的计算设备的处理器(例如，数据处理器220)来实现。在一些实施例中，方法400可以由车辆的车辆系统——例如车辆系统200或者包括在图3所示的无线系统300中的任何其他车辆系统302，或者更具体地，由其中包括的一个或多个计算设备，例如图2所示的车辆计算设备216的一个或多个部件——来执行。此外，车辆系统可以与无线系统300的一个或多个部件交互来执行方法400的操作，例如远程服务器306和/或其他车辆系统302/200。在其他实施例中，方法400可以由无线系统300的多于一个部件(例如，车辆系统200和远程服务器306)，或者更具体地，由包括在每个部件中的一个或多个计算设备来执行。
如图4所示，方法400在步骤402开始，其中一个或多个处理器从分别连接到包括在车辆(例如，图1所示的车辆104)中的多个车轮(例如，图1所示的车轮102)的多个无线收发器(例如，图2所示的车轮收发器203)中的每个获得轮胎压力和信号强度信息。在实施例中，处理器可以从通信地连接到多个无线收发器和车辆计算系统的中央收发器(例如，图2所示的中央收发器212)获得轮胎压力和信号强度信息。例如，每个车轮可以包括轮胎压力传感器(例如，图2所示的轮胎压力传感器214)，该轮胎压力传感器通信地连接到也包括在车轮中的无线收发器。轮胎压力传感器可以向无线收发器提供轮胎压力信息，以传送到包括在车辆计算系统中的轮胎压力监测系统(TPMS)(例如，图2所示的TPMS 218)。无线收发器可以测量或者确定其自身的信号强度信息，并且将包含轮胎压力信息和信号强度信息的无线信号发送到中央收发器。处理器可以经由车辆计算系统的远程信息处理控制单元(TCU)(例如，图2所示的TCU 226)或者例如经由有线连接直接从中央收发器来接收无线信号。在接收到无线信号时，处理器可以将包括在其中的信息提供给VCS(例如轮胎压力监测系统)的一个或多个其他部件。在一些情况下，从每个无线收发器接收的无线信号还包括与无线收发器唯一相关联的识别信息(例如，标识符或者会话密钥)。
如图4所示，方法400还包括步骤404，其中一个或多个处理器基于从包括在移除的车轮中的无线收发器获得的信号强度信息来检测一个车轮从车辆中的移除。在实施例中，处理器在检测到与较早的信号强度测量值或者正常操作期间建立的基础测量值相比移除的车轮的无线收发器的信号强度降低时检测到车轮中的一个的移除。在一些实施例中，检测车轮的移除还包括确定信号强度的降低是否指示移除的车轮和车辆之间的距离增加。例如，处理器可以周期性地从相应的车轮收发器接收信号强度信息(例如，每一到五秒一次)，并且将每组新接收到的信号强度信息转换成收发器和车辆之间的距离。如果在给定时间处计算的距离超过阈值(例如，1米)，则处理器可以随着时间开始绘制估计的距离，或者以其他方式分析周期性地更新的距离信息，以确定车轮收发器与车辆之间的距离是否正在增加、减少或者保持大致相同。在一些情况下，处理器可以使用周期性地更新的距离计算结果和/或相应的地理位置信息来测量车轮收发器的速度变化率。如果速度变化率大于阈值，则处理器可以确定车轮正在离开车辆，并且从而检测车轮从车辆的移除。
在步骤406，一个或多个处理器生成包含跟踪移除的车轮的无线收发器的请求的移除通知。在实施例中，移除通知包括用于定位包括在移除的车轮中的无线收发器并且从无线收发器获得当前信号强度信息的指令。在一些实施例中，移除通知还包括与移除的车轮收发器中的每个相关联的识别信息。在步骤408，一个或多个处理器向位于包括在移除的车轮中的无线收发器的无线传输范围内的一个或多个附近车辆(例如，图1所示的附近车辆110)传送或者以其他方式提供移除通知。例如，处理器可以指示包括在车辆计算系统中的远程信息处理控制单元(TCU)(例如，图1所示的TCU 226)直接向所有附近车辆广播移除通知，或者将移除通知发送到远程服务器以分发到附近车辆。
