CN108860386A - 基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法 - Google Patents

基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，包括防盗中心控制器遥控器和与电动车通过控制主线连接的防盗中心控制器主机，其中，所述防盗中心控制器遥控器与所述防盗中心控制器主机通过loRa无线通信。本发明还提供了一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法。本发明的有益效果是：防盗中心控制器遥控器与防盗中心控制器主机通过loRa无线通信，防盗中心控制器遥控器可以远距离通过防盗中心控制器主机控制电动车，抗干扰能力强，可以对电动车进行远程控制，监控，以阻止被盗。

Description

基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法
技术领域
本发明涉及电动车，尤其涉及一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法。
背景技术
电动车是很多人日常生活中的代步交通工具，给人们带来了很大的便利。但是，随之而来的问题也就越来越多，电动车被盗，电动车电瓶被盗，电动车的机械钥匙经常开关导致电门锁故障，同款车太多导致用户在闹市中无法找到车等问题层出不穷，给电动车用户带来了极大的不方便。
目前，大多数电动车的防盗设备是机械防盗锁，目前市面上的机械锁品质不一，机械防盗锁容易被窃贼剪断，很多时候没有发挥防盗作用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法。
本发明提供一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，包括防盗中心控制器遥控器和与电动车通过控制主线连接的防盗中心控制器主机，其中，所述防盗中心控制器遥控器与所述防盗中心控制器主机通过loRa无线通信。
作为本发明的进一步改进，所述防盗中心控制器遥控器包括电池、第一升压电路、第二升压电路、MCU、按键、LCD屏幕、蜂鸣器、振动马达、loRa收发芯片、天线开关和天线，其中，所述电池分别与所述第一升压电路、第二升压电路连接，所述第一升压电路、第二升压电路分别与所述MCU连接，所述MCU与所述loRa收发芯片连接，所述loRa收发芯片通过所述天线开关与所述天线连接，所述按键的输出端与所述MCU连接，所述MCU的输出端分别与所述LCD屏幕、蜂鸣器和振动马达连接。
作为本发明的进一步改进，所述loRa收发芯片的型号为SX1278，所述MCU的型号为STML151C6T6单片机。
作为本发明的进一步改进，所述防盗中心控制器主机包括主机外置天线、主机loRa收发芯片、主机MCU、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池，所述主机loRa收发芯片、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池分别与所述主机MCU连接，所述主机loRa收发芯片与所述主机外置天线连接。
作为本发明的进一步改进，所述振动传感器通过I2C总线接口与所述主机MCU连接，所述主机MCU通过控制总线分别与电动车的电门锁线、抱死车轮线、检测车动线、电源线连接。
本发明还提供了一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，包括以下步骤：
S1、将防盗中心控制器遥控器与防盗中心控制器主机通过loRa无线通信；
S2、当用户通过防盗中心控制器遥控器给防盗中心控制器主机发加锁指令后，防盗中心控制器主机监控电动机是否被盗，如果被盗，则防盗中心控制器主机触发报警喇叭，发出报警声音，并通过loRa无线通信通知防盗中心控制器遥控器。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，当用户通过防盗中心控制器遥控器远程给防盗中心控制器主机下发加锁指令后，防盗中心控制器主机通过振动传感器监控电动车是否发生振动，通过主机MCU监测电动车的电源线是否被切断，通过检测轮动线监测电动车是否被移动；如果电动车发生振动或者电源线被切断或者电动车被移动，则属于电动车发生疑似被盗的情况，防盗中心控制器主机的LoRa收发芯片向外广播电动车的信息，并通过功率放大器放大，告知防盗中心控制器遥控器：电动车是否发生振动，电动车是否被切断电源，电动车是否被移；同时，防盗中心控制器主机触发报警喇叭，发出报警声音，防盗中心控制器主机通过抱死车轮线给电动车下发抱死车轮的指令，让电动车抱死车轮，以阻止车辆被盗；防盗中心控制器遥控器收到防盗中心控制器主机的告警信息后，通过蜂鸣器发出声音，并且，通过振动马达振动以提醒用户关注。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，用户在通过LCD屏幕了解到防盗中心控制器主机发出的告警信息后，如果用户按下防盗中心控制器遥控器的追车键，则实时收到防盗中心控制器主机发出的信号并判断防盗中心控制器主机信号的信号强度，以此来判断电动车的位置。
