CN1987948A

CN1987948A - 汽车加速度监控防盗报警系统

Info

Publication number: CN1987948A
Application number: CNA2006101555012A
Authority: CN
Inventors: 朱善伟; 毛海皓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: CN100446046C

Abstract

汽车加速度监控防盗报警系统，包括设在车轮内的车轮状态传感器，设在车体内的声光报警器，设于车轮内的车轮状态传感器由加速度传感器和与加速度传感器输出端相接的第一微处理器，与第一微处理器输入端相连接的第一射频发射模块组成；车辆防盗报警控制器由第二微处理器，接于第二微处理器输入端的第二射频接收模块和车辆定位通讯模块，以及手持终端组成；车轮状态传感器和车辆防盗报警控制器通过射频收发的无线电连络组成检测车辆非正常移动系统，车辆防盗报警控制器与车辆定位通讯模块连结组合成车辆非正常移动的监控系统。报警方式除了传统的声、光报警外，还具有无线告警、车辆定位追踪、远程控制等方法，确保报警及时有效。

Description

汽车加速度监控防盗报警系统

技术领域

本发明涉及一种汽车防盗报警系统，特别涉及一种检测汽车速度变化，判断是否被盗，并监测被盗车行踪的监控报警系统。

背景技术

汽车是现代生活的重要交通工具，而汽车防盗器是必须的电子设备。传统的汽车防盗器大都是基于机械震动检测，它由质量块、弹簧、传动连杆、拨动开关等组成检测装置，当车辆移动时质量块会移动并通过弹簧带到传动连杆移动从而出发拨动开关，启动报警装置。这种系统的检测灵敏度不易调整，灵敏度太高容易因为受到意外震动的干扰而产生误报警；灵敏度太低又难以即时判定车辆的移动。此外机械装置容易损坏老化，从而影响系统的可靠性。CN1769108A公开一种利用重力加速度感应的汽车防盗装置。它主要用组设于车辆上的重力加速度计来侦测车辆重力加速度的变化，其变化基于车体倾斜度或异常振动产生重力加速度值的变化作判断依据。这种装置同样存在检测灵敏度不易调整，灵敏度太高，例如设定倾斜水平5度为报警限度，则极易因爬坡过桥而误报，车体异常振动是不可避免的，例如过桥震动或打雷震动等等，由此频繁误报警而产生噪声污染，则是环境保护所不允许的，因而重力加速度检测法在我国可能无法实施推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述汽车防盗报警装置所存在的问题，设计一种判断汽车非法移动的检测系统，达到抗干扰能力强，监控灵活可靠的目的。发明的再一目的是一旦发现汽车被盗后，能跟踪汽车行踪，使车主和车辆管理部门利用卫星定位系统，监控被盗车的行踪，实施拦劫和追捕。

本发明的设计方案是，汽车加速度监控防盗报警系统，它包括设在车轮内的车轮状态传感器，设在车体内的声光报警器，其特征是设于车轮内的车轮状态传感器由加速度传感器和与加速度传感器输出端相接的第一微处理器，与第一微处理器输入端相连接的第一射频发射模块组成；车辆防盗报警控制器由第二微处理器，接于第二微处理器输入端的第二射频接收模块，接于第二微处理器输入输出端的车辆定位通讯模块，以及手持终端组成；所述车轮状态传感器和车辆防盗报数控制器通过射频收发的无线电连络组成检测车辆非正常移动系统，所述的车辆防盗报警控制器与车辆定位通讯模块连结组合成车辆非正常移动的监控系统。

本发明提供的汽车防盗报警系统，它通过检测车辆的加速度判断车辆是否非法移动，一旦确认车辆非法移动，就立即发出声光报警，并通过无线通讯向车主发送报警信息，它还可以通过无线定位系统获取自身精确位置，并向用户或者远程监控网发出车辆的位置信息，从而方便用户追踪失盗车辆。本发明设计的全电子检测的车辆防盗报警系统，它通过检测车辆加速度变化判定车辆的移动，因而抗干扰能力强；它通过程序控制预警模式和报警方案，因而系统灵活可靠；它采用大规模集成电路，因而集成度高功能强大，在完成车辆防盗功能的同时还可以方便的实现监控部分车辆状态的功能。

