CN115593217A - 油箱防盗系统、油箱防盗方法以及油箱盖 - Google Patents

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CN115593217A CN202211418973.8A CN202211418973A CN115593217A CN 115593217 A CN115593217 A CN 115593217A CN 202211418973 A CN202211418973 A CN 202211418973A CN 115593217 A CN115593217 A CN 115593217A
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Abstract

本发明涉及汽车油箱防盗技术领域，具体而言涉及油箱防盗系统、油箱防盗方法以及油箱盖，包括盖体上层结构和盖体下层结构；所述盖体上层结构具有用于容纳电路板以及第一检测模块的容腔；所述盖体下层结构设有弹片以及第二检测模块；其中，油箱盖通过所述弹片紧连接到油箱的油箱口。本发明传感器及电路设置于油箱盖内，无系统改装成本，易于实现；通过超声波传感器直接测量液位；多传感器融合监控油箱盖(上、下层)及油位状态；通过惯性传感器判断车辆状态，行车状态下系统其它部分保持休眠，降低系统功耗延长电池使用寿命；所使用的传感器均为消费和泛工业领域大规模采用的产品。相比当前的主流方案，可以节省50‑80％的成本。

Description

油箱防盗系统、油箱防盗方法以及油箱盖
技术领域
本发明涉及汽车油箱防盗技术领域，具体而言涉及油箱防盗系统、油箱防盗方法以及油箱盖。
背景技术
针对于客货车辆，目前通常还是以燃油方式驱动，由于油箱容积大，位置暴露，并且客货车停车地点人流量不大，因此，油箱盗油事件常有发生。
通常的油箱防盗方案主要包括以下两种：
其一为机械方式，通过在油箱盖锁、进油口、油箱内部增设不同的结构件，提高打开油箱盖锁以及通过进油口、打破油箱壁插入吸油管偷油的难度；
其二是电子方式，通过在车体、油箱外壁、油箱盖内增设不同的传感器，比如红外接近、光感、加速度、陀螺等，来侦测人体接近、油箱盖打开等行为。
其中，第一种方式对于油箱、油箱盖结构进行了较大幅度的新设计，适配、制作、安装等成本较高，属于被动防护，无法及时通知司机，目前并没有大范围普及；第二种方式一般通过传感器检测和判断人在油箱附近的可疑行为，并以此作为警报触发的信号，由于受到外部环境的干扰，误报率高，可靠性不能满足实际实施需求。
现有技术文献
专利文献1CN112977339A一种车辆油箱防盗报警方法和系统
专利文献2CN215153930U一种带振动检测和超声波探测的油箱防盗传感器
发明内容
本发明第一方面提出一种技术方案，一种油箱盖，包括盖体上层结构和盖体下层结构；
所述盖体上层结构具有用于容纳电路板以及第一检测模块的容腔；
所述盖体下层结构设有弹片以及第二检测模块；
其中，油箱盖通过所述弹片紧连接到油箱的油箱口，所述第一检测模块用于检测油箱盖的运动状态，所述第二检测模块用于检测所述油箱内的油液高度；
所述电路板包括处理器和报警模块，所述处理器根据所述第一检测模块检测到车辆状态判断车辆处于运动状态或驻车状态，所述处理器根据第二检测模块检测到油箱内的油液高度判断油液液位的下降速度，当车辆处于驻车状态且油液液位的下降速度超出预设值时，所述处理器控制所述报警模块报警。
优选的，所述第一检测模块包括惯性度传感器，所述惯性传感器的检测对象是振动频率，当所述惯性传感器检测到的振动频率小于预设频率时，所述处理器判断车辆处于驻车状态。
优选的，所述第二检测模块按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，所述第二检测模块在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于2-3cm/10s时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
