CN201842052U - 司机电子身份识别器及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种司机电子身份识别器及系统，该电子身份识别器包括电子钥匙和与车辆数据采集终端相连的读写器；所述电子钥匙用于通过所述读写器读取电子钥匙内部的存储数据，以便验证该电子钥匙是否拥有对该车辆的操作权限；该系统进一步包括车载蓄电池和车辆启动机，读写器通过第一I/O接口与所述车辆数据采集终端相连，所述车辆数据采集终端经由第二I/O接口和继电器与车载蓄电池和车载启动机相连；当所述电子钥匙内部存储数据与所述车辆数据采集终端中存储的司机身份信息数据对应时，通过授权，使继电器吸合蓄电池与启动机以启动该车辆。采用该电子身份识别器及系统的车辆，能够方便车辆的管理和使用，降低车辆管理成本和提高管理效率。

Description

司机电子身份识别器及系统 

技术领域

本实用新型涉及汽车信息化技术领域，尤其涉及一种司机电子身份识别器及系统。 

背景技术

随着以计算机技术、卫星定位和网络技术为基础的汽车信息系统技术日益发展，信息网络汽车呼之欲出。智能网络汽车不仅仅是一种交通工具，而且能成为办公、通讯、娱乐的场所。它综合现有的硬件与软件技术，包括卫星全球定位、无线通信、网络访问、语音识别、平面显示、夜视技术、人工神经网络和智能技术等。主要的功能有远程诊断与车辆控制功能、移动办公功能、汽车网址功能、道路导航功能等。 

依照上述功能，信息网络汽车的系统主要由两部分组成，一部分是车辆本身的内部网络系统，它由车载网络计算机控制，通过数据总线连接无数个子网，控制发动机及其他总成、平面显视与仪表盘显示器、中控门锁、无线电话等，各个子网都具有不同的时钟速度和各自的功能。另一部分则是车辆外部的联网系统，包括全球定位系统(GPS)监测中心、互联网及区域网服务商、车辆服务中心、单位或家庭电脑等。现有信息网络汽车的内部网络系统侧重于通过车载网络计算机对其他车载部件或设备进行控制；该内部网络系统与其车辆外部的联网系统不能有机结合，因而也限制了各自的功能发挥和应用。因此，我们开发了一种车辆数据采集终端，能够通过CAN总线接口访问车辆内部网络以获得各个分系统的信息和运转情况，能够通过LIN总线接口访问LIN网络以获取车辆照明、座位、车门、方向盘和控制板等各处用于控制各功能单元的信息，还可通过加速度传感器、无线通信模块、GPS定位模块等实时采集和存储车辆运转过程中的诸如车辆位置信息、加速度变化情况的信息。 

但是，考虑到作为信息网络汽车的现有安防系统的一部分的车辆钥匙，却仍然采用的是机械式钥匙、遥控车钥匙或电子钥匙等传统装置，只能完成较为单一的开启/关闭车门、启/停车辆发动机等功能，现有车辆的安防系统尚不具备针对不同的司机授权其驾驶和操作同一车辆，或针对同一司机授权其驾驶不同车辆的功能。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种司机电子身份识别器及系统，能够针对同一车辆授于不同司机驾驶和操作权限，或针对同一司机授权其驾驶不同车辆的功能，并能够记录对车辆的操作过程；能够通过司机电子身份识别器授权司机启动车辆以对该车辆进行操作。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的： 

一种司机电子身份识别器，与车辆数据采集终端相连，其特征在于：包括电子钥匙和与所述车辆数据采集终端相连的读写器；其中， 

所述电子钥匙用于通过所述读写器读取电子钥匙内部的存储数据，以便验证该电子钥匙是否拥有对该车辆的操作权限。 

其中，所述车辆数据采集终端包括有一用户配置信息存储模块，用以存储司机的身份信息数据。 

所述电子钥匙内设有一存储器，用于存储司机ID号。 

所述读写器面板设有数据读取管脚、接地线和用来指示数据读取状态的LED灯。 

所述读写器通过I/O接口的接地线、数据读取管脚、LED正极和LED负极，分别与车辆数据采集终端的接地线、数据线、LED正极和LED负极线一一对应相连。 

所述存储器为DS1992L-F5芯片。 

所述读写器为DS9092L芯片。 

一种司机电子身份识别系统，包括司机电子身份识别器、车辆数据采集终端、车载蓄电池和车辆启动机；其中： 

该电子身份识别器进一步包括电子钥匙和与所述车辆数据采集终端相连的读写器； 

所述电子钥匙用于通过所述读写器读取电子钥匙内部的存储数据，以便验证该电子钥匙是否拥有对该车辆的操作权限； 

所述读写器通过第一I/O接口与所述车辆数据采集终端相连，所述车辆数据采集终端经由第二I/O接口和继电器与车载蓄电池和车载启动机相连；当所述电子钥匙内部存储数据与所述车辆数据采集终端中存储的司机身份信息数据对应时，通过授权，并通过继电器吸合车载蓄电池和车辆启动机启动该车辆。 