加速度传感器判断车辆移动的原理是：当车辆停止时车载加速度检测器测得的加速度为0，当车辆移动时车载加速度检测器测得的加速度不为零。因此，只需设计一个合适的门限值Ap，当检测到加速度Ac大于Ap就判定车辆移动。

本汽车防盗报警系统判定车辆被盗的原理是：当点火开关被车钥匙打开后，防盗报警系统第二微处理器就判定车辆已经正常启动，并置车辆启动标志位有效。当第二微处理器接收到传感器发送来的车辆移动信号后，它将检测车辆启动标志位是否有效，若有效则不判定车辆被盗，否则判定车辆被盗。

车轮状态传感器的安装位置要满足两个条件：首先要位置隐蔽，目的是防止被发现和破坏；再是要在车辆的敏感位置，目的是准确检测车辆的位置变化。传感器通常安装在车轮内，当车轮转动时或者车辆整体移动时，传感器就能立即检测出加速度变化。同时，传感器还可以根据需要检测轮胎内的压强和温度等状态信息。

定位通讯模块负责车辆定位和远程通讯功能。定位模块可以采用卫星定位系统如GPS，也可以采用蜂窝网定位系统。通讯模块用于智能防盗控制器与远程的车辆监控网络或车主的移动通讯设备通信，通讯方式可以是GSM、GPRS、CDMA或无线以太网等各种无线通讯网。

本发明的优点在于：防盗检测准确可靠，基于加速度检测能够准确地判定车辆移动，警报准确律高。报警方式多样有效，报警方式除了传统的声、光报警外，还具有无线告警、车辆定位追踪、远程控制等方法，确保报警及时有效。集成度高、功能强大，采用超大规模集成电路，使得系统各部分微型化，可以方便的安装在车辆的隐蔽位置。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图2为本发明的加速度检测传感器结构图。

图3为本发明的防盗报警控制器结构图。

图4为本发明的汽车定位通讯模块结构图。

图5为本发明的手持终端结构图。

图6为车辆防盗报警控制器判定汽车非正常移动流程图。

图7为防盗报警控制器的三级报警处理流程图。

具体实施方式

本发明设计了1套基于加速度检测器的车辆监控防盗系统。如图1所示，该系统包括安装在车轮上的状态传感器1设在车箱内的防盗报警控制器2和定位通讯模块3，以及手持终端4。其中，状态传感器1与防盗报警控制器2通过无线通讯连接组合成实时检测车辆非正常移动系统，防盗报警控制器2和定位通讯模块3连接组合成追踪车辆非法移动监控系统。

图2是车轮状态传感器1的内部结构，它包括第一微处理器11、第一射频收发模块12、加速度检测模块13、电池14以及辅助电路15。本实施例中采用的第一微处理器11是PIC16F864单片机，第一射频收发模块12采用集成收发芯片nRF2401A，为2.4GHz全双功无线通信模块。加速度检测模块13采用的是集成多功能数字式传感器SP12。加速度检测模块13采用集成式三合一检测芯片SP12，它把加速度物理量转换为数值量，并发送至第一微处理器11，SP12外围电路只有电源接口和第一微处理器11，通过第一微处理器11就可向SP12发指令启动采样。第一微处理器11控制加速度检测模块13定时采样车辆的加速度信息。经过预处理后通过第一射频收发模块12以无线电信号发射出去，传感器采用3V锂电池供电，电池使用寿命3年以上。

图3是车辆防盗报警控制器2的内部结构，它包括第二微处理器21、第二射频收发模块22、车辆定位通讯模块接口26、语音模块25、键盘24、显示屏23。本实施例中第二微处理器21采用PIC16F873A单片机，第二射频收发模块22是2.4GHz全双功集成收发芯片nRF2401A。当第二射频收发模块22将接收到的车辆状态传感器1信息经预处理后传送至第二微处理器21，第二微处理器21显示在显示屏23上，按照一定的算法处理接收到的各种车辆状态信息，将其中的车轮运动状态信息输出，一旦判定出现异常，就控制显示屏23显示相应的报警信号，同时还控制语音模块25以语音形式向驾驶员告警。驾驶员可以通过键盘24查询传感器检测到的车辆信息，也可以对防盗报警控制器进行设置。防盗报警控制器2通过定位通讯模块接口26与扩展的定位通讯模块相接，并获取需要的车辆位置信号或进行远程通讯或跟踪非法移动车辆。

