CN208351281U - 一种基于信息融合的电动汽车防盗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，包含设置在电动汽车上的数据采集模块，以及与所述数据采集模块连接的监控报警模块；所述电动汽车上还设有人机交互模块、数据预处理模块、微控制器模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块；利用多传感器在性能上的差异性与互补性，综合来自各个传感器的多种数据信息，采用融合方法进行数据分析，可以主动而准确地判断汽车的状态；系统采用传感器阵列进行数据采集有效的提高了检测效率及准确性，还可以利用无线网络同车主进行通信，及时报告汽车状况，提高了报警系统的可靠性。

Description

一种基于信息融合的电动汽车防盗系统

技术领域

本实用新型属于智能车辆监控领域，尤其涉及一种基于信息融合的电动汽车防盗系统。

背景技术

随着生活水平的提高，拥有私家车已成为家庭进入时尚、现代生活的标志之一。但是随着汽车数量的增多，盗窃分子也开始把目光投向作为高档消费品的汽车。

近年来， 随着电动汽车的快速发展，充电桩的需求越来越大，现在汽车被盗窃以后， 能难再寻找到自己的车辆， 如何通过充电桩与电动汽车的系统化联系实现防盗目前还没有实现。

虽然当前大多数汽车都装有原厂的防盗器件，市场上还有多种品牌的汽车附加防盗器，可是这些防盗装置不是只侧重于被动地处理遇警情况，就是对于报警器判断被盗过程的可靠性未有足够的重视，致使错报、漏报现象时有发生，给车主造成了很多不必要的麻烦。

随着新能源电动车的普及，相应的电动车失窃越来越频繁， 特别是低端的电动车，因为基于成本考虑， 很多电动汽车是机械式钥匙开门，然后开动电动汽车，对于这类电动汽

车就存在来很大的失窃风险，而电动车因为地方法规要求电动车要有车载终端，上传数据给后台服务器，供企业或政府或其他人员查看电动车的数据。

车载终端有上传电动汽车位置信息的功能，但是小偷进入电动汽车后如果将其车载终端拿掉或取消屏蔽其上传信息的功能，则后台就不能查看电动汽车位置， 这样亦不能起到有效的防盗作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于信息融合的电动汽车防盗系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，包含设置在电动汽车上的数据采集模块，以及与所述数据采集模块连接的监控报警模块；

所述电动汽车上还设有人机交互模块、数据预处理模块、微控制器模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块；所述数据采集模块经过数据预处理模块连接微控制器模块，所述人机交互模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块分别与微控制器模块连接；

所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换电路、滤波电路，所述滤波电路包含包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源，所述第一电阻的一端与稳压电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接。

作为本实用新型一种基于信息融合的电动汽车防盗系统的进一步优选方案，所述数据采集模块包含微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列；以及分别与微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列一一对应连接的多路复用开关。

作为本实用新型一种基于信息融合的电动汽车防盗系统的进一步优选方案，所述电源模块包含车载电瓶、电压转换电路、整流稳压模块，所述车载电瓶依次经过电压转换电路、整流稳压模块连接微控制器模块。

作为本实用新型一种基于信息融合的电动汽车防盗系统的进一步优选方案，所述整流稳压模块包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；

MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；

所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。

作为本实用新型一种基于信息融合的电动汽车防盗系统的进一步优选方案，所述多路复用开关的芯片型号为AMC4601。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

基于传感器信息融合技术的汽车防盗系统在综合分析汽车被盗的多种方式的基础上，利用多传感器在性能上的差异性与互补性，综合来自各个传感器的多种数据信息，采用融合方法进行数据分析，可以主动而准确地判断汽车的状态；

系统采用传感器阵列进行数据采集有效的提高了检测效率及准确性，还可以利用无线网络同车主进行通信，及时报告汽车状况，提高了报警系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的系统原理图；

图2是本实用新型滤波电路电路图；

图3是本实用新型整流稳压模块结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，包含设置在电动汽车上的数据采集模块，以及与所述数据采集模块连接的监控报警模块；