本实用新型所提供的司机电子身份识别器及系统，具有以下优点： 

采用该的车辆，能够准确记录某个时段内，有哪个司机驾驶过车辆，也便于作为考勤、绩效考核的参考依据，或是作为车辆事故责任追查的参考依据。另外，通过使用该司机电子身份识别系统，能够方便车辆的管理和使用，并能够大大降低车辆管理成本和提高管理效率。 

附图说明

图1为车辆数据采集终端的组成原理示意图； 

图2为本实用新型司机电子身份识别器的电子钥匙外形示意图； 

图3为图2所示电子钥匙中的存储器形状示意图； 

图4为本实用新型司机电子身份识别器的读写器示意图； 

图5为本实用新型司机电子身份识别器(含读写器)与所述车辆数据采集终端电气连接示意图； 

图6为本实用新型司机电子身份识别器与所述车辆数据采集终端、车辆启动机和蓄电池电路连接示意图。 

具体实施方式

下面结合附图及本实用新型的实施例对本实用新型的产品作进一步详细的说明。 

图1为车辆数据采集终端的组成原理示意图，如图1所示，其主要包括主控模块100、电源管理模块101、GPS定位模块102、通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)无线通信模块103、I/O保护电路104、局域互连网络(LIN，Local Interconnect Network)总线接口105、控制器区域网(CAN，Controller Area Network)总线接口106、加速度传感器107以及用户配置信息存储模块108；其中， 

主控模块100，分别连接所述电源管理模块101、GPS定位模块102、GPRS无线通信模块103、I/O保护电路104、LIN总线接口105、CAN总线接口106、加速度传感器107和用户配置信息存储模块108。 

这里，该主控模块100，作为车辆数据采集终端的主控核心部件，具有数据运算处理、通信、信息采集、数据读取和数据存储以及判断等功能。所述采集的信息或读取的数据，包括车辆运行中各部件单元的电压/电流变化情况记录，车辆运动的位置和时间信息，I/O保护电路的继电器状态，通过加速度传感器采集的车辆加速度变化情况，通过LIN总线连入车辆网络中获取照明灯、座位、车门、空调、温湿度传感器、天窗、控制板和方向盘等属于分布式电子系统单元的控制信息，通过CAN总线访问车辆内部网络中的各个分系统(如，发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统(ABS)、自动巡航系统、车载自动诊断系统以及车载多媒体系统等)的信息和运转情况，以及用户配置信息存储模块中存储的包括驾驶人员身份认证、操作记录等信息。该主控模块可采用基于ARM7的AT91SAM7S26芯片作为微处理器。 

电源管理模块101，作为车辆数据采集终端的供电部件，可采用车辆蓄电池或外配锂离子电池作为主输入电源，并能够通过LTC4090在蓄电池和锂离子电池进行自动选择切换，同时，LTC4090还可以对锂离子电池进行充电。上述 蓄电池或锂离子电池的输出电压可通过TLE4276芯片进行整流后提供5V直流输出电压，还可通过LP3997芯片将5V直流整流成3.3V电压给低速器件供电，也可由L6932H1.2将5V输入整流成VGSM(1.8V)电压给TELIT模块供电，以防止各用电部件之间产生电源串扰。 

GPS定位模块102，为车辆数据采集终端提供定位和授时功能； 

GPRS无线通信模块103，为车辆数据采集终端提供通信功能，用来实时将所述主控模块采集或读取的车辆的各种数据信息发送出去，以供远程记录或跟踪之用。 

这里，所述的采集或读取的车辆的各种数据信息，与所述的主控模块100采集或读取的信息相同或相类似，不同之处在于，通过GPRS无线通信模块发送的数据信息，为根据需要从所述主控模块100读取或采集的信息中进行再次选择后的内容。上述GPS定位模块102和GPRS无线通信模块103，可分别设置，也可采用将上述二者功能进行整合的TELIT GE863-GPS模块，采用该整合模块，可大大简化无线产品的开发难度。本实用新型车辆数据采集终端的主芯片AT91SAM7S256与该模块的通信接口为RS232C接口，所述TELIT的供电电压为1.8V，该主芯片AT91SAM7S256的供电电压为3.3V，中间通过RS232C的芯片ST3237完成电平兼容。 

