CN104627126B - 一种基于异构网络的汽车防盗***及其方法 - Google Patents

一种基于异构网络的汽车防盗***及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于异构网络的汽车防盗***及其方法，包括：包括：信息采集单元、ZigBee网络、嵌入式控制器、GSM模块、语音模块、断路器单元；其中，ZigBee网络包括ZigBee节点和ZigBee协调器，信息采集单元包括红外采集模块和振动采集模块，红外采集模块中包括红外传感器，振动采集模块中包括振动传感器，红外传感器和振动传感器分别连接在ZigBee节点上；本发明的汽车防盗***采用“语音口令+断路器”的方式进行车主身份确认，断路器默认为断开状态只有在语音口令验证成功后车辆才能正常开启，大幅提高了***的可靠性。同时采用短信报警使车主能及早发现车辆异常情况从而避免车辆损失。

Description

一种基于异构网络的汽车防盗***及其方法
技术领域
本发明属于汽车防盗领域，主要涉及一种基于异构网络的汽车防盗***及其方法。
背景技术
随着汽车数量的增多，车辆被盗被劫持的现象屡见不鲜，给社会带来极大的不安定因素，这已经成为一个严重的社会问题，如何很好的解决这一问题，成为困扰用户的一大难题。
目前，市场上出现的汽车防盗设备大多为机械式防盗器和电子防盗器，这些产品存在报警范围有限、噪音，易受其他信号干扰，误报频繁等缺点。已经不能很好的满足用户越来越高的汽车防盗要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术中的不足，提供一种安装简单、性能可靠、误报率低的汽车防盗***及其方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于异构网络的汽车防盗***，包括：信息采集单元、ZigBee网络、嵌入式控制器、GSM模块、语音模块、断路器单元；其中，ZigBee网络包括ZigBee节点和ZigBee协调器，信息采集单元包括红外采集模块和振动采集模块，红外采集模块中包括红外传感器，振动采集模块中包括振动传感器，红外传感器和振动传感器分别连接在ZigBee节点上，所述断路器单元包括断路器和与之相连的ZigBee节点，断路器用于控制汽车的油路或点火电路的断开或者闭合；将红外采集模块安装在汽车驾驶室内用来检测是否有人进入，将振动采集模块安装在四个车门中用来检测是否有人开门或损毁车辆；若有人开门或损毁车辆，振动传感器被触发，当振动传感器被触发时，与其连接的ZigBee节点将设备编号和已触发的信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器将收到的信息通过串口发送到嵌入式控制器中，嵌入式控制器通过ZigBee协调器向红外采集模块发出监测的指令，红外传感器开始检测是否有人进入驾驶室，有人进入则红外传感器触发；当嵌入式控制器确认两个传感器均被触发后，调用语音模块提示用户说出预设的口令密码，若用户说出的口令正确则断路器闭合，闭合油路或者点火电路；若口令错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
优选的，所述信息采集单元中，ZigBee节点由电池供电，传感器与相应ZigBee节点共地、共电源并通过IO信号线传递开关量信号。
优选的，当红外传感器检测到驾驶位上有人时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器；当振动传感器检测到车身或车门振动时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器。
优选的，所述的ZigBee网络，为星型拓扑网络，包括第一ZigBee节点、第二ZigBee节点、第三ZigBee节点和ZigBee协调器；第一ZigBee节点、第二ZigBee节点负责收集相应传感器信号，第三ZigBee节点负责接收断路器控制信号；ZigBee协调器负责接收第一ZigBee节点、第二ZigBee节点发送来的信号并将其通过串口转发到嵌入式控制器；当语音认证成功时，嵌入式控制器通过串口将断路器控制信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再通过ZigBee网络将该断路器控制信号发送到第三ZigBee节点，断路器闭合，汽车点火电路或者油路闭合。
优选的，所述GSM模块通过串口线与嵌入式控制器相连。
优选的，所述语音模块通过SPI总线方式与嵌入式控制器相连接，有语音识别功能和MP3播放功能；语音识别功能负责将用户说出的口令与事先设定好的口令密码相对比，若用户说出的口令正确则向嵌入式控制器返回高电平；若口令错误或长时间不应答则向嵌入式控制器返回低电平；MP3功能负责播放***语音提示和语音警告。