优选的，所述第二检测按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，所述第二检测模块在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于5cm/s时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
优选的，所述第二检测模块包括超声波传感器，所述超声波传感器用于检测油液的液位高度。
优选的，所述超声波传感器无回波或极快回波时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
优选的，所述第二检测模块包括应力检测单元，所述应力检测单元用于检测所述弹片的应力状态，当所述油箱盖盖合到所述油箱口处时，所述弹片与所述油箱口卡紧，所述应力检测单元被所述弹片所挤压，输出压力信号，当所述油箱盖与所述油箱口分离时，所述弹片回弹至原位置，所述应力检测单元无压力信号输出，所述处理器根据应力检测单元输出的压力信号判断油箱盖是否被打开，当油箱盖被打开后，所述处理器控制所述报警模块报警。
优选的，所述第二检测模块还包括电容检测单元，所述超声波传感器和应力检测单元包括低频检测状态和高频检测状态，所述电容检测单元设置在所述盖体上层结构，当所述电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述超声波传感器或应力检测单元由低频检测状态切换为高频检测状态。
优选的，所述低频检测状态的检测频率是0.1-0.2Hz，高频检测状态的检测频率是1-3Hz。
本发明第二方面提出一种技术方案，一种油箱防盗系统，包括设置于油箱盖的第一检测模块、第二检测模块和处理器；
所述第一检测模块用于获取油箱盖的运动状态，所述处理器根据第一检测模块检测到的油箱盖的运动状态判断车辆处于驻车或行车状态；
所述第二检测模块用于获取油箱盖与油箱内的油液液位相对位置，所述处理器根据第二检测模块检测到的油箱盖与油箱内油液液位的相对位置计算油位变化速度；
报警系统，根据所述处理器的判断结果触发警报；
电容检测单元，所述电容检测单元根据油箱盖表面的电容值变化判断油箱盖是否被触摸；
其中，所述报警系统触发警报的条件为：
油箱盖的运动状态处于驻车状态且油箱内油液液位变化速度超出预设值；
所述第二检测模块包括低频检测状态和高频检测状态，当电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述处理器判断油箱盖处于被接触状态，所述第二检测模块由低频检测状态切换为高频检测状态。
优选的，所述第二检测模块包括超声波传感器，所述超声波传感器用于检测油液的液位高度。
优选的，所述第二检测模块还包括电容检测单元，所述电容检测单元根据油箱盖表面的电容值变化判断油箱盖是否被触摸，当电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述处理器判断油箱盖处于被接触状态，所述超声波传感器和应力检测单元包括低频检测状态和高频检测状态，当所述处理器判断油箱盖处于被触摸状态后，所述超声波传感器和应力检测单元由低频检测状态切换为高频检测状态。
本发明第三方面提出一种技术方案，一种油箱防盗方法，包括以下步骤：
步骤1、持续的检测车辆运行状态，当车辆处于驻车状态时进入下一步骤；
步骤2、通过非接触式测距手段获取油箱盖与油箱内的油液液位的相对位置关系；
步骤3、计算油箱盖与油箱内的油液液位的相对位置变化速度，当液位变化速度超出预设值时，触发报警；
其中，在步骤2中，以第一频率获取油箱盖与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系，当油箱盖被触摸后，以第二频率获取油箱盖与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系，第一频率低于第二频率2。
优选的，在步骤2中，使用超声波的方式获取油箱盖与油箱内的油液液位的相对位置关系。
优选的，在步骤2中，还可以通过检测油箱盖与油箱之间预压力的方式判断油箱盖与油箱的相对位置关系。
