CN109484338A - 一种基于物联网的汽车安全自动监控方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，属于物联网技术领域。包括步骤：接收汽车监控参数；根据报警模型，选择所述汽车监控参数计算并确定是否报警；所述汽车监控参数附加时间戳，通过物联网上报并实施远程安全监控。本发明的有益效果是：本发明通过对汽车设备的监控参数执行独立收集与上报，不仅能在汽车行驶过程中执行实时监控，也可以在汽车未发动的情况下执行监控，且数据传输可以充分利用物联网低功耗、广覆盖、高增益的特点，实现汽车安全的远程监控。不间断的汽车设备监控更有助于随时发现汽车设备存在的隐患，及时避免汽车维修及驾驶安全事故的发生，从而尽可能地避免人身安全事故的发生。

Description

一种基于物联网的汽车安全自动监控方法及设备
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的汽车安全自动监控方法及设备，属于物联网技术领域。
背景技术
移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM（GlobalSystem for Mobile Communication，全球移动通信系统）网络、UMTS（Universal MobileTelecommunications System，通用移动通信系统）网络或LTE（Long Term Evolution，长期演进）网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，且具备低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势。NB-IoT支持重传可达200次，单站覆盖超过20公里，比GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术）网络增益提升20分贝。这使得NB-IoT即使在一些通信条件恶劣的情况下都能正常传输数据。且NB-IoT目前已经实现了大规模的网络覆盖。
汽车安全不仅包含汽车驾驶安全，也包括汽车设备的安全监控和报警，例如当汽车的驾驶辅助系统因为设备故障不能正常工作时，汽车安全技术再高也不能保障驾驶安全。另外，当汽车发动机停机时，汽车只能靠蓄电池供电，蓄电池的情况也需要实现监控，如果蓄电池放电过多，不仅会影响蓄电池的寿命，而且会影响汽车驾驶的安全。这就需要汽车设备的安全监控设备功耗应尽可能低。车联网目前主要考虑能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，网络标准规范的制定以及网络建设还需要时间，并不能尽快满足汽车设备安全监控的需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，不间断的对汽车设备进行监控，发现汽车设备存在的隐患，避免人身安全事故的发生。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：包括步骤：
一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于，包括步骤：
接收汽车监控参数；
根据报警模型，选择所述汽车监控参数计算并确定是否报警；
所述汽车监控参数附加时间戳，通过物联网上报并实施远程安全监控。
进一步的，所述根据报警模型，选择所述汽车监控参数技术并确定是否报警，所述报警在汽车内触发紧急报警，或通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警，或在汽车内触发紧急报警同时通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警。
进一步的，所述报警通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警，基站为所述紧急报警消息优先分配无线资源以保证所述紧急报警消息能在允许时延内被成功接收。
进一步的，所述汽车监控参数附加时间戳，所述时间戳的时间为监控参数测量时刻的时间数值。
一种基于物联网的汽车安全自动监控方法的设备，其特征在于：包括数据收集模块和紧急报警模块，所述的数据收集模块连接汽车监控传感器和紧急报警模块，所述的紧急报警模块包括紧急报警模型计算模块和报警触发装置，所述的紧急报警模型计算模块根据事先统计确定的模型提取数据收集模块收集的相应汽车监控参数执行计算和对比，并将对比结果传递给报警触发装置，报警触发装置在收到需要触发报警的对比结果后，触发相应的报警。