本发明还提供一种基于所述汽车防盗***的防盗方法，包括以下步骤：将红外采集模块安装在汽车驾驶室内用来检测是否有人进入，将振动采集模块安装在四个车门中用来检测是否有人开门或损毁车辆；若有人开门或损毁车辆，振动传感器被触发，当振动传感器被触发时，与其连接的ZigBee节点将设备编号和已触发的信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器将收到的信息通过串口发送到嵌入式控制器中，嵌入式控制器通过ZigBee协调器向红外采集模块发出监测的指令，红外传感器开始检测是否有人进入驾驶室，有人进入则红外传感器触发；当嵌入式控制器确认两个传感器均被触发后，调用语音模块提示用户说出预设的口令密码，若用户说出的口令正确则断路器闭合，闭合油路或者点火电路；若口令错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
有益效果：本发明是一种新型的汽车智能防盗***，具有以下几点优越性：1、采用红外/振动双传感器触发方式，有效降低了***的误报率；2、使用ZigBee网络技术使***构件间的连接方式由有线转变为无线，从而大大简化了安装；3、采用“语音口令+断路器”的方式进行车主身份确认，断路器默认为断开状态只有在语音口令验证成功后车辆才能正常开启，这大幅提高了***的可靠性。4、采用短信报警使车主能及早发现车辆异常情况从而避免车辆损失。
附图说明
图1为本发明所述汽车防盗***的结构框图。
图2为本发明所述汽车防盗***的工作流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1，本发明汽车防盗***包括：信息采集单元、ZigBee网络、嵌入式控制器、GSM模块、语音模块、断路器单元。其中，信息采集单元包括红外采集模块和振动采集模块，红外采集模块中包括红外传感器，振动采集模块中包括振动传感器；ZigBee网络包括ZigBee节点和ZigBee协调器，红外传感器和振动传感器分别连接在ZigBee节点上，所述断路器单元包括断路器和与之相连的ZigBee节点，断路器用于控制汽车的油路或点火电路的断开或者闭合；将红外采集模块安装在汽车驾驶室内(驾驶座顶部或其他部位)用来检测是否有人进入，将振动采集模块安装在四个车门上(例如车门内部)用来检测是否有人开门或损毁车辆。若有人开门或损毁车辆，振动传感器被触发，当振动传感器被触发时，与其连接的ZigBee节点将设备编号和已触发的信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器将收到的信息通过串口发送到嵌入式控制器中，嵌入式控制器通过ZigBee协调器向红外采集模块发出监测的指令，红外传感器开始检测是否有人进入驾驶室，有人进入则红外传感器触发。当嵌入式控制器确认两个传感器均被触发后，调用语音模块提示用户说出预设的口令密码，若用户说出的口令正确则断路器闭合，闭合油路或者点火电路；若口令错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
上述信息采集单元中，ZigBee节点由电池供电，传感器与相应ZigBee节点共地、共电源并通过IO信号线传递开关量信号；当红外传感器检测到驾驶位上有人时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点1将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器；当振动传感器检测到车身或车门振动时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点2将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器。
本实施例所采用的ZigBee网络，为星型拓扑网络。ZigBee节点1、ZigBee节点2负责收集相应传感器信号，ZigBee节点3负责接收断路器控制信号；ZigBee协调器负责接收ZigBee节点1、ZigBee节点2发送来的信号并将其通过串口转发到嵌入式控制器。实施过程中，当语音认证成功时，嵌入式控制器通过串口将断路器控制信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再通过ZigBee网络将该断路器控制信号发送到ZigBee节点3，断路器闭合，汽车点火电路或者油路闭合。
上述嵌入式控制器与ZigBee协调器、语音模块和GSM模块相连接。负责接收ZigBee协调器转发来的传感器信号并作处理。当红外、振动传感器均被触发时，调用语音模块提示用户说出口令密码，若用户说出的口令正确则语音模块向嵌入式控制器返回高电平，嵌入式控制器在接收到高电平后向ZigBee协调器发送断路器控制信号；若口令错误或长时间不应答则语音模块向嵌入式控制器返回低电平，嵌入式控制器在接收到低电平后调用语音模块发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
上述GSM模块通过串口线与嵌入式控制器相连。使用时，需先办理并安装GSM卡，然后才能正常发送短信。
上述语音模块通过SPI总线方式与嵌入式控制器相连接，有语音识别功能和MP3播放功能。语音识别功能负责将用户说出的口令与事先设定好的口令密码相对比，若用户说出的口令正确则向嵌入式控制器返回高电平；若口令错误或长时间不应答则向嵌入式控制器返回低电平。MP3功能负责播放***语音提示和语音警告。
上述断路器单元与ZigBee节点3相连接并串联在汽车电机启动线上，默认为断开状态，只有通过ZigBee节点3接收到断路器控制信号才闭合，闭合后汽车才能正常开启。