图4是定位通讯模块的内部结构，它包括第三微处理器31、GSM/GPRS模块32、CAN通讯模块33、无线以太网模块34以及与防盗报警控制器2的定位通讯接口26。第三微处理器31通过GSM/GPRS模块可以接入移动通讯网，从而可以将车辆信息发送到远端的用户终端或监控中心；第三微处理器31通过CAN通讯模块33可以将车轮运动的信息发送给车辆控制网；第三微处理器31通过无线以太网模块34可以接入车辆附近的监控中心和个人终端。

通过全球GPS卫星定位系统跟踪汽车行踪，只要汽车非法移动，全球卫星GPS定位系统就能精确的定位汽车移动方位，并由第三微处理器31将非法移动的汽车方位发送给车辆监控中心和个人终端。

图5是手持终端的内部结构，它包括第四微处理器41、第四射频收发模块42、按钮键盘43、LED显示44及电池45。当第四射频收发模块42将接收到的防盗报警控制器2的报警信息并传送至第四微处理器41，第四微处理器41控制相应的LED显示屏44闪亮以提示用户，用户终端一般为手机、手提电脑或其他报警器。

为了延长智能传感器的工作时间，必须采用微功耗设计以降低车辆状态传感器的功耗。本发明采用的微功耗设计包括硬件设计和软件设计。

在硬件方面的微功耗设计又包括：采用超大规模集成电路芯片，减少外围器件数量，提高系统集成度，本发明设计的车轮状态传感器1采用的微处理器11为PIC16F684微处理器，只需接通电源无须外围元件即可工作，是最简单的微处理系统，射频收发模块12采用单片集成的无线收发芯片nRF2401A，相比于其他无线通讯芯片，它的外围元件不足十个，且具有双工通讯功能，通讯频率为2.4GHz，能有效避开对讲机、手机等常见通讯设备的干扰，因而通讯可靠。加速度传感器13采用4合1的单片传感器SP12。优选微功耗型器件，本发明选用的微处理PIC16F684的正常工作电流约为8.5μA，待机睡眠状态的电流消耗仅为1nA。加速度传感器13实现车辆移动自动检测功能，使状态检测传感器仅在车辆移动时工作，其他时候自动处于微功耗的睡眠模式。

传感器1内集成有加速度传感器，当车轮转动时加速度传感器检测到的法向加速度会发生变化，以判定车辆正常或是非法移动，属于正常移动控制器进入自动睡眠状态功能，属于非法移动控制器进入预警、报警功能。

图6～7是本发明预警、报警或远程跟踪执行流程图，车辆防盗报警控制器的报警处理分3个级别：一旦检测到车辆非法移动后，立即执行第1级警报方案，启动车载音响鸣放报警音乐，并控制车灯闪烁，同时，防盗监控器还以无线通讯方式向车主的手持终端发送报警信号，提醒车主车辆被非法移动。若长时间未收到手持终返回的确认信息，则启动第2级报警方案，防盗监控器通过公用移动通讯模块GSM/CDMA向车主或预设的目的发送报警短信或拨打报警电话，若长时间未收到用户的确认信息，则启动第3级报警方案，防盗监控器将通过车载定位设备获取车辆的位置，并通过无线网络发送至远程的车辆监控网，便于追踪车辆。防盗监控器可以接收来自车主或者远程监控网来的控制指令，完成相应的执行动作。

以下结合图6～7描述本发明预警、报警或远程跟踪控制过程。步骤100是防盗报警控制器判定车辆被盗的开始：步骤101是车主用钥匙开门之前，先用遥控钥匙解除防盗状态；步骤102是传感器内的启动标志由0转为1；步骤103是发动机点火；步骤104是图3控制器模块内的启动标志由0转为1；步骤105是当点火开关被车钥匙打开后，在踏油门开始运行时，传感器模块判定当前车轮的方向加速度是否大于设定的门限值，若是，控制器进入工作状态，若非，等侯一个周期后返回检测当前加速度；步骤106是判定控制器模块和传感器模块内的启动标志是否都为1，如果是则正常行驶，不报警，反之，进入步骤108；