优选的，在步骤2中，通过检测触摸压力或触摸电容的方式判断油箱盖是否被触摸。
优选的，所述第二频率是第一频率的十倍以上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明传感器及电路设置于油箱盖内，无系统改装成本，易于实现；通过超声波传感器直接测量液位，可靠，无误报；油箱盖上、下层设计，保证寿命及防爆；多传感器融合，监控油箱盖(上、下层)及油位状态；通过惯性传感器判断车辆状态，行车状态下系统其它部分保持休眠，降低系统功耗延长电池使用寿命；成本可控，所使用的传感器均为消费和泛工业领域大规模采用的产品。相比当前的主流方案，可以节省50-80％的成本。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明所示的油箱盖装配到油箱上对油液液位进行检测的示意图；
图2是本发明所示的油箱盖被从油箱上分离状态的偷油状态示意图；
图3是本发明所示的油箱盖未从油箱上分离状态的偷油状态示意图；
图4是本发明所示的油箱盖的弹片处于压紧状态的示意图；
图5是本发明所示的油箱盖的弹片处于放松状态的示意图；
图6是本发明所示的油箱防盗系统的原理框图；
图7是本发明所示的油位检测的原理框图；
图8a是本发明所示的油箱盖盖在油箱上的油位检测示意图；
图8b是本发明所示的油箱盖被打开并被仰放的示意图；
图8c是本发明所示的油箱盖被打开并被俯置的示意图；
图9是本发明所示的油箱防盗系统流程图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
结合图1所示，目前大型货车或客车的油箱100容积一般为140L-200L甚至更大，一般采用铝合金材质形成带有油箱口的容器，油箱盖盖在油箱口，形成密封结构，由于油箱盖结构简单，油箱壁薄，又由于车辆的停车地点一般处于无监控、人员流动少的地点，所有偷油行为常有发生，而驾驶员在车内休息或在停靠地点附近用餐时很难及时发现，因此，必须通过对油箱或油箱盖进行改造以遏制偷油行为。
目前，油箱防盗方案主要包括以下两种：
其一为机械方式，通过在油箱盖锁、进油口、油箱内部增设不同的结构件，提高打开油箱盖锁以及通过进油口、打破油箱壁插入吸油管偷油的难度；
其二是电子方式，通过在车体、油箱外壁、油箱盖内增设不同的传感器，比如红外接近、光感、加速度、陀螺等，来侦测人体接近、油箱盖打开等行为。
而以上两种防盗方案都存在可靠性低，成本高的问题，因此，市场上仍没有出现一种普及的防盗方案。
本发明旨在对油箱盖进行改造，在油箱盖上设置第一检测模块21和第二检测模块22，其中，考虑到车辆不可能在行驶时被盗油，因此，第一检测模块旨在检测车辆的运动状态，即，车辆包含驻车和行车状态，可以理解的，车辆在行车状态时，由于发动机的振动，油箱盖总是以一定的频率振动，所以，第一检测模块以油箱盖的振动频率判断车辆处于驻车或行车状态；当车辆处于驻车状态后，利用第二检测模块对油箱内的油位高度进行检测，可以理解的，结合图2和图3所示，当油箱内的液位短时间内下降时(液位降低或油箱盖升高)，那么油液被偷或油箱盖被打开，此时通过油箱盖内集成的电路板发出报警信号。
结合上述，本发明利用泛工业领域的传感器并仅对油箱盖进行改进，不仅可靠性高，且改造成本小，相比较现有的主流方案，可节省50-80％的成本，有利于在市场上普及和推广。
【油箱盖】
结合图4-5所示，本发明第一方面提出一种技术方案，一种油箱盖，包括盖体上层结构101和盖体下层结构102；
盖体上层结构101具有用于容纳电路板20以及第一检测模块21的容腔；
盖体下层结构102设有弹片12以及第二检测模块22；
其中，油箱盖10通过弹片12紧连接到油箱的油箱口，第一检测模块21用于检测油箱盖10的运动状态，第二检测模块22用于检测油箱内的油液高度；
电路板20包括处理器和报警模块，处理器根据第一检测模块21检测到车辆状态判断车辆处于运动状态或驻车状态，处理器根据第二检测模块22检测到油箱内的油液高度判断油液液位的下降速度，当车辆处于驻车状态且油液液位的下降速度超出预设值时，处理器控制报警模块报警。
优选的，第一检测模块21包括惯性度传感器，惯性传感器的检测对象是振动频率，当惯性传感器检测到的振动频率小于预设频率时，处理器判断车辆处于驻车状态。