本发明的有益效果是：本发明通过对汽车设备的监控参数执行独立收集与上报，不仅能在汽车行驶过程中执行实时监控，也可以在汽车未发动的情况下执行监控，且数据传输可以充分利用物联网低功耗、广覆盖、高增益的特点，即使在地下停车库也能实现数据的传输，实现汽车安全的远程监控。不间断的汽车设备监控更有助于随时发现汽车设备存在的隐患，提高汽车维修的效率，及时避免汽车维修及驾驶安全事故的发生，从而尽可能地避免人身安全事故的发生。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的汽车安全自动监控方法的流程示意图；
图2为本发明的基于NB-IoT汽车安全自动监控方法的流程示意图；
图3为本发明的汽车安全监控紧急报警模块的示意图；
图4为本发明的终端设备系统示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：包括步骤：
步骤S101，数据收集模块接收汽车监控参数；
步骤S102，紧急报警模块根据报警模型，选择所述汽车监控参数计算并确定是否报警；
步骤S103，所述汽车监控参数附加时间戳，通过物联网上报并实施远程安全监控。
所述数据收集模块为MCU（微控制单元）或带有数据总线的微型电脑，如树莓派或IBM只有1毫米大小的微型电脑，连接各种数据输入接口接收汽车设备上的传感器的输入监控参数；所述数据收集模块为多个MCU，分别接收车内不同位置的多个设备的汽车监控参数；所述数据总线是usb分线器，通过usb接口接入多种所述汽车监控参数输入。
进一步的，所述数据收集模块采用车内无线通信的方式，减少通信线路或线材的使用。
进一步的，所述紧急报警模块为MCU、微型电脑或NB-IoT终端设备；所述NB-IoT终端设备为NB-IoT模组、包含NB-IoT模组的电路板或包含NB-IoT芯片的电路板；所述紧急报警模块选择部分所述汽车监控参数，按照事先确定的报警模型执行计算，并根据事先确定的阈值确定是否需要报警；在汽车行驶过程中执行，也可以在汽车停在车库的时间段内执行；例如在汽车行驶过程中，可根据汽车轮胎胎压的变化确定是否出现了轮胎漏气现象，如果漏气比较严重，胎压降低的速度超过了安全警戒阈值，或者胎压绝对值低于安全范围的最低值，或者在气温不低于某个数值的环境中胎压超过了某个安全阈值，都可以触发所述紧急报警；这可以提前避免汽车轮胎出现故障，从而避免安全事故的发生，避免损害驾驶人员或车上人员的生命安全。
即使在汽车未行驶的情况下，由于NB-IoT的功耗低，国际标准组织研究报告表明，5wh(瓦时)的电池就可以保证NB-IoT设备工作10年，这就使得所述紧急报警模块，如NB-IoT终端设备可以用普通电池供电，在无需汽车供电的情况下持续对汽车安全进行监控。在汽车停放期间，NB-IoT终端设备可以对蓄电池的电压执行测量，当蓄电池电压低于某安全警戒阈值时，可以触发紧急报警，通知汽车产权拥有者采取必要措施，避免蓄电池设备的损害。所述紧急报警模块也可以执行简单的计时功能，并与事先存储的汽车定期保养日期进行比较，如果汽车停放期间过了定期保养的时间，则触发所述紧急报警。
所述紧急报警模块确定触发紧急报警后，启动车内报警装置进行报警或通过物联网上传紧急报警消息远程通知汽车产权拥有者采取必要措施。后一种方式尤其适用于汽车未行驶的情况，此时车内报警装置很可能因没有供电，所以无法进行报警。由于NB-IoT支持重传可达200次，比GPRS网络增益提升20分贝，因此大部分情况下都可以正常发出报警信号。如果发生汽车停车位置的物联网信号极差，低于某一设定的阈值时，所述紧急报警模块也可以在计时超过某个设定值时，触发车内报警装置，提醒驾驶人员尽量避免在该处停车。
所述数据收集模块收集的所述汽车监控参数附加时间戳，记录数据收集的时刻，所述记录时刻包含年月日时分秒，附加时间戳后的数据通过物联网上报，并记录到数据库中进行分析，实现远程安全监控。
所述数据收集模块收集的所述汽车监控参数添加汽车所在地理位置，通过在NB-IoT终端设备中集成GPS或北斗芯片获取所述终端设备定位信息。当物联网通信条件不好，或者汽车所在位置没有物联网信号覆盖时，所述汽车监控参数可以在附加时间戳后，暂存在所述NB-IoT终端设备的闪存内，等物联网信号改善后，再上报给基站并记录到数据库中。所述时间戳有助于获取所述汽车监控参数生成的真实时刻，从而帮助确定汽车可能发生安全事故的精确时间，及时提供必须的汽车救援服务，或及时通过远程通信，例如呼叫汽车驾驶人员的手机，从而提醒相关人员采取必要措施避免安全事故的发生。在汽车停放期间，所述汽车监控参数仍然可以上报并执行所述紧急报警或一般报警，例如可以通过合适的传感器，包括压力传感器，光电传感器等检测车门是否被非正常打开，并通过物联网上报触发紧急报警，或根据所述地理位置信息的变化，触发一般报警，提醒可能发生了违章拖车处理。
