專(zhuān)利名稱：多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)防盜系統(tǒng)，尤其涉及一種多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于遠(yuǎn)程監(jiān)控的汽車(chē)防盜系統(tǒng)迅速走向成熟。然而，市場(chǎng)上的汽車(chē)防盜系統(tǒng)普遍存在各種問(wèn)題，比較突出的有1.傳感器單一，難以應(yīng)對(duì)各種盜竊手段，并且誤報(bào)率高，給用戶造成不必要的麻煩；2.以往的汽車(chē)防盜系統(tǒng)缺乏現(xiàn)場(chǎng)制服盜賊的有效手段，當(dāng)警察或車(chē)主趕到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，盜賊往往已經(jīng)逃竄；3.基于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的汽車(chē)防盜系統(tǒng)依賴于3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在沒(méi)有3G網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，系統(tǒng)難以正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決原有汽車(chē)防盜系統(tǒng)檢測(cè)手段單一，誤報(bào)率高并且缺乏有效的制服盜賊的有效手段的技術(shù)問(wèn)題；提供一種基于多傳感器融合的檢測(cè)手段，針對(duì)整車(chē)搬運(yùn)、侵入盜車(chē)等盜竊方法有明顯作用。同時(shí)，本發(fā)明的能夠提供有效的制服手段，使盜賊在現(xiàn)場(chǎng)喪失抵抗能力。同時(shí)，本發(fā)明克服了原有汽車(chē)防盜系統(tǒng)對(duì)單一網(wǎng)絡(luò)的依賴性強(qiáng)的缺點(diǎn)，支持GSM、 GPRS和3G三種網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的本發(fā)明包括多傳感器融合模塊、中央處理模塊、無(wú)線通訊模塊、GPS定位模塊和報(bào)警裝置，中央處理模塊分別與傳感器融合模塊、無(wú)線通訊模塊、報(bào)警裝置、GPS定位模塊相連，并通過(guò)無(wú)線通訊模塊與車(chē)主手機(jī)進(jìn)行交互。GPS定位模塊通過(guò)無(wú)線通信模塊把車(chē)輛位置信息發(fā)到車(chē)主手機(jī)；無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)視頻傳輸、語(yǔ)音傳輸、短信通知和裝置控制。當(dāng)汽車(chē)防盜系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)，多傳感器融合模塊根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，判斷是否有人員入侵或整車(chē)搬運(yùn)的情況發(fā)生。如果有情況發(fā)生，中央處理模塊啟動(dòng)無(wú)線通訊模塊與車(chē)主手機(jī)實(shí)現(xiàn)交互。無(wú)線通訊模塊可以實(shí)現(xiàn)短信監(jiān)控、圖片傳輸和視頻傳輸，分別對(duì)應(yīng)GSM、GPRS和3G 三種網(wǎng)絡(luò)。由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最高，系統(tǒng)優(yōu)先選擇短信方式通知車(chē)主。車(chē)主收到短信后， 可選擇圖片傳輸或視頻傳輸方式了解汽車(chē)狀況。通過(guò)汽車(chē)防盜系統(tǒng)的GPS模塊，跟蹤汽車(chē)位置，車(chē)主根據(jù)相應(yīng)信息，判斷是否有偷盜事件發(fā)生，如果車(chē)主發(fā)出控制指令或者系統(tǒng)等待超時(shí)，車(chē)內(nèi)報(bào)警裝置將會(huì)啟動(dòng)，包括防暴噴霧、動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警。作為優(yōu)選，多傳感器融合模塊包括微波多普勒傳感器、加速度傳感器、紅外熱釋電傳感器和霍爾開(kāi)關(guān)器件。微波多普勒傳感器用于監(jiān)測(cè)是否有移動(dòng)物體接近汽車(chē)；加速度傳感器用于監(jiān)測(cè)汽車(chē)振動(dòng)與傾角；霍爾開(kāi)關(guān)器件安裝于四個(gè)車(chē)門(mén)，與紅外熱釋電傳感器相結(jié)合，用于監(jiān)測(cè)是否有人員入侵情況。