作为本发明的进一步改进，还包括步骤S3：当需要用车的时候，用户通过防盗中心控制器遥控器按下电启动键，这时防盗中心控制器遥控器的MCU检测到电启动键按下来的低电平，防盗中心控制器遥控器的MCU执行向防盗中心控制器主机发射电启动的命令，防盗中心控制器遥控器的MCU通过SPI接口将指令发给loRa收发芯片,并要求loRa收发芯片以loRa扩频的方式调制出信号，防盗中心控制器主机的天线将谐振到的loRa信号传给防盗中心控制器主机的主机loRa收发芯片解调出相应的指令，并通过SPI接口将指令发给防盗中心控制器主机的主机MCU，主机MCU执行电启动操作，打开电门锁，电动车上电。
本发明的有益效果是：通过上述方案，防盗中心控制器遥控器与防盗中心控制器主机通过loRa无线通信，防盗中心控制器遥控器可以远距离通过防盗中心控制器主机控制电动车，抗干扰能力强，可以对电动车进行远程控制，监控，以阻止被盗。
附图说明
图1是本发明一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器的示意图。
图2是本发明一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器的防盗中心控制器遥控器的示意图。
图3是本发明一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器的控制总线的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，包括防盗中心控制器遥控器1和与电动车3通过控制主线4连接的防盗中心控制器主机2，其中，所述防盗中心控制器遥控器1与所述防盗中心控制器主机2通过loRa无线通信。
如图1至图3所示，所述防盗中心控制器遥控器1包括电池11、第一升压电路&第二升压电路12、MCU13、按键17、LCD屏幕18、蜂鸣器19、振动马达20、loRa收发芯片14、天线开关15和天线16，其中，所述电池11为1.5V干电池，所述电池11分别与所述第一升压电路&第二升压电路12连接，所述第一升压电路&第二升压电路12分别与所述MCU13连接，所述MCU13与所述loRa收发芯片14连接，所述loRa收发芯片14通过所述天线开关15与所述天线16连接，所述按键17的输出端与所述MCU13连接，所述MCU13的输出端分别与所述LCD屏幕18、蜂鸣器19和振动马达20连接。
如图1至图3所示，所述loRa收发芯片14的型号为SX1278，所述MCU13的型号为STML151C6T6单片机。
如图1至图3所示，所述防盗中心控制器主机2包括主机外置天线、主机loRa收发芯片、主机MCU、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池，所述主机loRa收发芯片、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池分别与所述主机MCU连接，所述主机loRa收发芯片与所述主机外置天线连接。所述的外置天线通过焊接的方式固定在PCB板正面左侧的顶端。所述外置天线的主要作用是发射SX1278调制出来的信号，还可以接收遥控器发送给主机的无线信号。天线的设计是基于loRa技术的电动车防盗中心控制器可以远程控制、监控车辆的关键。本发明主机的外置天线专门针对LoRa收发芯片SX1278信号频段410-525M进行优化设计的，天线VSWR值为2.18，最大增益3.39dBi。主机天线外置的设计保证了天线有最大净空区，提高了主机天线的发射和接收性能。
如图1至图3所示，所述振动传感器通过I2C总线接口与所述主机MCU连接，所述主机MCU通过控制总线4分别与电动车的电门锁线31、抱死车轮线32、检测车动线33、电源线34连接。所述控制总线4的主要作用是和电动车3内部的控制器电路连接，所述主机MCU通过所述控制总线4上的电门锁线31实现电动车3的远程一键启动。所述主机MCU通过所述控制总线4上的检测轮动线33监测电动车3的是否被非法移动。所述的主机MCU通过所述控制总线4上的抱死车轮线32实现电动车3的远程锁死，防止车辆被盗。所述的主机MCU通过检测所述控制总线2上的电源线34来监控电动车2的电瓶是否被非法断开。
如图1至图3所示，所述的主机MCU通过驱动电路和所述的报警喇叭连接，当电动车3发生非法振动时，报警喇叭会发出报警声音。所述的后备电池通过插座的形式接入到主机电路中，作为主机外接电源被断开的时候后备电源，使得主机在外电非法断开的情况下依旧可以保持工作状态，保持主机和用户遥控器的正常通信。
如图1至图3所示，天线16为弹簧天线，所述的弹簧天线通过焊接的方式固定在PCB板正面右侧的顶端。所述弹簧天线的主要作用是发射SX1278调制出来的信号，还可以接收防盗中心控制器主机1发送给防盗中心控制器遥控器1的无线信号。天线16的设计是基于loRa技术的电动车防盗中心控制器可以远程控制、监控车辆的关键。弹簧天线专门针对LoRa收发芯片SX1278信号频段410-525M进行优化设计的，天线VSWR值为1.52，最大增益1.26dBi。壳体天线部分设计有外凸结构，可以保证天线有最大净空区，提高了遥控器天线的发射和接收性能。