在可选的实施例中，考虑到车辆停靠在路边或停车场，周围车辆行驶通过的振动难以达到1kHz，而发动机启动的振动很容易达到1kHz，因此，以1kHz设定为第一检测模块21的检测阈值，当油箱盖10的振动频率大于1kHz时，第一检测模块21输出行车信号D，当油箱盖10的振动频率小于1kHz时，第一检测模块21输出驻车信号P。
可选的，第一检测模块21为惯性传感器，例如振动传感器、三轴加速度传感器又或是包含加速度功能在内的六轴、九轴惯性传感器。
在可选的实施例中，当车辆停止后，油箱盖10未打开，通过破坏油箱盗油时，油液液位会持续下降，因此，第二检测模块22按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，第二检测模块22在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于2-3cm/10s时，处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
进一步的实施例中，当油箱盖10被打开盗油时，油箱盖会快速和油箱分离，因此，第二检测按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，第二检测模块在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于5cm/s时，处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
在上述两种情况下，处理器控制报警模块报警。
优选的，第二检测模块22包括超声波传感器，例如自收发超声波探头，利用发射、接收超声波，检测油箱内的油液液位高度。
优选的，自收发超声波探头的信号发射范围在较小的发射角内，例如小于30°，使超声波更具方向性，当油箱盖10被打开后，更容易判断出油箱盖10的方向。
在优选的实施例中，超声波探头的外壳为耐腐蚀的高分子或不锈钢材料，全密闭结构，以防止油气挥发腐蚀内部压电片。
其中，超声波传感器无回波或极快回波时，处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
进一步的，第二检测模块22包括应力检测单元，应力检测单元用于检测弹片12的应力状态，当油箱盖10盖合到油箱口处时，弹片12与油箱口卡紧，应力检测单元被弹片12所挤压，输出压力信号，当油箱盖10与油箱口分离时，弹片12回弹至原位置，应力检测单元无压力信号输出，处理器根据应力检测单元输出的压力信号判断油箱盖10是否被打开，当油箱盖10被打开后，处理器控制报警模块报警。
如此，以应变检测单元无压力信号输出作为触发信号，输出油箱盖10打开状态信号Gon，启动现场(驾驶室)和远程报警(手机APP)。
进一步的，为了降低能耗，第二检测模块22还设置电容检测单元。电容检测单元用于检测油箱盖10表面的电容值，当电容检测单元检测到的电容值超出阈值时，输出油箱盖10被接触信号Gj，在输出油箱盖10被接触信号Gj后，应变检测单元和超声波传感器由低频检测切换至高频检测状态。
可选的，应变检测单元和电容检测单元采用电容、应变融合传感器，电容检测单元的能耗低，可以高频状态开启检测，应变检测单元以及第二检测模块在电容检测单元输出异常信号后才被触发进入检测状态，且检测频率低于电容检测单元。
具体的，系统上电后，第一检测模块21进行运动状态的检测，当车辆处于驻车状态后，第二、电容检测单元处于测量状态，尤其是电容检测单元当油箱盖10的上层被触摸后，电容检测单元输出油箱盖10被接触信号Gj，应变传感器和超声波传感器进入到检测状态。可选的，电路板20的供电可采用5号干电池或纽扣电池。
【油箱防盗系统】
本发明第二方面提出一种油箱防盗系统，包括设置于油箱盖10的第一检测模块21和第二检测模块22；第一检测模块21通过检测油箱盖10的运动状态判断车辆处于驻车或行车状态，并输出表示驻车状态的第一信号P或表示行车状态的第二信号D；第二检测模块22根据油箱盖10与油箱以及油箱内的油液液位的相对位置，判断油位变化和油箱盖10的状态，并输出油位变化信号X和油箱盖10打开状态信号Gon。