所述多傳感器融合模塊將微波多普勒傳感器作為第一級(jí)監(jiān)測(cè)器件，同時(shí)作為其他傳感器的觸發(fā)器件。當(dāng)加速度傳感器被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)判定有整車(chē)搬運(yùn)情況；當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)器件和熱釋電紅外傳感器先后被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)判定有人員入侵情況。根據(jù)不同的情況，無(wú)線傳輸模塊和報(bào)警裝置做出相應(yīng)對(duì)策。作為優(yōu)選，無(wú)線傳輸模塊包括選擇開(kāi)關(guān)、GPRS模塊和3G模塊。其中，選擇開(kāi)關(guān)由 CPU控制，優(yōu)先選擇連接GPRS模塊，當(dāng)收到車(chē)主手機(jī)控制命令時(shí)，選擇連接3G模塊。所述 GPRS模塊由基帶處理單元、RF射頻模塊和SIM卡電路組成，支持GPRS彩信和GSM短信功能。所述3G模塊由COMS攝像頭、語(yǔ)音輸入輸出電路、以太網(wǎng)接口電路和3G傳輸模塊組成， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸和語(yǔ)音傳輸。作為優(yōu)選，車(chē)內(nèi)報(bào)警裝置包括防暴噴霧、動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警。CPU通過(guò)達(dá)林頓反相驅(qū)動(dòng)器提高輸出能力，驅(qū)動(dòng)各路電磁繼電器，從而控制相應(yīng)的報(bào)警裝置。其中，防暴噴霧的主要成分是高濃縮辣椒水，能夠使盜賊短時(shí)間內(nèi)喪失反抗能力。防暴噴霧裝置由中央處理器的驅(qū)動(dòng)電磁繼電器，控制防暴噴霧的噴射。防暴噴霧屬于民用安防用品，對(duì)人體不會(huì)造成永久傷害，無(wú)后遺癥，不會(huì)涉及不必要的刑事、民事責(zé)任。動(dòng)力鎖死裝置在汽車(chē)點(diǎn)火線路上設(shè)置電控開(kāi)關(guān)，可禁止汽車(chē)發(fā)動(dòng)。聲光報(bào)警裝置用于本地報(bào)警，可引起附近行人的注意。本發(fā)明的有益效果是1.采用多傳感器融合模塊，可監(jiān)測(cè)多種汽車(chē)偷到手段，同時(shí)通過(guò)信息融合可降低系統(tǒng)誤報(bào)率。2.系統(tǒng)安裝防暴噴霧等報(bào)警裝置，提供了有效的盜賊制服手段，可以瞬間使盜賊喪失反抗能力，利于對(duì)犯罪分子的抓獲。3.系統(tǒng)支持GSM、GPRS 和3G三種網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)短信監(jiān)控、圖像傳輸和視頻傳輸功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。


圖1是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防禮 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防禮 系統(tǒng)工作流程圖。
圖3是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防禮 系統(tǒng)防暴噴霧裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖4是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防禮 系統(tǒng)多傳感器融合模塊接口示意圖。
圖5是多傳感器融合模塊微波多普勒傳感器電路圖。
圖6是多傳感器融合模塊霍爾開(kāi)關(guān)器件電路圖。
圖7是多傳感器融合模塊加速度傳感器電路圖。
圖8是多傳感器融合模塊熱釋電紅外傳感器電路圖。
圖9是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防禮 系統(tǒng)無(wú)線傳輸模塊示意圖。
