CN1274656A - 机动车防盗、防劫联网报警方法及其系统 - Google Patents

Abstract

将陀螺仪航位推算技术(DR)、CAS系统与GSM网络结合的报警系统,工作步骤是:陀螺仪以网络信标站提供的坐标作为初始数据,按照惯性导航原理随时计算车辆的精确位置,发生警情时车载报警器将车辆代码、瞬时的地址代码、警情类别代码通过高低层网络报警站构成的通讯网或GSM通讯网发射给报警中心。本方案实现了车辆位置的匀速连续监控,降低了成本,扩大了监控范围,并能最大限度地消除盲区。

Description

机动车防盗、防劫联网报警方法及其系统

本发明涉及一种机动车防盗、防劫联网报警的方法以及实施这种方法所使用的设备——机动车防盗、防劫联网报警系统。

汽车等机动车被盗窃与被抢劫的问题日益严重，迫切需要建立功能更加完善的机动车防盗、防劫报警系统。现有技术中的报警系统都是利用车上的各种传感器触发车载报警发射机发出报警信号，经传输系统将信号传输给报警中心。按报警信号传输方式的不同，可分为两类：1、全球卫星定位系统(GPS)，例如WO 93/24911美国专利，俗称“天网”，是利用人造地球卫星导航定位系统确定报警车辆的地理位置，再通过电台通讯和数字移动通讯(GSM)将信号传输给报警中心。其优点是技术先进，定位精度高。缺点有：a、用户的安装成本很高，采用电台通讯时建网的一次性投资较高，且容量十分有限；采用GSM通讯时运营成本比较高。b、难以消除盲点。c、卫星系统、核心技术芯片及模块都是由美国垄断和独占的，受到政治或军事因素影响时，不能保证系统的工作安全。这种系统在中国发展多年，始终局限于少数特殊车辆，无法向广大民用车辆推广。d、该系统提供的车辆位置是绝对位置，即经纬度，与城市地图、街道不能直观地衔接，造成出警不便。2、城市机动车联网监控报警系统(CAS)，俗称地网，例如94111523.2号及99114311.6号中国专利，它们是沿城市各街道建立若干信号接收转发站以有线通讯与报警中心连接，各转发站接收车载发射机的无线报警信号，并转换成有线信号，通过有线网传给报警中心，组成“短无线、长有线”的网络。这种系统的建网成本和运营成本相对较低，但有以下不足：a、每个转发站的地址码所表示的车辆位置不是精确位置，而是以该转发站为圆心，接收距离为半径的一个圆形区域，在这个区域内无论车辆处于什么位置，都是同一个地址码。只有报警车辆行驶到另一个转发站内时，电子地图上才显示出车辆的前进方向，造成车辆在电子地图上的报警呈线段跳跃式显示。b、每个城市监控网的面积有限，对驶出监控网的车辆无法再跟踪显示。c、实现在全国范围的联网存在技术上的困难。

为了研制出功能更加完善的报警网络，本发明的任务是提供一种全新思路的报警方法和系统，该系统与“天网”、“地网”均不相同，应实现这两者的优点，而消除其不足：能实现车辆位置的匀速连续监控，其监控范围应能按需要进行扩展，并能实现全国联网，能最大限度地消除盲区。同时，该方法和系统应在报警、位置显示等原有功能之外，还具有反向诱发报警、反向控制强行停车以及向车主或司机报警等多种功能。

实现上述目的的技术方案是：将陀螺仪航位推算技术(Dead Reckoning，简称DR)、城市机动车联网监控报警技术(CAS)与数字移动通讯技术结合，形成新的采用CAS+DR+GSM工作方式的报警系统。陀螺仪在车辆行驶中能始终保持其固定方向，因此可以测量到车辆的每一个微小的转向角度，与车辆里程表所测量的行驶距离结合，即可精确计算出车辆位置的改变。本发明还在陀螺仪中引入卡尔曼滤波技术，该技术由Dr.R.E.Kalman于1960年引入陀螺仪的工作系统，它结合系统误差统计特性及系统动态特性来完成对系统状态的估计。以此构成的航位推算技术可以得到6至60个矢量维数的系统模型，从而随时得到车辆的精确坐标。同时，本发明还将车载报警发射机原来简单的通讯接口改为一个通讯平台，可与多种通讯系统连接。该系统的工作步骤如下：

网络信标站发射地标信号，

车载报警发射机接收地标信号并传给陀螺仪，陀螺仪以该精确位置坐标作为初始数据，

车载陀螺仪按照惯性导航原理，采集车辆行驶中的先验数据(每一个转向角度与行驶距离)，随时计算车辆的精确位置，并输入单片机，

单片机将车辆位置随时换算成坐标代码，

发生劫警、盗警、事故求救等不同警情时，触发不同的传感器，传感器将信号输入单片机，

单片机根据传感器的不同确定警情类别代码并触发车载报警发射机，

车载报警发射机将单片机中存储的车辆代码、瞬时的坐标代码、警情类别代码一起，通过通讯网发射给报警中心，

报警中心接到报警信号后发出警情警报，中心的计算机根据车辆报警信号中的车辆代码调出数据库中报警车辆的信息数据，与警情类别等信息同时显示在显示屏上，并将报警车辆位置动态地显示在电子地图上。