如图1至图3所示，所述的LORA收发芯片14通过SMT贴片工艺焊接在PCB主板上。所述的LORA收发芯片14主要采用 LoRa 远程调制解调器，用于超长距离扩频通信，抗干扰性强，能够最大限度降低电流消耗。借助升特的 LoRa专利调制技术 ，SX1278采用低成本的晶体和物料即可获得超过-148dBm 的高灵敏度。此外，高灵敏度与+20dBm 功率放大器的集成使这些器件的链路预算达到了行业领先水平，成为远距离传输和对可靠性要求极高的应用的最佳选择。相较传统调制技术， LoRa调制技术在抗阻塞和选择性方面也具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。
如图1至图3所示，所述LCD屏幕18显示的信息有：震动，断电，低电，锁车，失联，追车。所述的MCU13通过PCB板上的走线的形式连接到振动马达20的驱动电路，控制振动马达20振动以提示用户遥控器的收到告警信息。所述的MCU13通过PCB板上的走线的形式连接到蜂鸣器19的驱动电路，控制蜂鸣器19发出声音以提醒用户。
一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，包括以下步骤：
S1、将防盗中心控制器遥控器1与防盗中心控制器主机2通过loRa无线通信；
S2、当用户通过防盗中心控制器遥控器1给防盗中心控制器主机2发加锁指令后，防盗中心控制器主机2监控电动机3是否被盗，如果被盗，则防盗中心控制器主机2触发报警喇叭，发出报警声音，并通过loRa无线通信通知防盗中心控制器遥控器1。
在步骤S2中，当用户通过防盗中心控制器遥控器1远程给防盗中心控制器主机2下发加锁指令后，防盗中心控制器主机2通过振动传感器监控电动车3是否发生振动，通过主机MCU监测电动车3的电源线是否被切断，通过检测轮动线监测电动车3是否被移动；如果电动车3发生振动或者电源线被切断或者电动车3被移动，则属于电动车3发生疑似被盗的情况，防盗中心控制器主机2的LoRa收发芯片向外广播电动车的信息，并通过功率放大器放大，告知防盗中心控制器遥控器1：电动车3是否发生振动，电动车3是否被切断电源，电动车3是否被移；同时，防盗中心控制器主机2触发报警喇叭，发出报警声音，防盗中心控制器主机2通过抱死车轮线给电动车3下发抱死车轮的指令，让电动车3抱死车轮，以阻止车辆被盗；防盗中心控制器遥控器1收到防盗中心控制器主机2的告警信息后，通过蜂鸣器发出声音，并且，通过振动马达振动以提醒用户关注。
在步骤S2中，用户在通过LCD屏幕了解到防盗中心控制器主机2发出的告警信息后，如果用户按下防盗中心控制器遥控器1的追车键，则实时收到防盗中心控制器主机2发出的信号并判断防盗中心控制器主机2信号的信号强度，以此来判断电动车3的位置。
还包括步骤S3：当需要用车的时候，用户通过防盗中心控制器遥控器1按下电启动键，这时防盗中心控制器遥控器1的MCU检测到电启动键按下来的低电平，防盗中心控制器遥控器1的MCU执行向防盗中心控制器主机2发射电启动的命令，防盗中心控制器遥控器1的MCU通过SPI接口将指令发给loRa收发芯片14,并要求loRa收发芯片14以loRa扩频的方式调制出信号，防盗中心控制器主机2的天线将谐振到的loRa信号传给防盗中心控制器主机2的主机loRa收发芯片解调出相应的指令，并通过SPI接口将指令发给防盗中心控制器主机2的主机MCU，主机MCU执行电启动操作，打开电门锁，电动车3上电。
本发明提供的一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法，结合电动车自身电路的，可以远距离控制电动车，抗干扰能力强，可以实时采集电动车的信息，可以让用户在2KM超视距范围内的实时控制，监控电动车，有效了减少了电动车在城市复杂环境下的被盗的问题。
LoRa是专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的无线通信技术，本发明利用LoRa传输距离远、低功耗的特点，把这项技术应用在电动车的防盗中心控制器上。基于loRa技术的电动车防盗中心控制器可以把遥控器和主机的双向通信距离扩大到2000米左右。基于loRa技术的电动车防盗中心控制器可以使用户在楼宇密集、楼层高的城市环境中有效地监控车辆。在车辆被盗的时候，基于loRa技术的电动车防盗中心控制器能够远程提醒用户。用户也能远程控制，监控被盗车辆，以阻止车辆被盗。
本发明提供的一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器与控制方法，具有以下优点：
1、本发明通过在电动车防盗中心控制器的遥控器和主机端集成了LoRa收发芯片SX1278，提供了一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其双向通信距离大于2km。可以在楼宇高，楼宇密集的城市环境中实时监控车辆，使用户监控车辆的范围变大。解决了目前市面上现有的防盗报警器的遥控器到主机的信号传输距离短，用户监控车辆的范围小，不能满足楼宇密集、楼层高的城市使用环境的缺点，同时减少了城市复杂环境下电动车被盗的可能。
2、用户可以通过遥控器一键启动和锁定电动车，使用户可以不通过钥匙来解锁车辆，方便用户，同时减少电门锁的机械故障。
3、主机可以实时采集电动车的数据，以及时对电动车的震动、非法驾驶、拖车、电瓶被盗发出告警。
4、基于loRa技术的电动车防盗中心控制器基于电动车原来的电路进行锁车，锁车更加安全可靠。