所述电动汽车上还设有人机交互模块、数据预处理模块、微控制器模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块；所述数据采集模块经过数据预处理模块连接微控制器模块，所述人机交互模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块分别与微控制器模块连接；

如图2所示，所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换电路、滤波电路，所述滤波电路包含包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源，所述第一电阻的一端与稳压电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接。

所述数据采集模块包含微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列；以及分别与微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列一一对应连接的多路复用开关。

所述电源模块包含车载电瓶、电压转换电路、整流稳压模块，所述车载电瓶依次经过电压转换电路、整流稳压模块连接微控制器模块。

如图3所示，所述整流稳压模块包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；

MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；

所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。

所述多路复用开关的芯片型号为AMC4601。

如图2所示，所述整流稳压模块包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；

MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；

所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号；

处理器模块接收来自各个传感器的信息进行数据融合，处理的结果是将警报分级。处理器模块根据不同等级的警报触发不同的报警信号和操作，并通过通讯模块将事态判定结果传输给车主；当判定态势严重时，可以控制执行模块直接阻断汽车的点火电路，使汽车不能发动。

报警模块接收处理器模块的指令，利用声音、闪光进行报警。

执行模块以通过通讯模块接收的车主指令为最高优先权，车主可以方便地进行"汽车锁死"、"警报解除"等操作。

利用通讯模块能够实现数据通讯功能。系统将分级的报警信息以短信息形式通过GSM/CDMA网络传递给车主，以提醒车主留意汽车的安全；同时车主可以利用手机短信对汽车进行远程控制。

检测模块传感器的选择

为实现合理选择传感器件的目的，现对汽车失窃方式加以分析。总的来说窃贼最常用的盗窃手段有以下几种方法：

①整车搬运法：使用拖车直接将车辆拖走，或将整车装入其它运载工具运走。此种窃盗方式所需时间相当短，窃贼能迅速离开现场。

②破坏车体法：窃贼在无人看守的停车地点，直接以工具破坏汽车门锁或玻璃强行进入车中，以接电方式将车辆驶走。

③复制钥匙或开锁高手：将钥匙复制或用开锁工具打开车门，直接将车开走。

④窃取车载物件：窃贼拆卸车体外部零件，或砸碎车窗盗窃车内物品。

窃贼的这些行为会引起车体振动、倾斜等现象，同时还伴有中心波长为9~10μm的红外辐射等人体生物信息。根据窃贼盗窃汽车所引发的异常现象，选择恰当的监测器件进行数据采集，并采用适当的数据处理算法，就可以实现准确预警的目的。

为了能够提取足够的信息，实现对监测目标的准确判断，选择传感器应遵循一些基本原则：合理选择传感器并加以优化组合，以实现系统高精度、低成本的需求；选用不同种类、不同功能的传感器，发挥各个传感器的优势，信息共享，降低虚报、漏报的可能性；选用多个同种类的传感器，合理布局，去除监测死角，提高系统的可靠性。基于以上的分析，选用以下传感器构成防盗系统的监测模块：

①微波多普勒传感器。利用多普勒效应制成的传感器可以用来探测人体或物体的移动，该传感器在人或物体靠近时接收器接收的频率发生变化，当频率变化至设定值时，可以判断为有人或物体进入防盗系统的预警范围；

②振动传感器。利用加速度检测器件制成的振动传感器，能够对车体特殊频段的振动进行监测，在车体被外力破坏的情况可以产生警报；

③倾角传感器。倾角传感器监测车体相对于初始位置是否出现倾角变化，如果这种角度的变化是以特定频率出现或达到设定的阈值，就可以判断为汽车整体被搬运。

④热释电红外传感器。热释电红外传感器只对中心波长为9~10μm的红外线辐射敏感，能够检测到人体辐射的红外信息，可以用作人体入侵车内的监测器件；

⑤霍尔开关器件。通过霍尔开关器件可以对汽车的车门、发动机舱盖及后备箱盖的非法开启进行监测。

以上几种传感器监测波频率的改变、车体振动、车体位态改变和人体生物信息等不同方面，再通过合理的布局去除监测死角，就能够获取汽车防盗所需的足够信息，最大程度地消除信息的不确定性，提高报警的可靠性