圖10是多傳感器融合的綜合汽車(chē)防:盜系統(tǒng)報(bào)警裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 本實(shí)施例的一種多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)，如圖1所示，包括多傳感器融合模塊、中央處理模塊、無(wú)線通訊模塊、GPS定位模塊和報(bào)警裝置，多傳感器融合模塊與中央處理模塊相連，中央處理模塊和報(bào)警裝置、GPS定位模塊相連，并通過(guò)無(wú)線通訊模塊與車(chē)主手機(jī)進(jìn)行交互。其中，多傳感器融合模塊包括微波多普勒傳感器、加速度傳感器、紅外熱釋電傳感器和霍爾開(kāi)關(guān)器件，分別用于監(jiān)測(cè)移動(dòng)物體接近、汽車(chē)振動(dòng)與傾角和人員入侵情況。無(wú)線通訊模塊由GPRS子模塊和3G子模塊構(gòu)成，支持GSM、GPRS和3G網(wǎng)絡(luò)。報(bào)警裝置由防暴噴霧、動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警三部分組成。工作過(guò)程如圖1-圖2所示，本實(shí)施例的多傳感器融合模塊包括四種傳感器。當(dāng)移動(dòng)物體靠近汽車(chē)時(shí)，多普勒微波傳感器將異常情況通知中央處理器，防盜系統(tǒng)啟動(dòng)。如果加速度傳感器檢測(cè)到振動(dòng)或傾角(整車(chē)搬運(yùn))，視頻裝置自動(dòng)打開(kāi)，并通過(guò)無(wú)線模塊通知車(chē)主手機(jī)。車(chē)主通過(guò)短信、彩信或?qū)崟r(shí)錄像觀察汽車(chē)狀況，并控制車(chē)內(nèi)報(bào)警裝置的開(kāi)關(guān)。如果霍爾開(kāi)關(guān)元件和紅外熱釋電傳感器同時(shí)監(jiān)測(cè)到異常(人員入侵)，視頻裝置自動(dòng)打開(kāi)，并與車(chē)主進(jìn)行交互。如果車(chē)主在一分鐘內(nèi)沒(méi)有回復(fù)，防盜報(bào)警裝置自動(dòng)啟動(dòng)。對(duì)于整車(chē)搬運(yùn)情況，報(bào)警裝置進(jìn)行動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警；對(duì)于人員入侵情況，報(bào)警裝置進(jìn)行防暴噴霧和動(dòng)力鎖死。多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)多傳感器融合模塊由微波多普勒傳感器、加速度傳感器、紅外熱釋電傳感器和霍爾開(kāi)關(guān)器件四部分組成。如圖4所示，模塊接口包括4路 AD接口和1路外部中斷接口。其中，微波多普勒傳感器選用HB100微波運(yùn)動(dòng)傳感器模塊，該傳感器由微波多普勒發(fā)生/接收模塊、濾波電路和放大電路組成，輸出模擬電壓信號(hào)由CPU的AD端口進(jìn)行采集。如圖5所示，Ul為微波多普勒發(fā)生/接收模塊，OPU0P2和相關(guān)阻容器件構(gòu)成濾波、放大電路，R1、R2、C3用于設(shè)定輸出電壓信號(hào)的中心值，并監(jiān)測(cè)電路上電時(shí)間進(jìn)行延遲以防止系統(tǒng)由于過(guò)早啟動(dòng)而引起誤報(bào)警?；魻栭_(kāi)關(guān)組將多個(gè)霍爾器件分布在汽車(chē)的四個(gè)車(chē)門(mén)，并將結(jié)果進(jìn)行或運(yùn)算，送入 CPU的外部中斷端口。當(dāng)任一車(chē)門(mén)被打開(kāi)，CPU收到有效電平信號(hào)。如圖6所示，霍爾開(kāi)關(guān)器件選用A3210E傳感器，該傳感器在單一硅片上集成霍爾電壓發(fā)生器、微小信號(hào)放大器、 斬波電路、鎖相器及場(chǎng)效應(yīng)管等器件。當(dāng)外加磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)變化時(shí)，霍爾電壓發(fā)生器產(chǎn)生產(chǎn)生微小電壓變化，經(jīng)斬波電路處理后送入放大器，再經(jīng)鎖相器鎖相后，由場(chǎng)效應(yīng)管輸出高低電平信號(hào)。在輸入端靠近芯片A3210E的位置，應(yīng)設(shè)置旁路電容Cl，用于減小外部噪聲和內(nèi)部斬波對(duì)傳感器信號(hào)的影響。輸出旁路電容C2為輸出的跳變信號(hào)提供能量。Rl用于器件的保護(hù)。如圖7所示，熱釋電紅外傳感器選用RE200B紅外傳感器，該傳感器由菲涅爾透鏡、 紅外探測(cè)頭、信號(hào)處理電路構(gòu)成，輸出模擬電壓信號(hào)由CPU的AD端口進(jìn)行采集。U2為P^ 探測(cè)頭，0P3、0P4及相關(guān)阻容器件構(gòu)成濾波、放大電路，R12、R13用于設(shè)定輸出電壓信號(hào)的中心值。