这里所说的通讯网包括高、低层网络报警站构成的通讯网、无线信号转发网站、GSM通讯网(短信息)、基于AMPS的蜂窝数字分组数据(CDPD)、码分多址(CDMA)、基于控制信道的模拟网短信息，以及其他现有的各种通讯网。其中高、低层网络报警站是指将无线信号转换成有线信号的转发站，它可以单独设立，也可以与网络信标站设在一起。所说的各种通讯方式，可以同时设置，也可以只设其中的一种两种或多种。

上述技术的优化方案中，陀螺仪计算车辆的精确位置时是利用卡尔曼滤波算法。其他优化方案还可分别增加以下步骤：

a、车载报警发射机将单片机中存储的车辆代码、瞬时的坐标代码、警情类别代码一起，通过通讯网发射给报警中心的同时，直接发射给车主或司机的BP机，

车主或司机在BP机接到信号后，及时查看车辆状况，同时主动和报警中心联系复核警情。

b、报警中心对报警车辆发出反向控制信号，包括停车指令、声光报警指令、解警指令或诱发警情指令中的一种或几种，

地面的关口登录站、装有接收设备的警车或网络信标站接收到车辆报警信号后，在向报警中心转发信号的同时，对报警车辆发出反向控制信号，包括停车指令、声光报警指令、解警指令或诱发警情指令中的一种或几种，

报警车辆的车载报警发射机接收到反向控制信号后，执行该指令：对停车指令，以脉冲控制方式逐步切断车辆的电路、油路，使其停车，对声光报警指令，打开车上的警报器及车辆的前后灯，以引起交警与路人的注意，对解警指令，停止已报警车辆的报警，对诱发警情指令，则是模仿遭遇不同警情时传感器的触发动作，以完成对报警系统的测试和检验。

c、报警中心的自检发射台发射自检指令信号，网络信标站接收到指令后，首先完成自身自检，并通过高、低网络信标站将自检信息传回监控中心，其次网络信标站一对一地控制高、低层网络信标站自检，高、低层网络信标站将自身的自检信息同时传回监控中心。

完成上述步骤的设备系统由车载报警发射机、通讯网络与报警中心组成：车辆上设置车载报警发射机，报警中心设有计算机和电子地图显示仪计算机与通讯网络连接，在监控区设置有网络信标站，其特征是：在车载报警发射机上设有车载陀螺仪，车载报警发射机的单片机中设有通讯平台。设有车载陀螺仪的车载报警发射机的优化方案是：车载报警发射机的单片机上还连接有卡尔曼滤波器。另一个优化方案中的通讯网络为GSM通讯网或设有无线信号转发网站或由高、低层网络报警站组成的网络。在优化方案中还可设有关口登录站以及装有报警信号接收器的警车。报警中心还可设置反向控制信号发射站。

本发明提供了一种全新思路的报警方法和系统，该系统具有现有技术的全部功能，同时消除了它们的不足：新系统因不需借助地球卫星，所以成本很低，消除了盲点，也不会受国外的技术牵制。CAS系统是在当时有线通讯基本普及，移动通讯尚不够发达时设计的；而新系统是在GSM通讯网已比较普及的基础上发展的，它既可利用原有的CAS网或无线转发网站，车辆驶出CAS网络覆盖区域(城市郊区或偏远地区)时，又可利用GSM网，这样减少了监控区内高、低层网络报警站的数量，只需少量的网络信标站，靠陀螺仪与信标站的结合，在车辆位置上实现了绝对位置(经、纬度)与相对位置(城市地图)的良好衔接，在一张电子地图上同时提供目标车辆的绝对位置和相对位置(具体道路)，既满足了公安出警需要，有直观感觉，又提高了精度，实现了车辆位置的匀速连续与精确监控，不仅进一步降低了成本，而且其监控范围能按需要进行扩展，能实现全国联网，并能最大限度地消除盲区。该方法和系统在与通讯网的连接方面也更加灵活，能适应不同地区建网的需要，另外在报警、位置显示等原有功能之外，在反向诱发报警、反向控制强行停车以及向车主或司机报警等多种功能方面也更加完善。