上述方法针对NB-IoT，LoRa (Long Range Radio，远距离无线电)等低功耗广域物联网通信都可以适用，针对其它物联网通信情况同样适用。根据本发明实施例提供的一种基于NB-IoT通信的汽车安全自动监控方法，可以在汽车行驶或停放期间，及时完成自动检测并发出紧急报警，也可以提供远程安全监控，随时发现汽车设备存在的隐患，提高汽车维修的效率，及时避免汽车维修及驾驶安全事故的发生，从而尽可能地避免人身安全事故的发生，减少汽车产权拥有者的损失。
如图2所示的一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：所述物联网为NB-IoT，包括以下步骤：
步骤S201，数据收集模块接收汽车监控参数；
步骤S202，紧急报警模块根据报警模型，选择所述汽车监控参数计算并确定是否报警；
步骤S203，确定需要报警时，物联网通信模块向所连接的基站发出紧急报警通信请求；
步骤S204，所述基站响应所述紧急报警通信请求，为所述物联网通信模块优先分配无线资源；
步骤S205，所述物联网通信模块上传所述紧急报警消息，触发紧急报警。
所述数据收集模块接收汽车监控参数，所述紧急报警模块选择所述汽车监控参数技术并确定需要报警，则所述物联网通信模块需要向所连接的基站发出紧急报警通信请求。
在NB-IoT通信中，为了避免不同用户之间信号的干扰，上行和下行通信的无线资源分配都由基站进行分配，这可以保证无线通信的高效率。所述紧急报警模块确定需要触发所述紧急报警时，所述物联网通信模块向其所连接通信的基站发出紧急报警通信请求，请求在上行随机接入信道中进行传输，物联网通信系统针对紧急报警通信需求预留适当数量的上行随机接入信道资源，保留足够数量的上行随机接入扩频码资源，保证请求的及时送达；或者可以在所述物联网通信模块所分配的上行专用信道中进行传输，所述物联网通信模块选择的依据是保证所述紧急报警通信请求可以在最短时间内发送至基站，并由基站成功接收；所述物联网通信模块选择保证所述紧急报警通信请求在最短时间内发送至基站并由基站成功接收的方法，基于针对上述两种传输方法或其它更多传输方法平均传输时延的预期，通过对比实现最短时延方案的选择；针对上行专用信道传输的方法，可以计算该上行专用信道分配时刻与当前时刻的时间差T1；针对紧急报警通信需求的上行随机接入过程的统计，可以得到紧急报警通信需求被基站成功接收的平均时延T2，通过对比T1和T2，选择二者中的最小值，并确定对应所述最小值的上行通信方法，向基站发送所述紧急报警通信请求。
进一步的，所述基站成功接收所述物联网通信模块所发送的所述紧急报警通信请求，为所述物联网通信模块优先分配无线资源，根据不同物联网通信模块所发送的紧急报警通信的紧急程度执行排序，为最紧急的报警通信请求立即分配无线资源；所述基站事先存储不同紧急报警的优先等级以及该报警所期望的报警时延上限，所述物联网通信模块在所发送的所述紧急报警通信请求中可以增加相应的紧急报警优先等级标识，以通知所述基站紧急报警的紧急程度；所述基站可以执行调度优化算法，保证所有紧急报警通信请求都能在报警时延上限时间内得到响应。
进一步的，所述物联网通信模块在接收到所述基站所分配的无线资源的通知消息后，在所分配的无线资源上传输紧急报警的具体内容，从而触发相应的紧急报警，并协调各种急救资源。例如当车内监控视频识别出驾驶人员疲劳驾驶时，可以在紧急报警中增加定位信息，以便呼叫最近的执法人员前去强迫驾驶人员休息。
如图3所示本发明实施例提供的汽车安全监控紧急报警模块的示意图，紧急报警模块301包括：
紧急报警模型计算模块302，需要根据事先统计确定的模型，提取相应的汽车监控参数，执行计算及对比，并将对比结果传递给报警触发装置303。所述紧急报警模型针对汽车轮胎胎压，可以事先进行大量轮胎运转模拟试验，通过在试验场监控环境温度，汽车轮胎表面温度，以及汽车轮胎胎压情况，然后模拟汽车在路面上正常行驶，记录轮胎爆胎前后的各个数据，通过大量试验，可以确定爆胎的各个阈值。在实际驾驶过程中，可以监控环境温度，汽车轮胎表面温度，汽车轮胎胎压，并与所述各监控参数的爆胎阈值进行对比，当多个监控参数逼近各自的爆胎阈值，且其中一个参数，如汽车轮胎表面温度超过所述表面温度的相应爆胎阈值时，就确定对比结果为需要触发报警，并将该对比结果传递给报警触发装置303。或者所述各监控参数的任意一个参数，例如汽车轮胎胎压超过所述胎压的相应爆胎阈值较多时，同样可以确定对比结果为需要触发报警。反之，当各监控参数都远低于各自的爆胎阈值时，则确定对比结果为不需要触发报警。