I/O保护电路104，采用继电器间接连接主控模块，对输入和输出信号进行分别保护，即对输入信号采用输入光耦隔离方式、对输出信号采用自保护功率MOS管方式，其中： 

采用输入光耦隔离方式：所有输入主控模块的电平信号，均通过光耦元件TLP281连接到主控芯片AT91SAM7S256，有效防止了虚电平信号的干扰，也避免了一些杂乱信号通过I/O接口进入本实用新型车辆数据采集终端的设备内部； 

采用输出自保护功率MOS管方式：本实用新型的车辆数据采集终端的输出不是直接将I/O接口连接到外部设备，而是通过自保护功率MOS管VNS1NV04D和外部设备连接，能够有效防止电流过大而烧毁芯片，其输出分 为低电平和断开两种状态。 

这里，所述车辆数据采集终端，还可通过所述I/O保护电路分别连接相应的输入设备和输出设备，以通过输入设备，如键盘、按钮或触控屏等对所述车辆数据采集终端进行操作；相应地，还可通过输出设备，如发光二极管、数码管或液晶显示屏等将所输入的信息、操作指导的提示信息和车辆数据采集终端所采集/读取到的数据信息，以及GPS地图信息等直观地显示出来。 

LIN总线接口105，所述车辆数据采集终端通过LIN总线接口访问LIN网络，可获取照明灯、座位、车门、空调、温湿度传感器、天窗(车辆顶部窗口)、控制板和方向盘等处的用于控制各功能单元的信息。本实用新型车辆数据采集终端通过LIN总线芯片TJA1020访问LIN网络。 

CAN总线接口106，所述车辆数据采集终端通过CAN总线接口访问车辆内部网络中的各个分系统的信息和运转情况，所述分系统包括发动机电控系统、自动变速器控制系统、防抱死制动系统(ABS)、自动巡航系统、车载自动诊断系统(OBD，On-Board Diagnostics)以及车载多媒体系统等。 

这里，所述的CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，现已成为汽车网络的标准协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，其传输速率可达1Mbps。CAN总线接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。本实用新型车辆数据采集终端中采用CAN控制器MCP2515来访问汽车内部CAN网络。 

加速度传感器107，所述车辆数据采集终端采用Freescale公司的加速度传感器MMA7455，该加速度传感器可提供三轴向的加速度值，可设定±2g、±4g、±8g三种灵敏度，还可提供转向报警和事故重建功能。本实用新型车辆数据采集终端可通过串行外围接口(SPI)和I2C接口访问寄存器来读取加速度值。 

用户配置信息存储模块108，将本实用新型车辆数据采集终端需要设定的参数列表以及个人身份认证信息存储在内设的FLASH存储器，如AT45DB161D 中，然后可通过RS232接口访问主控模块，再由主控模块的AT91SAM7S26芯片通过SPI写入所述FLASH存储器即AT45DB161D中。 

这里，所述个人身份认证信息，可以是驾驶车辆人员的，该身份认证信息能够用于通过电子身份识别器进行身份认证，以授权通过身份认证者有权限启动和驾驶车辆。 

车辆数据采集终端的主控模块外接多种丰富的接口，能够通过LIN总线接口、CAN总线接口、加速度传感器以及GPS定位模块，实时获取车辆运行中的各部件单元的电压/电流变化情况、车辆运动的位置和时间信息、I/O保护电路的继电器状态、车辆加速度变化情况、车辆各分布式电子系统单元的控制信息以及车辆内部网络中各个分系统的信息和运转情况，并能通过内设的GPRS无线通信模块及时将上述信息发送给接收端，对提高车辆的实时跟踪和及时了解车况变化等有极大的帮助，有利于提高车辆的安全系数和有助于车辆故障或车祸后的事故重建。 

图2为本实用新型司机电子身份识别器的的电子钥匙外形示意图，如图2所示，该电子钥匙包括存储器A和电子钥匙本体两部分，其中存储器A外侧接地1、其向外的一底面2用于作为射频读取介面。该存储器A的仰视图如图3所示。 

这里，所述存储器A可采用非易失性存储器DS1992L-F5芯片。该电子钥匙存储器A中存储有一串数据，可称为司机ID号，每个电子钥匙中存储的司机ID号均不相同，因此可以用来作为识别该司机身份的惟一标识。 

图4为本实用新型司机电子身份识别器的读写器示意图，如图4所示，该读写器B底面2’为读写工作区，用于通过接触方式向图3所示存储器A读取数据，其中LED灯3用于指示数据读取或写入的状态。 