其中，定义车辆发动机停止时为驻车状态，当发动机启动时为行车状态，并根据发动机的振动频率，定义为第一检测模块21的检测阈值。
在可选的实施例中，考虑到车辆停靠在路边或停车场，周围车辆行驶通过的振动难以达到1kHz，而发动机启动的振动很容易达到1kHz，因此，以1kHz设定为第一检测模块21的检测阈值，当油箱盖10的振动频率大于1kHz时，第一检测模块21输出行车信号D，当油箱盖10的振动频率小于1kHz时，第一检测模块21输出驻车信号P。
可选的，第一检测模块21为惯性传感器，例如振动传感器、三轴加速度传感器又或是包含加速度功能在内的六轴、九轴惯性传感器。
进一步的，考虑到油箱内空气以及油液有明显的界限层，可通过超声波传感器、激光传感器、毫米波雷达等对不同介质有区分的测距传感器对油箱内的油液进行测量，优选的，考虑到成本，第二检测模块22采用超声波传感器，超声波传感器为自收发超声波探头，利用发射、接收超声波，检测油箱内的油液液位高度。
超声波传感器的液位检测原理
主控制器切换探头进入接收模式；超声波信号通过油箱上部的空气介质传播至油面；(部分能量继续透射，进入汽油或柴油介质内部)另一部分能量在油面反射，并被探头接收；模拟前端对接收回波进行采样、放大；(飞行)时间测量电路计算从发射到接收的时间差；主控芯片计算出油箱内的空气介质高度，换算出油位高度如下：
s＝c×t
Figure BDA0003942480360000071
Figure BDA0003942480360000072
其中，s为超声波信号在空气介质中的传播距离；c为超声波信号在空气介质中的传播速度，一般为340米/秒；t为电路部分测得的——超声波信号在空气介质中的传播时间。
Hair为油箱内的空气介质高度；Htank为油箱内部空间的总高度，可测的，也可设为任一固定值；Hoil为油箱内的油位高度。
另外，结合图2和图8a-8c所示，油箱盖10被打开时状态，有仰放(如图8b)、俯置(如图8c)，而无论油箱盖10被打开后，处于何种放置状态，系统都将检测到回波信号反馈的飞行时间值产生了突变。
具体的，当油箱盖10被仰放时，无回波，飞行时间趋向于无穷大；当油箱盖10被俯置时：极快回波，飞行时间极小，甚至进入“死区”；当油箱盖10被悬空俯置并与下方的固体或液体平面相对位置固定时，从油箱上旋开并移走的过程中，产生飞行时间的快速变化。
触发警报
进一步的，为了将上述液位的变化可视化，利用报警系统30对驾驶员进行警示，其中，报警系统30用于接收所述第一检测模块21和第二检测模块22的输出信号，并触发警报；供电系统40为第一检测模块21、第二检测模块22和报警系统30供电。
其中，报警系统30触发警报的条件为：
条件1、接收到驻车信号P以及油位变化信号X；
或条件2、接收到驻车信号P以及油箱盖10打开状态信号Gon。
可以看出，当车辆处于驻车状态，且油箱盖10被打开时，则触发警报，对应的偷油行为是打开油箱盖；或当车辆处于驻车状态，且油液的液面速度下降超出预设速度时，则触发警报，对应的偷油行为是破坏油箱吸油或油箱盖10向上抬升被打开。
在具体的实施例中，油液的液面下降速度达到2-3cm/10s时，则触发警报。
具体的，定义一个检测周期的时间为T，第二检测模块检测到T始时，液位高度为H1，T末时，液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于2-3cm/10s时，第二检测模块输出油位变化信号X。
尤其是当|H1-H2|/T大于5cm/s时，认为油箱盖10与油箱分离，第二检测模块输出油箱盖10打开状态信号Gon。
在上述的实施例中，警报系统包括警报装置和通讯模块，例如驾驶室内设置警报灯或蜂鸣器，通过无线通讯的方式触发警报灯或蜂鸣器动作。
进一步的，还可以通过无线通讯的方式进行远程报警，例如连接手机APP。
其中，报警系统30的报警信号包括油箱盖10打开报警信号和油位报警信号，当报警系统30接收到条件1时，输出油位报警信号，当报警系统接收到条件2时，输出油箱盖10打开报警信号。
传感器的检测形式