步骤108是防盗报警控制器的报警处理流程的开始，一旦检测到车辆被盗后，防盗报警控制器立即执行第1级警报方案：启动车载音响鸣放报警音乐(10801)，并控制车灯闪烁(10802)，同时，防盗报警控制器还以无线通讯方式向车主的手持终端发送报警信号(10803)，提醒车主车辆被盗。步骤109是判定：若长时间未收到手持终返回的确认信息，则启动第2级报警方案步骤110：防盗报警控制器通过公用移动通讯模块GSM/CDMA向车主或预设的目的发送报警短信(1101)或拨打报警电话(1102)，步骤111是判定若长时间未收到用户的确认信息，则启动第3级报警方案步骤112；步骤113是防盗报警控制器将通过车载定位设备获取车辆的位置，步骤114是通过无线网络发送至远程的车辆监控网，便于追踪失盗车辆，步骤115防盗报警防盗控制器可以接收来自车主或者远程监控网发来的控制指令，步骤116完成相应的执行动作(如熄火等)。

定位通讯模块负责车辆定位和远程通讯功能。定位模块可以采用卫星定位系统如GPS，也可以采用蜂窝网定位系统。通讯模块用于防盗报警控制器与远程的车辆监控网络或车主的移动通讯设备通信，通讯方式可以是GSM、GPRS、CDMA或无线以太网等各种无线通讯网。

Claims

1、汽车加速度监控防盗报警系统，它包括设在车轮内的车轮状态传感器，设在车体内的声光报警器，其特征是设于车轮内的车轮状态传感器由加速度传感器和与加速度传感器输出端相接的第一微处理器，与第一微处理器输入端相连接的第一射频发射模块组成；车辆防盗报警控制器由第二微处理器，接于第二微处理器输入端的第二射频接收模块，接于第二微处理器输入输出端的车辆定位通讯模块，以及手持终端组成；所述车轮状态传感器和车辆防盗报警控制器通过射频收发的无线电连络组成检测车辆非正常移动系统，所述的车辆防盗报警控制器与车辆定位通讯模块连结组合成车辆非正常移动的监控系统。

2、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是车轮状态传感器(1)包括第一微处理器(11)、第一射频收发模块(12)、加速度检测模块(13)、电池(14)以及辅助电路(15)。

3、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是车辆防盗报警控制器(2)包括第二微处理器(21)、第二射频收发模块(22)、车辆定位通讯模块接口(26)、语音模块(25)、键盘(24)和显示屏(23)。

4、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是定位通讯模块(3)包括第三微处理器(31)、GSM/GPRS模块(32)、CAN通讯模块(33)、无线以太网模块(34)以及与防盗报警控制器(2)的定位通讯接口(26)。

5、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是手持终端包括第四微处理器(41)、第四射频收发模块(42)、按钮键盘(43)、LED显示(44)及电池(45)。

6、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是第一微处理器(11)采用无外围元件微功耗微处理器，开机工作电流8～10μA，待机睡眠电流消耗为1nA。

7、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是第一射频收发模块(12)采用通讯频率为2.4GHz的双功通讯，抗干扰强的单片集成收发芯片。

8、根据权利要求1或6所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是第一微处理器(11)自动开机程序控制过程为检测当前车轮的法向加速度是否大于设定的限定值，若是，控制器进入工作状态，若非，等候一个周期后返回检测当前的法向加速度。

9、根据权利要求1所述的汽车加速度监控防盗报警系统，其特征是车辆防盗报警控制器的报警处理分3个级别：一旦检测到车辆非法移动后，立即执行第1级报警方案，启动车载音响鸣放报警音乐，并控制车灯闪烁，同时，防盗监控器还以无线通讯方式向车主的手持终端发送报警信号，提醒车主车辆被非法移动；若长时间未收到手持终返回的确认信息，则启动第2级报警方案，防盗监控器通过公用移动通讯模块GSM/CDMA向车主或预设的目的发送报警短信或拨打报警电话；若长时间未收到用户的确认信息，则启动第3级报警方案，防盗监控器将通过车载GPS定位设备获取车辆的位置，并通过无线网络发送至远程的车辆监控网，便于追踪车辆。