如圖8所示，加速度傳感器選用ADXL202E，該傳感器可同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)軸向0 5KHz、士2g范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)加速度，輸出信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電壓跟隨器送入CPU的AD端口。 需要注意的是，溫度漂移可能造成虛假報(bào)警，需要利用軟件微分器進(jìn)行信號(hào)處理。該傳感器采用3. 3V直流電源供電，為降低電源對(duì)傳感器的干擾，在引腳Vdd和GND之間需連接去耦電容C20。由于芯片與微處理器共用一個(gè)供電電源，在電源與Vdd間需增加一個(gè)磁珠，以減小數(shù)字信號(hào)對(duì)傳感器輸出信號(hào)的干擾。在汽車(chē)防盜應(yīng)用中，車(chē)體傾斜角度的測(cè)量要求其信號(hào)具有很小的噪聲，需限制信號(hào)帶寬；而對(duì)于振動(dòng)的測(cè)量，需要10 200Hz的較寬信號(hào)范圍。因此需要連接電容C19、C22限制信號(hào)帶寬，再將信號(hào)通過(guò)阻容濾波器，從而獲得傾斜、 振動(dòng)監(jiān)測(cè)所需的帶寬信號(hào)。如圖9所示，多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)無(wú)線傳輸模塊包括選擇開(kāi)關(guān)、GPRS模塊MC55和3G模塊D203。其中，選擇開(kāi)關(guān)由CPU控制，優(yōu)先選擇連接GPRS模塊，當(dāng)收到車(chē)主手機(jī)控制命令時(shí)，選擇連接3G模塊。所述GPRS模塊MC55由基帶處理單元、RF射頻模塊和SIM卡電路組成，支持GPRS彩信和GSM短信功能。所述3G模塊D203由COMS攝像頭、語(yǔ)音輸入輸出電路、以太網(wǎng)接口電路和3G傳輸模塊組成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸和語(yǔ)音傳輸。如圖10所示，多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)報(bào)警裝置由驅(qū)動(dòng)器、電磁繼電器和控制裝置組成。由于CPU的IO驅(qū)動(dòng)能力有限，需要通過(guò)達(dá)林頓反相驅(qū)動(dòng)器ULN2003提高驅(qū)動(dòng)能力。由于需要隔離和電平轉(zhuǎn)換，應(yīng)當(dāng)在驅(qū)動(dòng)器和控制裝置之間安裝電磁繼電器?？刂蒲b置包括控制燈光閃爍、控制喇叭報(bào)警、控制防暴噴霧和控制點(diǎn)火線圈四部分。如圖3所示，多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)防暴噴霧裝置工作流程是當(dāng)車(chē)主通過(guò)手機(jī)發(fā)送控制指令或系統(tǒng)等待超時(shí)，中央處理器控制IO 口電平轉(zhuǎn)換，通過(guò)接口電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換與隔離，驅(qū)動(dòng)電磁閥門(mén)，從而控制防暴噴霧劑的噴射。
權(quán)利要求
1. 一種多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)，包括多傳感器融合模塊、中央處理模塊、無(wú)線通訊模塊、GPS定位模塊和報(bào)警裝置，其特征在于中央處理模塊分別與傳感器融合模塊、無(wú)線通訊模塊、報(bào)警裝置、GPS定位模塊相連，無(wú)線通訊模塊與車(chē)主進(jìn)行信息交互；GPS定位模塊通過(guò)無(wú)線通信模塊把車(chē)輛位置信息發(fā)到車(chē)主；GPRS模塊由基帶處理單元、RF射頻模塊和SIM卡電路組成，支持GPRS彩信和GSM短信功能；無(wú)線傳輸模塊利用GSM、GPRS和3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)視頻傳輸、語(yǔ)音傳輸、短信通知和裝置控制；當(dāng)汽車(chē)防盜系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)，多傳感器融合模塊根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，判斷是否有人員入侵或整車(chē)搬運(yùn)的情況發(fā)生；如果有情況發(fā)生，中央處理模塊啟動(dòng)無(wú)線通訊模塊與車(chē)主手機(jī)實(shí)現(xiàn)交互；系統(tǒng)優(yōu)先選擇短信方式通知車(chē)主，車(chē)主收到短信后，選擇