现结合附图与实施例作进一步说明。

图1为本系统工作原理方框图；

图2为包含有陀螺仪的车载报警发射机电原理图。

实施例1，参照图1：省会级城市或其他较大城市的机动车防盗、防劫联网报警系统，由车载报警发射机、监控中心与通讯网络组成。参照图2：在车载报警器上设有车载陀螺仪和卡尔曼滤波器，监控中心的计算机与有线通讯网及GSM接收终端连接。在市区建立若干网络信标站、高、低层网络报警站与少量无线信号转发站。车辆在市区通过高、低层网络报警站或无线信号转发站向报警中心报警；驶出市区的车辆，通过GSM网报警。参照图2：车载报警发射机接通12DV电源后，经D1、L1、B1、C1构成的滤波电路滤波后送入T1，T1稳压输出+5V电源供U1、U3、BP、MODULE2YKQ、汽车里程脉冲信号采集器(MODULE3 ANGULAR)、陀螺仪(MODULE4SPEEDSEN)等使用。单片机U1上电以后，其中的软件开始运行，初始化设置系统参数，监测各输入口信息。当监测到RC4口的遥控器信号后，U1将U3-EPROM中存储的本机地址码提出和比较，若地址码相同，确认为本机要接收的信息，则U1中的软件进入设防子程序，巡检各个I/O口，一旦监测到DH、MC、MCQ、MCH等信号或无论在何种状态下，只要监测到RC3口的打劫信号，U1中的软件立刻进入报警子程序，读入RB2口初始地理位置坐标，将其和发射机编码、警情状态码一起通过MODULE3 FST发送到110CAS网络，同时U1输出控制FMQ蜂鸣器鸣叫，继电器RL1动作，LAMP指示灯闪亮。盗警状态下断电器切断点火线圈，使车辆无法起动。

实施例2，小城市或乡镇的机动车报警系统，可以不设高、低层网络报警站和无线信号转发站，所有车辆均通过GSM网报警。

Claims (8)

1、一种机动车防盗、防劫联网报警方法，其工作步骤如下：

网络信标站发射地标信号，

车载报警发射机接收地标信号并传给陀螺仪，陀螺仪以网络信标站提供的精确位置坐标，作为初始数据，

车载陀螺仪按照惯性导航原理，采集车辆行驶中的先验数据：每一个转向角度与行驶距离，随时计算车辆的精确位置，并输入单片机，

单片机将车辆位置随时换算成地址代码，

发生劫警、盗警、事故求救等不同警情时，触发不同的传感器，传感器将信号输入单片机，

单片机根据传感器的不同确定警情类别代码并触发车载报警发射机，

车载报警发射机将单片机中存储的车辆代码、瞬时的地址代码、警情类别代码一起，通过通讯网发射给报警中心，

报警中心接到报警信号后发出警情警报，中心的计算机根据车辆报警信号中的车辆代码调出数据库中报警车辆的信息数据，与警情类别等信息同时显示在显示屏上，并将报警车辆位置动态地显示在电子地图上。

2、按照权利要求1所述的机动车防盗、防劫联网报警方法，其特征是：陀螺仪计算车辆的精确位置时是利用卡尔曼滤波算法。

3、按照权利要求1或2所述的机动车防盗、防劫联网报警方法，其特征是：还包括有以下工作步骤中的一种或几种：

a、车载报警发射机将单片机中存储的车辆代码、瞬时的坐标代码、警情类别代码一起，通过通讯网发射给报警中心的同时，直接发射给车主或司初的BP机，

车主或司机在BP机接到信号后，及时查看车辆状况，同时主动和报警中心联系复核警情。

b、报警中心对报警车辆发出反向控制信号，包括停车指令、声光报警指令、解警指令或诱发警情指令中的一种或几种，

地面的关口登录站、装有接收设备的警车或网络信标站接收到车辆报警信号后，在向报警中心转发信号的同时，对报警车辆发出反向控制信号，包括停车指令、声光报警指令、解警指令或诱发警情指令中的一种或几种，

报警车辆的车载报警发射机接收到反向控制信号后，执行该指令：对停车指令，以脉冲控制方式逐步切断车辆的电路、油路，使其停车，对声光报警指令，打开车上的警报器及车辆的前后灯，以引起交警与路人的注意，对解警指令，停止已报警车辆的报警，对诱发警情指令，则是模仿遭遇不同警情时传感器的触发动作，以完成对报警系统的测试和检验。

c、报警中心的自检发射台发射自检指令信号，网络信标站接收到指令后，首先完成自身自检，并通过高、低网络信标站将自检信息传回监控中心，其次网络信标站一对一地控制高、低层网络信标站自检，高、低层网络信标站将自身的自检信息同时传回监控中心。

4、一种机动车防盗、防劫联网报警系统，由车载报警发射机、报警中心与通讯网络组成：车辆上设置车载报警发射机，报警中心设有计算机和电子地图显示仪，计算机与通讯网络连接，在监控区设置有网络信标站，其特征是：在车载报警发射机上设有车载陀螺仪，车载报警发射机的单片机中设有通讯平台。

5、按照权利要求4所述的机动车防盗、防劫联网报警系统，其特征是：车载发射报警机与陀螺仪上还连接有卡尔曼滤波器。

6、按照权利要求4或5所述的机动车防盗、防劫联网报警系统，其特征是：报警中心还设有反向控制信号发射站。

7、按照权利要求4或5所述的机动车防盗、防劫联网报警系统，其特征是：还设有关口登录站以及装有报警信号接收器的警车。

8、按照权利要求6所述的机动车防盗、防劫联网报警系统，其特征是：还设有关口登录站以及装有报警信号接收器的警车。