结合图6-7所示，如上述的实施例中，由于超声波传感器需要以一定的频率对液位进行检测，判断液位是否下降或油箱盖10是否被打开，造成的能耗较多，进一步的，通过功耗更小的电容检测单元对油箱盖10的状态进行检测。
第二检测模块包括电容检测单元和应变传感器，电容检测单元用于检测油箱盖10表面的电容值，当电容检测单元检测到的电容值超出阈值时，输出油箱盖10被接触信号Gj；应变传感器用于检测油箱盖10与油箱之间的压力值，当压力值超出阈值时，输出油箱盖10打开状态信号Gon。
在具体的实施例中，电容检测单元和应变测量单元为电容、应变融合传感器23，其中，传感器的电容测量单元具备高灵敏度(aF等级)、超高精度特性(精度有效位达到22.67-bit)，既能够感知到油箱盖是否被人手(不论是否带手套)握持，还能够有效甄别雨雾、油污沉积防止误判。
试验发现，雨雾(介电常数水80、空气1，在混合状态下约为5-20)、油污沉积(介电常数约3-8)引起的电容增量在数十微法或以下；而人手握持(介电常数50-70)引起的电容增量在数百微法以上。因而能够显著的进行甄别。
在可选的实施例中，应变测量单元旨在检测油箱盖10和油箱口之间的压力，例如当油箱盖压紧后，应力增大，拧开后应力为0；优选的，油箱盖10上设有弹片12，当油箱盖10盖到油箱口上时，弹片处于受力状态，应力增大，拧开油箱盖10后，弹片复位，此时应力为0，即当应变检测单元输出压力为0时，则代表油箱盖打开。
在可选的实施例中，由于超声波传感器和应变检测单元的功耗大，将超声波传感器和应变检测单元设置为包括低频检测状态和高频检测状态，当电容检测单元输出油箱盖10被接触信号Gj，超声波传感器和应变检测单元由低频检测状态切换为高频检测状态。
优选的，低频检测状态的检测频率是0.1-0.2Hz，高频检测状态的检测频率是1-3Hz。
如此，由于电容检测单元的能耗低，并且仅当油箱盖10被接触后，第二检测模块22才被设置成处于检测状态，可有效的降低能耗。
在具体的实施例中，电容检测单元以2次/S的检测频率进行电容检测，应变传感器和超声波传感器的检测频率是0.1-0.2Hz，当电容检测单元有信号输出后，应变传感器和超声波传感器的检测频率是1-3Hz。
【油箱防盗系统方法】
本发明第二方面提出一种技术方案，一种油箱防盗系统方法，包括以下步骤：
步骤1、持续的检测车辆运行状态，当车辆处于驻车状态时进入下一步骤；
步骤2、通过非接触式测距手段获取油箱盖10与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系；
步骤3、计算油箱盖10与油箱或油箱内的油液液位的相对位置变化速度，当变化速度超出预设值时，触发报警。
在具体的实施例中，在步骤2中，使用超声波的方式获取油箱盖10与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系。
在可选的实施例中，当检测到液位高度变化大于2-3cm/10s时，即触发报警，另外，当油箱盖10被持续的向上打开，例如大于液面变化大于5cm/s时，认为油箱盖10与油箱分离，第二检测模块输出油箱盖10打开状态信号Gon。
在步骤2中，还可以通过检测油箱盖10与油箱之间预压力的方式判断油箱盖10与油箱的相对位置关系。
具体的，油箱盖10上设有弹片12，当油箱盖10盖到油箱口上时，弹片处于受力状态，应力增大，拧开油箱盖10后，弹片复位，此时应力为0，当应变传感器检测到油箱盖10与油箱之间压力为零时，输出油箱盖10打开状态信号Gon。
由于超声波传感器持续检测耗能较大，而周期性检测存在窗口期，因此，为了平衡上述两点，在步骤2中，以低频检测的方式获取油箱盖10与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系，直至油箱盖10表面的电容增加至预设值后，以高频的方式获取油箱盖10与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系。
具体的，当电容检测单元检测到油箱盖10表面的电容变化量Cx大于预设值时，输出油箱盖10被接触信号Gj。