圖片傳輸或視頻傳輸方式了解汽車(chē)狀況；通過(guò)汽車(chē)防盜系統(tǒng)的GPS模塊，跟蹤汽車(chē)位置，車(chē)主根據(jù)相應(yīng)信息，判斷是否有偷盜事件發(fā)生，如果車(chē)主發(fā)出控制指令或者系統(tǒng)等待超時(shí)，車(chē)內(nèi)報(bào)警裝置將會(huì)啟動(dòng)，包括防暴噴霧、動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警；多傳感器融合模塊包括微波多普勒傳感器、加速度傳感器、紅外熱釋電傳感器和霍爾開(kāi)關(guān)器件；微波多普勒傳感器用于監(jiān)測(cè)是否有移動(dòng)物體接近汽車(chē)；加速度傳感器用于監(jiān)測(cè)汽車(chē)振動(dòng)與傾角，霍爾開(kāi)關(guān)器件安裝于四個(gè)車(chē)門(mén)，與紅外熱釋電傳感器相結(jié)合，用于監(jiān)測(cè)是否有人員入侵情況；所述多傳感器融合模塊將微波多普勒傳感器作為第一級(jí)監(jiān)測(cè)器件，同時(shí)作為其他傳感器的觸發(fā)器件；當(dāng)加速度傳感器被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)判定有整車(chē)搬運(yùn)情況；當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)器件和熱釋電紅外傳感器先后被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)判定有人員入侵情況；根據(jù)不同的情況，無(wú)線傳輸模塊和報(bào)警裝置做出相應(yīng)對(duì)策；無(wú)線傳輸模塊包括選擇開(kāi)關(guān)、GPRS模塊和3G模塊；其中，選擇開(kāi)關(guān)由CPU控制，優(yōu)先選擇連接GPRS模塊，當(dāng)收到車(chē)主手機(jī)控制命令時(shí)，選擇連接3G模塊；無(wú)線傳輸模塊包括選擇開(kāi)關(guān)、GSM模塊、GPRS模塊和3G模塊，無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)視頻傳輸、語(yǔ)音傳輸、短信通知和裝置控制；所述3G模塊由COMS攝像頭、語(yǔ)音輸入輸出電路、以太網(wǎng)接口電路和3G傳輸模塊組成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸和語(yǔ)音傳輸；車(chē)內(nèi)報(bào)警裝置包括防暴噴霧、動(dòng)力鎖死和聲光報(bào)警；CPU通過(guò)達(dá)林頓反相驅(qū)動(dòng)器提高輸出能力，驅(qū)動(dòng)各路電磁繼電器，控制相應(yīng)的報(bào)警裝置；其中，防暴噴霧的主要成分是高濃縮辣椒水，能夠使盜賊短時(shí)間內(nèi)喪失反抗能力；防暴噴霧裝置由中央處理器的驅(qū)動(dòng)電磁繼電器，控制防暴噴霧的噴射；動(dòng)力鎖死裝置在汽車(chē)點(diǎn)火線路上設(shè)置電控開(kāi)關(guān)，禁止汽車(chē)發(fā)動(dòng)；聲光報(bào)警裝置用于本地報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多傳感器融合的綜合汽車(chē)防盜系統(tǒng)，包括多傳感器融合模塊、中央處理模塊、無(wú)線通訊模塊、GPS定位模塊和報(bào)警裝置，多傳感器融合模塊與中央處理模塊相連，中央處理模塊和報(bào)警裝置、GPS定位模塊相連，并通過(guò)無(wú)線通訊模塊與車(chē)主手機(jī)進(jìn)行交互。本發(fā)明安裝多傳感器融合模塊，包括微波多普勒傳感器、加速度傳感器、熱釋電紅外傳感器和霍爾開(kāi)關(guān)器件，多方位監(jiān)測(cè)汽車(chē)信息，應(yīng)對(duì)多種盜竊手段，提高系統(tǒng)的安全性與可靠性，并且降低誤報(bào)率。報(bào)警裝置包含防暴噴霧裝置，車(chē)主可遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)制服盜賊。無(wú)線通訊模塊支持視頻傳輸、圖片傳輸和短信監(jiān)控。同時(shí)，防盜系統(tǒng)還具有GPS定位模塊，利于車(chē)輛的位置查找。
文檔編號(hào)B60R25/10GK102390351SQ20111031035
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者劉光, 徐浩, 金仁成 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)