5、基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，用户可以通过遥控器屏幕上显示的主机发出来的loRa信号强度来判断车辆的远近位置，方便用户找到车辆。
6、主机采用双单片机设计，保证了电动车运行的稳定性。
7、基于loRa技术的低功耗特性，遥控器的一节干电池可以用一年。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其特征在于：包括防盗中心控制器遥控器和与电动车通过控制主线连接的防盗中心控制器主机，其中，所述防盗中心控制器遥控器与所述防盗中心控制器主机通过loRa无线通信。
2.根据权利要求1所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其特征在于：所述防盗中心控制器遥控器包括电池、第一升压电路、第二升压电路、MCU、按键、LCD屏幕、蜂鸣器、振动马达、loRa收发芯片、天线开关和天线，其中，所述电池分别与所述第一升压电路、第二升压电路连接，所述第一升压电路、第二升压电路分别与所述MCU连接，所述MCU与所述loRa收发芯片连接，所述loRa收发芯片通过所述天线开关与所述天线连接，所述按键的输出端与所述MCU连接，所述MCU的输出端分别与所述LCD屏幕、蜂鸣器和振动马达连接。
3.根据权利要求2所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其特征在于：所述loRa收发芯片的型号为SX1278，所述MCU的型号为STML151C6T6单片机。
4.根据权利要求1所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其特征在于：所述防盗中心控制器主机包括主机外置天线、主机loRa收发芯片、主机MCU、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池，所述主机loRa收发芯片、振动传感器、看门狗芯片、报警喇叭和后备电池分别与所述主机MCU连接，所述主机loRa收发芯片与所述主机外置天线连接。
5.根据权利要求4所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制器，其特征在于：所述振动传感器通过I2C总线接口与所述主机MCU连接，所述主机MCU通过控制总线分别与电动车的电门锁线、抱死车轮线、检测车动线、电源线连接。
6.一种基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将防盗中心控制器遥控器与防盗中心控制器主机通过loRa无线通信；
S2、当用户通过防盗中心控制器遥控器给防盗中心控制器主机发加锁指令后，防盗中心控制器主机监控电动机是否被盗，如果被盗，则防盗中心控制器主机触发报警喇叭，发出报警声音，并通过loRa无线通信通知防盗中心控制器遥控器。
7.根据权利要求6所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，其特征在于：在步骤S2中，当用户通过防盗中心控制器遥控器远程给防盗中心控制器主机下发加锁指令后，防盗中心控制器主机通过振动传感器监控电动车是否发生振动，通过主机MCU监测电动车的电源线是否被切断，通过检测轮动线监测电动车是否被移动；如果电动车发生振动或者电源线被切断或者电动车被移动，则属于电动车发生疑似被盗的情况，防盗中心控制器主机的LoRa收发芯片向外广播电动车的信息，并通过功率放大器放大，告知防盗中心控制器遥控器：电动车是否发生振动，电动车是否被切断电源，电动车是否被移；同时，防盗中心控制器主机触发报警喇叭，发出报警声音，防盗中心控制器主机通过抱死车轮线给电动车下发抱死车轮的指令，让电动车抱死车轮，以阻止车辆被盗；防盗中心控制器遥控器收到防盗中心控制器主机的告警信息后，通过蜂鸣器发出声音，并且，通过振动马达振动以提醒用户关注。
8.根据权利要求7所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，其特征在于：在步骤S2中，用户在通过LCD屏幕了解到防盗中心控制器主机发出的告警信息后，如果用户按下防盗中心控制器遥控器的追车键，则实时收到防盗中心控制器主机发出的信号并判断防盗中心控制器主机信号的信号强度，以此来判断电动车的位置。
9.根据权利要求6所述的基于loRa技术的电动车防盗中心控制方法，其特征在于，还包括步骤S3：当需要用车的时候，用户通过防盗中心控制器遥控器按下电启动键，这时防盗中心控制器遥控器的MCU检测到电启动键按下来的低电平，防盗中心控制器遥控器的MCU执行向防盗中心控制器主机发射电启动的命令，防盗中心控制器遥控器的MCU通过SPI接口将指令发给loRa收发芯片,并要求loRa收发芯片以loRa扩频的方式调制出信号，防盗中心控制器主机的天线将谐振到的loRa信号传给防盗中心控制器主机的主机loRa收发芯片解调出相应的指令，并通过SPI接口将指令发给防盗中心控制器主机的主机MCU，主机MCU执行电启动操作，打开电门锁，电动车上电。
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