遇警信息的融合处理

多传感器信息融合是指协同使用多种传感器，并将各种传感信息有效地结合起来，形成高性能的感知系统来获取对环境的一致性描述的过程。同单一传感器相比，多传感器信息融合在降低信息的不确定性、提高系统获取信息的精确度、降低系统的成本、提高系统的反应速度等方面具有显著的优势，因此可以采用信息融合技术对监测模块采集的数据进行融合处理。

信息融合模型可以从功能、结构和数学模型等几方面来研究表示。功能模型从融合的过程出发，描述信息融合包括哪些主要功能、数据库，以及进行信息融合时系统各组成部分之间的相互作用过程；结构模型从信息融合的组成出发，说明信息融合系统的软、硬件组成，相关数据流，系统与外部环境的人机界面；数学模型则是信息融合算法和综合逻辑。

多传感器信息融合的功能模型可以分为检测级融合、位置级融合、属性级融合三个层次。而本防盗系统将报警级别划分为"整车搬运"、"车体破坏"、"非法开启"和"入车盗窃"四类，并利用不同的信息融合模型加以判断。其中"整车搬运"、"车体破坏"和"非法开启"是检测级的信息融合，是一个分布式检测系统，各组传感器监测目标相互独立、无冲突，可以将它们的信息利用结合法进行综合叠加； "入车盗窃"是属性级的融合，需对目标身份进行联合估计，可以利用指导法进行融合处理。

在检测级融合，系统的结构模型采用串行结构。即在微波多普勒传感器节点判断结果的基础上，分别与倾斜传感器、振动传感器及霍尔开关器件的检测信息融合，处理过程为：微波多普勒传感器的反应信号表明有人或物体接近。当人或物体的接近达到预警距离后，若倾斜传感器判断车体倾斜角度达到设定的阈值，表明有"整车搬运"情况；若振动传感器对车体特殊频段的振动也产生感应，则判断为"车体破坏"；如果安装于车门的霍尔开关器件做出反应，表明车门或前后舱盖被"非法开启"。其各自的结构形式。

对于应用属性级融合的"入车盗窃"的判断过程采用树状结构。根据"车体破坏"或"非法开启"的节点判断结果，加上红外传感器的检测信息，就可以判断出是否有人进入车内。

Claims (5)

1.一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，其特征在于：包含设置在电动汽车上的数据采集模块，以及与所述数据采集模块连接的监控报警模块；

所述电动汽车上还设有人机交互模块、数据预处理模块、微控制器模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块；所述数据采集模块经过数据预处理模块连接微控制器模块，所述人机交互模块、数据传输模块、接口模块、存储器模块、GSM模块和电源模块分别与微控制器模块连接；

所述数据预处理模块包含依次连接的模数转换电路、滤波电路，所述滤波电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源，所述第一电阻的一端与稳压电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，其特征在于：所述数据采集模块包含微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列；以及分别与微波多普勒传感器阵列、振动传感器阵列、倾角传感器阵列、热释电红外传感器阵列、霍尔开关器件阵列一一对应连接的多路复用开关。

3.根据权利要求1所述的一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，其特征在于：所述电源模块包含车载电瓶、电压转换电路、整流稳压模块，所述车载电瓶依次经过电压转换电路、整流稳压模块连接微控制器模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，其特征在于：所述整流稳压模块包含MPU处理单元、可控硅整流单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元、温度反馈单元和电压电流变量反馈单元；

MPU处理单元、脉冲触发控制单元、脉冲触发单元及可控硅整流单元依次连接，温度反馈单元和电压电流变量反馈单元分别与MPU处理单元连接；

所述MPU处理单元根据温度反馈单元所测量的温度值、电压电流变量反馈单元所测量的电压值和电流值，输出调整脉冲触发频率的控制信号和控制脉冲触发控制单元的通断的控制信号。

5.根据权利要求2所述的一种基于信息融合的电动汽车防盗系统，其特征在于：所述多路复用开关的芯片型号为AMC4601。