在实施例中，一旦给定的附近车辆例如使用与收发器相关联的识别信息作为指导来定位移除的车轮的车轮收发器，则该附近车辆的车辆系统可以开始收听或者以其他方式接收由移除的车轮收发器发送的并且包括用于其的当前信号强度信息的无线信号。例如，附近车辆可以配置包括在他们自己的车辆系统中的中央收发器(例如，图1所示的中央收发器112)，以接收由移除的车轮的车轮收发器发送的无线信号(例如，使用包括在移除通知中的识别信息)。附近车辆然后可以将所接收到的信息发送回发送移除通知的车辆系统和/或包括在无线系统中的远程服务器。
如图4所示，方法400还包括步骤410，其中一个或多个处理器基于由一个或多个附近车辆获得的当前信号强度信息来确定移除的车轮相对于一个或多个附近车辆的估计位置。在实施例中，确定移除的车轮的估计位置可以包括连续地或周期性地接收由一个或多个附近车辆从移除的车轮收发器获得的当前信号强度信息。在一些实施例中，处理器从一个或多个附近车辆中的至少三个接收移除的收发器的当前信号强度信息，使得处理器具有足够的信息以对移除的车轮的位置进行三角测量。处理器可以包括在车辆的车辆系统中，在这种情况下，当前信号强度信息由车辆系统接收，或者处理器可以包括在无线系统的远程服务器中，在这种情况下，当前信号强度信息也由远程服务器接收。
根据实施例，步骤410还可以包括接收至少三个附近车辆中的每个的地理位置信息。例如，在一些情况下，至少三个附近车辆的车辆系统可以将该车辆的当前地理位置信息连同从移除的车轮的车轮收发器获得的当前信号强度信息一起提供给处理器。在其他情况下，远程服务器可以向处理器提供附近车辆的当前地理位置信息。在实施例中，步骤410还包括使用所述至少三个附近车辆的地理位置和由所述至少三个附近车辆获得的当前信号强度信息来对移除的无线收发器相对于所述至少三个附近车辆的位置进行三角测量。例如，基于从每个附近车辆接收到的当前信号强度信息，处理器可以计算移除的无线收发器与相应的附近车辆之间的距离。使用这些距离和至少三个附近车辆中的每个的当前地理位置，处理器可以使用已知技术对移除的车轮收发器的估计位置进行三角测量。
在一些实施例中，方法400还包括在接收到请求车辆跟踪包括在从另一车辆移除的车轮中的无线收发器的移除通知时，指示包括在车辆中的中央收发器来定位由移除的无线收发器发送的无线信号并且从移除的无线收发器来获得信号强度信息。因此，车辆系统本身可以在步骤406和408中执行其从其他附近车辆请求的车轮跟踪辅助。
在某些实施例中，附图(例如图4)中的过程描述或者框可以表示包括用于实现该过程中的特定逻辑功能或者步骤的一个或多个可执行指令的模块、段或者代码部分。任何替代的实施方式都包括在本文描述的实施例的范围内，其中功能可以根据所涉及的功能而以显示或者讨论的顺序执行，包括大体上同时地或者以相反的顺序，如本领域普通技术人员所理解的。
应当强调的是，上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内并由所附权利要求保护。

Claims (15)

1.一种车辆，包含：
多个车轮，每个所述车轮包括压力传感器和无线收发器，所述无线收发器配置为周期性地广播与其相关联的识别信息；
中央收发器，所述中央收发器配置为从所述无线收发器中的每个获得轮胎压力和信号强度信息；和
处理器，所述处理器通信地连接到所述中央收发器并且配置为基于从包括在移除的车轮中的所述无线收发器获得的信号强度信息来检测所述车轮中的一个的移除；
向附近车辆广播移除的车轮的识别信息；以及
基于定位到移除的车轮的附近车辆来确定移除的车轮的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆，进一步包含通信地连接到所述处理器的远程信息处理单元，其中
所述处理器进一步配置为生成移除通知，所述移除通知包含跟踪所述移除的车轮的所述无线收发器的请求；和