试验发现，雨雾(介电常数水80、空气1，在混合状态下约为5-20)、油污沉积(介电常数约3-8)引起的电容增量在数十微法或以下；而人手握持(介电常数50-70)引起的电容增量在数百微法以上。因而能够显著的进行甄别。
在优选的实施例中，电容检测单元高频的进行电容检测，且当电容检测单元输出油箱盖10被接触信号Gj后，应变检测单元和超声波检测单元才由低频检测切换为高频检测。
优选的，低频检测状态的检测频率是0.1-0.2Hz，高频检测状态的检测频率是1-3Hz。
如此，可降低装置整体的能耗。
结合图9所示，系统上电后，第一检测模块进行运动状态的检测，当车辆处于驻车状态后，第二、电容检测单元处于测量状态，当油箱盖10的上层被触摸后，电容检测单元输出油箱盖10被接触信号Gj，应变检测单元和超声波传感器进入到高频检测状态，当应变传感器检测到压力输出为0后，输出油箱盖10打开状态，同时，超声波传感器检测到液位突变或无回波，输出油箱盖10打开状态信号Gon，启动现场(驾驶室)和远程报警(手机APP)。
结合以上实施例，本发明具有以下优点：本发明传感器及电路设置于油箱盖内，无系统改装成本，易于实现；通过超声波传感器直接测量液位，可靠，无误报；油箱盖上、下层设计，保证寿命及防爆；多传感器融合，监控油箱盖(上、下层)及油位状态；通过惯性传感器判断车辆状态，行车状态下系统其它部分保持休眠，降低系统功耗延长电池使用寿命；成本可控，所使用的传感器均为消费和泛工业领域大规模采用的产品。相比当前的主流方案，可以节省50-80％的成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种油箱盖，其特征在于，包括盖体上层结构(101)和盖体下层结构(102)；
所述盖体上层结构(101)具有用于容纳电路板(20)以及第一检测模块(21)的容腔；
所述盖体下层结构(102)设有弹片(12)以及第二检测模块(22)；
其中，油箱盖(10)通过所述弹片(12)紧连接到油箱的油箱口，所述第一检测模块(21)用于检测油箱盖(10)的运动状态，所述第二检测模块(22)用于检测所述油箱内的油液高度；
所述电路板(20)包括处理器和报警模块，所述处理器根据所述第一检测模块(21)检测到车辆状态判断车辆处于运动状态或驻车状态，所述处理器根据第二检测模块(22)检测到油箱内的油液高度判断油液液位的下降速度，当车辆处于驻车状态且油液液位的下降速度超出预设值时，所述处理器控制所述报警模块报警。
2.根据权利要求1所述的油箱盖，其特征在于，所述第一检测模块(21)包括惯性度传感器，所述惯性传感器的检测对象是振动频率，当所述惯性传感器检测到的振动频率小于预设频率时，所述处理器判断车辆处于驻车状态。
3.根据权利要求1所述的油箱盖，其特征在于，所述第二检测模块(22)按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，所述第二检测模块(22)在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于2-3cm/10s时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
4.根据权利要求1所述的油箱盖，其特征在于，所述第二检测按照预定的检测周期T持续的检测油箱内油液液位变化，所述第二检测模块在T始时检测到液位高度为H1，T末时检测到液位高度为H2，当|H1-H2|/T大于5cm/s时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
5.根据权利要求1所述的油箱盖，其特征在于，所述第二检测模块(22)包括超声波传感器，所述超声波传感器用于检测油液的液位高度。
6.根据权利要求5所述的油箱盖，其特征在于，所述超声波传感器无回波或极快回波时，所述处理器判断油液液位的下降速度超出预设值。
7.根据权利要求1所述的油箱盖，其特征在于，所述第二检测模块(22)包括应力检测单元，所述应力检测单元用于检测所述弹片(12)的应力状态，当所述油箱盖(10)盖合到所述油箱口处时，所述弹片(12)与所述油箱口卡紧，所述应力检测单元被所述弹片(12)所挤压，输出压力信号，当所述油箱盖(10)与所述油箱口分离时，所述弹片(12)回弹至原位置，所述应力检测单元无压力信号输出，所述处理器根据应力检测单元输出的压力信号判断油箱盖(10)是否被打开，当油箱盖(10)被打开后，所述处理器控制所述报警模块报警。