这里，所述读写器B可采用DS9092L芯片。 

图5为本实用新型司机电子身份识别器与所述车辆数据采集终端电气连接示意图，如图5所示，左侧的读写器B引出四根金属导线，该四根金属导线分别为：接地线1、数据线2、LED灯负极3和LED灯正极4。所述四根金属导 线与右侧的插头金属触点一一对应连接。 

图6为本实用新型司机电子身份识别器与所述车辆数据采集终端、车辆启动机和蓄电池电路连接示意图，该司机电子身份识别器、车辆数据采集终端、车辆启动机与车辆蓄电池构成司机电子身份识别系统。如图6所示，从左侧的读写器引出四条导线，即接地线1、数据线2、LED负极3和LED正极4分别与所述车辆数据采集终端的I/O接口对应的线缆一一相连，所述车辆数据采集终端通过I/O接口连接车载蓄电池和车辆启动机。 

在使用时，首先将司机电子钥匙A，如DS1992L-F5，靠近或接触读写器B，如DS9092L，通过数据(Data)管脚2将电子钥匙A中存储的司机ID号读入所述车辆数据采集终端的用户配置信息存储模块108中(参考图1)，然后由车辆数据采集终端将所述司机ID号与预先存储在所述存储模块108中的所有司机ID号进行比较，如果该车辆数据采集终端的用户配置信息存储模块108中存在授权的该司机ID号，则该车辆数据采集终端就用I/O接口驱动一个继电器吸合开关，使得车载蓄电池能够给车辆启动机供电，从而使得该司机可以发动该车辆。同时，车辆数据采集终端还可通过无线通信方式将该司机的ID号和当前时间传给后台服务器进行存储，当司机将车辆熄火后还要将该司机的ID号和当前时间传给后台服务器进行存储，作为司机操作该车辆的操作记录。 

这样，就可以准确的记录某个时段内，有哪个司机驾驶过车辆，也便于作为考勤、绩效考核的参考依据，或是作为车辆事故责任追查的参考依据。如果司机将车辆熄火后，如果需要再次启动车辆，重复上面的操作即可。 

另外，作为扩展实施方式，还可以通过操作所述车辆数据采集终端，将多个不同司机的ID号写入同一车辆数据采集终端的存储模块108中并授权其操作车辆权限，这样，这些拥有该不同司机ID号的人员均可驾驶该授权车辆。也可以通过操作不同车辆的数据采集终端，将某个司机ID号写入多个车辆数据采集终端的存储模块108中并授予其操作权限，这样，持存有该司机ID号的电子钥匙的人员，即可驾驶这些授权的车辆了。 

通过使用该司机电子身份识别器，能够方便车辆的管理和使用，能够大大 降低车辆管理成本和提高管理效率。 

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。 

Claims (8)

1.一种司机电子身份识别器，与车辆数据采集终端相连，其特征在于：包括电子钥匙和与所述车辆数据采集终端相连的读写器；其中，

所述电子钥匙用于通过所述读写器读取电子钥匙内部的存储数据，以便验证该电子钥匙是否拥有对该车辆的操作权限。

2.根据权利要求1所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述车辆数据采集终端包括有一用户配置信息存储模块，用以存储司机的身份信息数据。

3.根据权利要求1所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述电子钥匙内设有一存储器，用于存储司机ID号。

4.根据权利要求1所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述读写器面板设有数据读取管脚、接地线和用来指示数据读取状态的LED灯。

5.根据权利要求4所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述读写器通过I/O接口的接地线、数据读取管脚、LED正极和LED负极，分别与车辆数据采集终端的接地线、数据线、LED正极和LED负极线一一对应相连。

6.根据权利要求3所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述存储器为DS1992L-F5芯片。

7.根据权利要求5所述的司机电子身份识别器，其特征在于，所述读写器为DS9092L芯片。

8.一种司机电子身份识别系统，其特征在于：包括司机电子身份识别器、车辆数据采集终端、车载蓄电池和车辆启动机；其中：

该电子身份识别器进一步包括电子钥匙和与所述车辆数据采集终端相连的读写器；

所述电子钥匙用于通过所述读写器读取电子钥匙内部的存储数据，以便验证该电子钥匙是否拥有对该车辆的操作权限；

所述读写器通过第一I/O接口与所述车辆数据采集终端相连，所述车辆数据采集终端经由第二I/O接口和继电器与车载蓄电池和车载启动机相连；当所 述电子钥匙内部存储数据与所述车辆数据采集终端中存储的司机身份信息数据对应时，通过授权，并通过继电器吸合车载蓄电池和车辆启动机启动该车辆。 

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