所述远程信息处理单元配置为将所述移除通知发送到位于所述移除的车轮的无线收发器的无线传输范围内的一个或多个附近车辆。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述移除通知包括定位包括在所述移除的车轮中的所述无线收发器并且从所述无线收发器获得当前信号强度信息的指令。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述处理器进一步配置为基于通过所述一个或多个附近车辆从所述移除的车轮的所述无线收发器获得的所述当前信号强度信息来确定所述移除的车轮的估计位置。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述远程信息处理单元将所述移除通知发送到远程服务器以分配给所述一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从所述远程服务器接收由所述一个或多个附近车辆从所述移除的车轮的所述无线收发器获得的当前信号强度信息。
6.根据权利要求4所述的车辆，其中所述远程信息处理单元将所述移除通知直接发送到所述一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从所述一个或多个附近车辆接收从所述移除的车轮的所述无线收发器获得的所述当前信号强度信息。
7.根据权利要求3所述的车辆，其中所述远程信息处理单元将所述移除通知发送到远程服务器以分配给所述一个或多个附近车辆，并且进一步配置为从所述远程服务器接收包括在所述移除的车轮中的所述无线收发器的估计位置，所述估计位置是基于由所述一个或多个附近车辆获得的所述当前信号强度信息来确定的。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中包括在所述多个车轮中的每个中的所述无线收发器是长距离广域网（LoRa WAN）收发器。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中所述处理器进一步配置为，一旦接收到请求车辆跟踪从另一车辆移除的无线收发器的移除通知，就指示用于跟踪的车辆的所述中央收发器定位由从所述另一车辆移除的所述无线收发器发送的无线信号并且从所述无线收发器获得信号强度信息。
10.一种用于跟踪从车辆移除的车轮的方法，包含：
从分别连接到车辆的多个车轮的多个无线收发器中的每个获得轮胎压力和信号强度信息以及识别信息；和
使用一个或多个处理器基于从包括在移除的车轮中的所述无线收发器获得的信号强度信息来检测所述车轮中的一个从所述车辆的移除；
向附近车辆广播移除的车轮的识别信息；以及
基于定位到移除的车轮的附近车辆来确定移除的车轮的位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述车轮中的一个的移除包括检测所述移除的车轮的所述无线收发器的信号强度的降低。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包含：
使用一个或多个处理器生成移除通知，所述移除通知包含跟踪所述移除的车轮的所述无线收发器的请求；和
将所述移除通知发送到位于包括在所述移除的车轮中的所述无线收发器的无线传输范围内的一个或多个附近车辆，其中所述移除通知包括定位包括在所述移除的车轮中的所述无线收发器并且从所述无线收发器获得当前信号强度信息的指令。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包含使用一个或多个处理器基于由所述一个或多个附近车辆获得的所述当前信号强度信息来确定所述移除的车轮相对于所述一个或多个附近车辆的估计位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述估计位置包含：
从至少三个附近车辆接收移除的无线收发器的所述当前信号强度信息；
接收所述至少三个附近车辆中的每个的地理位置信息；和
使用所述至少三个附近车辆的所述地理位置和由所述附近车辆获得的所述当前信号强度信息来对所述移除的无线收发器相对于所述至少三个附近车辆的位置进行三角测量。
15.根据权利要求10所述的方法，进一步包含：一旦接收到请求所述车辆跟踪包括在从另一车辆移除的车轮中的无线收发器的移除通知，就指示包括在用于跟踪的车辆中的中央收发器定位由所述移除的车轮的无线收发器发送的无线信号并且从所述移除的无线收发器获得信号强度信息。
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