上述手机具有正常短信功能并将号码与所述嵌入式控制器绑定。
如图2所示，***正常工作情况下：
步骤1：防盗***启动，初始化所有设备；
步骤2：当有人开门或损坏车辆时，振动传感器检测到振动信号，振动传感器触发，跳转到步骤3；
步骤3：红外传感器开始监测是否有人进入驾驶室，当有人到车内时，红外传感器检测到有人进入的信号，红外传感器触发；若无人进入驾驶室，红外传感器则停止工作，可以达到节电并防止误报的目的；
步骤4：当两个传感器均被触发后，***语音提示用户说出口令密码；
步骤5：语音模块对用户说出的口令进行验证，若正确则油路或者点火电路闭合；错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
上述实现过程为本发明的实现过程，本领域的技术人员在本发明的基础上进行的通常变化和替换包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于异构网络的汽车防盗***，其特征在于，包括：信息采集单元、ZigBee网络、嵌入式控制器、GSM模块、语音模块、断路器单元；其中，ZigBee网络包括ZigBee节点和ZigBee协调器，信息采集单元包括红外采集模块和振动采集模块，红外采集模块中包括红外传感器，振动采集模块中包括振动传感器，红外传感器和振动传感器分别连接在ZigBee节点上，所述断路器单元包括断路器和与之相连的ZigBee节点，断路器用于控制汽车的油路或点火电路的断开或者闭合；将红外采集模块安装在汽车驾驶室内用来检测是否有人进入，将振动采集模块安装在四个车门中用来检测是否有人开门或损毁车辆；若有人开门或损毁车辆，振动传感器被触发，当振动传感器被触发时，与其连接的ZigBee节点将设备编号和已触发的信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器将收到的信息通过串口发送到嵌入式控制器中，嵌入式控制器通过ZigBee协调器向红外采集模块发出监测的指令，红外传感器开始检测是否有人进入驾驶室，有人进入则红外传感器触发；当嵌入式控制器确认振动传感器和红外传感器均被触发后，调用语音模块提示用户说出预设的口令密码，若用户说出的口令正确则断路器闭合，闭合油路或者点火电路；若口令错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
2.根据权利要求1所述的汽车防盗***，其特征在于，所述信息采集单元中，ZigBee节点由电池供电，传感器与相应ZigBee节点共地、共电源并通过IO信号线传递开关量信号。
3.根据权利要求2所述的汽车防盗***，其特征在于，当红外传感器检测到驾驶位上有人时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器；当振动传感器检测到车身或车门振动时，信号线由低电平跳变为高电平，同时通过与之相连的ZigBee节点将此开关量信号和设备编号无线发送到ZigBee协调器。
4.根据权利要求1所述的汽车防盗***，其特征在于，所述的ZigBee网络，为星型拓扑网络，包括第一ZigBee节点、第二ZigBee节点、第三ZigBee节点和ZigBee协调器；第一ZigBee节点、第二ZigBee节点负责收集相应传感器信号，第三ZigBee节点负责接收断路器控制信号；ZigBee协调器负责接收第一ZigBee节点、第二ZigBee节点发送来的信号并将其通过串口转发到嵌入式控制器；当语音认证成功时，嵌入式控制器通过串口将断路器控制信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器再通过ZigBee网络将该断路器控制信号发送到第三ZigBee节点，断路器闭合，汽车点火电路或者油路闭合。
5.根据权利要求1所述的汽车防盗***，其特征在于，所述GSM模块通过串口线与嵌入式控制器相连。
6.根据权利要求1所述的汽车防盗***，其特征在于，所述语音模块通过SPI总线方式与嵌入式控制器相连接，有语音识别功能和MP3播放功能；语音识别功能负责将用户说出的口令与事先设定好的口令密码相对比，若用户说出的口令正确则向嵌入式控制器返回高电平；若口令错误或长时间不应答则向嵌入式控制器返回低电平；MP3功能负责播放***语音提示和语音警告。
7.基于权利要求1-6任一所述汽车防盗***的防盗方法，其特征在于，包括以下步骤：将红外采集模块安装在汽车驾驶室内用来检测是否有人进入，将振动采集模块安装在四个车门中用来检测是否有人开门或损毁车辆；若有人开门或损毁车辆，振动传感器被触发，当振动传感器被触发时，与其连接的ZigBee节点将设备编号和已触发的信号发送到ZigBee协调器，ZigBee协调器将收到的信息通过串口发送到嵌入式控制器中，嵌入式控制器通过ZigBee协调器向红外采集模块发出监测的指令，红外传感器开始检测是否有人进入驾驶室，有人进入则红外传感器触发；当嵌入式控制器确认振动传感器和红外传感器均被触发后，调用语音模块提示用户说出预设的口令密码，若用户说出的口令正确则断路器闭合，闭合油路或者点火电路；若口令错误或长时间不应答则断路器维持断开状态，同时发出语音警告并调用GSM模块向车主手机发送报警短信。
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