8.据权利要求5或7所述的油箱盖，其特征在于，所述第二检测模块(22)还包括电容检测单元，所述超声波传感器和应力检测单元包括低频检测状态和高频检测状态，所述电容检测单元设置在所述盖体上层结构(101)，当所述电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述超声波传感器或应力检测单元由低频检测状态切换为高频检测状态。
9.据权利要求5或7所述的油箱盖，其特征在于，所述低频检测状态的检测频率是0.1-0.2Hz，高频检测状态的检测频率是1-3Hz。
10.一种油箱防盗系统，其特征在于，包括设置于油箱盖(10)的第一检测模块(21)、第二检测模块(22)和处理器；
所述第一检测模块(21)用于获取油箱盖(10)的运动状态，所述处理器根据第一检测模块(21)检测到的油箱盖(10)的运动状态判断车辆处于驻车或行车状态；
所述第二检测模块(22)用于获取油箱盖(10)与油箱内的油液液位相对位置，所述处理器根据第二检测模块(22)检测到的油箱盖(10)与油箱内油液液位的相对位置计算油位变化速度；
报警系统(30)，根据所述处理器的判断结果触发警报；
电容检测单元，所述电容检测单元根据油箱盖(10)表面的电容值变化判断油箱盖(10)是否被触摸；
其中，所述报警系统(30)触发警报的条件为：
油箱盖(10)的运动状态处于驻车状态且油箱内油液液位变化速度超出预设值；
所述第二检测模块(22)包括低频检测状态和高频检测状态，当电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述处理器判断油箱盖(10)处于被接触状态，所述第二检测模块(22)由低频检测状态切换为高频检测状态。
11.根据权利要求10所述的油箱防盗系统，其特征在于，所述第二检测模块(22)包括超声波传感器，所述超声波传感器用于检测油液的液位高度。
12.根据权利要求10所述的油箱防盗系统，其特征在于，所述第二检测模块还包括电容检测单元，所述电容检测单元根据油箱盖(10)表面的电容值变化判断油箱盖(10)是否被触摸，当电容检测单元检测到电容值超出阈值时，所述处理器判断油箱盖(10)处于被接触状态，所述超声波传感器和应力检测单元包括低频检测状态和高频检测状态，当所述处理器判断油箱盖(10)处于被触摸状态后，所述超声波传感器和应力检测单元由低频检测状态切换为高频检测状态。
13.一种油箱防盗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、持续的检测车辆运行状态，当车辆处于驻车状态时进入下一步骤；
步骤2、通过非接触式测距手段获取油箱盖(10)与油箱内的油液液位的相对位置关系；
步骤3、计算油箱盖(10)与油箱内的油液液位的相对位置变化速度，当液位变化速度超出预设值时，触发报警；
其中，在步骤2中，以第一频率获取油箱盖(10)与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系，当油箱盖(10)被触摸后，以第二频率获取油箱盖(10)与油箱或油箱内的油液液位的相对位置关系，第一频率低于第二频率。
14.根据权利要求13所述的油箱防盗系统方法，其特征在于，在步骤2中，使用超声波的方式获取油箱盖(10)与油箱内的油液液位的相对位置关系。
15.根据权利要求13所述的油箱防盗系统方法，其特征在于，在步骤2中，还可以通过检测油箱盖(10)与油箱之间预压力的方式判断油箱盖(10)与油箱的相对位置关系。
16.根据权利要求14或15所述的油箱防盗系统方法，其特征在于，在步骤2中，通过检测触摸压力或触摸电容的方式判断油箱盖(10)是否被触摸。
17.根据权利要求14或15所述的油箱防盗系统方法，其特征在于，所述第二频率是第一频率的十倍以上。
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