报警触发装置303在收到需要触发报警的对比结果后，触发相应的报警，针对爆胎的报警，报警触发装置303需要立即触发车内的报警装置，提醒汽车驾驶人员立即减速停车，避免重大安全事故的发生。在超过预先设置的时延后，如果报警触发装置303继续收到需要触发报警的对比结果，则自动完成汽车减速动作，直至最终停止汽车发动机的运转，强迫汽车停车。
汽车蓄电池的检测也可以通过计时功能实现报警，在汽车停车期间，紧急报警模型计算模块302可以启动计时功能，执行所述计时功能的计时器可在汽车发动机启动时自动停止并重新置位。如果汽车发动机长时间未启动，导致所述计时器的计时结果超过事先设定的时长，如一个月，则紧急报警模型计算模块302确定对比结果为需要触发报警，所述对比结果传递给报警触发装置303后，报警触发装置303通过物联网上传消息给事先注册的相关人的手机，提醒所述相关人尽快采取措施避免汽车蓄电池报废。
如图4所示的本发明实施例提供的基于NB-IoT的汽车安全自动监控方法在终端设备应用的系统示意图，包括：
汽车监控传感器405，获取需要监控的各个参数，如汽车轮胎胎压，温度传感器等。汽车监控传感器405的输出参数，通过usb，PCI等总线，或经过TTL（Transistor TransistorLogic，晶体管-晶体管逻辑）管脚直接输入数据收集模块406，也可以由数据收集模块406定时触发汽车监控传感器405输出参数，例如通过高低电平触发汽车监控传感器405开始或停止工作。
数据收集模块406可以是单独一个MCU，微型电脑，或者是其它计算机设备，该模块可以连接多个汽车监控传感器405，以降低NB-IoT终端401的实现复杂度，并提供连接更多汽车监控传感器的扩展功能。
NB-IoT终端401从数据收集模块406获取汽车监控传感器405的输出参数，存入MCU闪存403中的汽车监控参数缓存404的存储空间内。NB-IoT终端401也可以直接从部分汽车监控传感器405获取参数，如获取汽车蓄电池的电压大小，以降低功耗，保证在不需要汽车蓄电池供电的情况下，直接通过NB-IoT终端401中的5wh的普通电池，包括普通干电池，普通充电锂电池，就可以正常工作。NB-IoT终端401也可以直接启用自带的设备，如GPS设备或计时器设备，获取定位或计时参数，存入汽车监控参数缓存404中，供NB-IoT终端401中的紧急报警模块获取参数，调用紧急报警模型计算模块执行计算及对比，并将对比结果传递给报警触发装置，启动相应的报警，如汽车蓄电池长时间未充电的报警，或可能发生的因违章停车而导致被拖车的报警。NB-IoT模组402将所述报警信号通过NB-IoT通信协议送入基站407，并通知相关人的手机，或触发远程报警，以尽量避免损失。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现、固件实现或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定义中。
总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于，包括步骤：
接收汽车监控参数；
根据报警模型，选择所述汽车监控参数计算并确定是否报警；
所述汽车监控参数附加时间戳，通过物联网上报并实施远程安全监控。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：所述根据报警模型，选择所述汽车监控参数技术并确定是否报警，所述报警在汽车内触发紧急报警，或通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警，或在汽车内触发紧急报警同时通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：所述报警通过物联网上报紧急报警消息从而触发紧急报警，基站为所述紧急报警消息优先分配无线资源以保证所述紧急报警消息能在允许时延内被成功接收。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的汽车安全自动监控方法，其特征在于：所述汽车监控参数附加时间戳，所述时间戳的时间为监控参数测量时刻的时间数值。
5.一种基于物联网的汽车安全自动监控方法的设备，其特征在于：包括数据收集模块和紧急报警模块，所述的数据收集模块连接汽车监控传感器和紧急报警模块，所述的紧急报警模块包括紧急报警模型计算模块和报警触发装置，所述的紧急报警模型计算模块根据事先统计确定的模型提取数据收集模块收集的相应汽车监控参数执行计算和对比，并将对比结果传递给报警触发装置，报警触发装置在收到需要触发报警的对比结果后，触发相应的报警。
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