CN109878605A - 一种电动车远程监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种电动车远程监控装置，包括中央控制模块、报警器模块、定位通信模块和串行通讯接口电路，定位通信模块是集成有数字移动电话通信模块、定位模块和无线通信模块的芯片，报警器模块、定位通信模块和串行通讯接口电路分别与中央控制模块连接，中央控制模块通过串行通讯接口与电动车的锁控、仪表、FOC控制器和电池控制器连接。一种电动车远程监控方法，利用中央控制模块通过定位通信模块连接服务器并上传车辆状态和位置信息、接收后台服务器下发的车辆控制命令，从而实现车辆的便捷控制和远程监控，控制逻辑简单，实现成本低。

Description

一种电动车远程监控装置及方法

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及电动车控制技术，具体是一种电动车远程监控装置及方法。

背景技术

随着电动车的普及，对车辆的便捷控制和远程监控的要求越来越高，现有的电动车定位跟踪服务终端产品中，通常采用全球定位***(Global Positioning System，GPS)模块与微处理器(Microcontroller Unit，MCU)进行连接，产品的基本报警器原理通常为：首先，电动自行车开启防盗模式，当电动自行车被移动或者推走时，报警器被触发，从而发出报警信息。现有的电动自行车报警器通过钥匙开关和无线遥控开关等控制整机工作状态，实际使用中，电源很容易遭到小偷破环而使整车断电不工作，此时，报警器在电动自行车被盗时无法工作。此外，现有的防盗装置功能单一，只能通过报警器发出现场警报，如果车主不在现场，无法知晓电动自行车被盗情况，更无法采取相应的措施找回。现有的监控方式存在人机交互程度不高，控制方式单一，控制逻辑复杂以及远程控制功能无法实现等问题。

中国专利CN206485425U号公告公开了一种“电动自行车网络监控器”，在人车分离的情况下，对电动自行车的运行状态、振动状态等进行检测，判断电动自行车是否处于正常状态，在异常状态时通过高分贝蜂鸣器发出报警声音，发送短信提醒用户，其存在的缺点是该网络监控器采用独立的GPRS、GPS和蓝牙模块，造成响应速度慢，占用电路板空间多，后台服务器只能接收定位数据，不能控制车辆。

发明内容

本发明提供了一种电动车远程监控装置，所述的这种电动车远程监控装置，要解决现有技术中电动自行车防盗装置功能单一、丢失后无法控制的技术问题。

本发明的电动车远程监控装置，包括设置在电动自行车中的电路板，所述的电动自行车中设置有锁控模块、FOC控制器和电池控制器，所述的锁控模块、FOC（即磁场定向控制或者矢量控制）控制器和电池控制器均各自包括有通讯端口，其中，所述的电路板包括中央控制模块、数字移动电话通信模块、定位模块、无线通信模块和通讯接口电路，所述的数字移动电话通信模块、定位模块、无线通信模块和通讯接口电路与所述的中央控制模块连接，中央控制模块通过所述的通讯接口电路与所述的电动车的锁控模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块通过数字移动电话通信模块与一个服务器通过数字移动电话网络连接，中央控制模块采集电动车的锁控信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息，并将所述的锁控信息、仪表信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息传送到所述的服务器，中央控制模块接收服务器的控制指令，并将所述的控制指令发送到电动车的锁控模块、或者FOC控制器、或者电池控制器执行。

进一步的，本发明的电动车远程监控装置还包括电压变换电路模块，所述的电压变换电路模块的电源输出端与中央控制模块的电源端连接，电压变换电路模块的电源输入端与电动自行车中的电源模块连接。

进一步的，所述的数字移动电话通信模块、定位模块和无线通信模块集成在一个定位通信模块中。

进一步的，本发明的电动车远程监控装置还包括加速度传感器模块，所述的加速度传感器模块连接在所述的定位通信模块上，加速度传感器模块采集车辆的运动状态信息。

进一步的，本发明的电动车远程监控装置还包括备用电源模块，所述的备用电源模块与所述的电压变换电路模块的电源输入端连接。

进一步的，电路板还包括FLASH存储器模块，所述的FLASH存储器模块与中央控制模块连接。

进一步的，电路板还包括报警器模块，所述的报警器模块的输入端与所述的中央控制模块连接，报警器模块的输出端连接电动车的喇叭和闪光灯。

进一步的，所述的中央控制模块通过所述的无线通信模块以无线通讯方式与一个移动终端连接，中央控制模块向所述的移动终端传输车辆状态和位置信息数据。

进一步的，所述的加速度传感器模块包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器。

进一步的，所述的电压变换电路模块是降压变换电路。

进一步的，所述的电动自行车中设置有仪表模块，所述的仪表模块包括有通讯端口，中央控制模块通过通讯接口电路与仪表模块连接，中央控制模块采集电动车的仪表信息，并将所述的仪表信息传送到所述的服务器，中央控制模块接收服务器的控制指令，并将所述的控制指令发送到电动车的仪表模块以显示服务器的控制信息。

进一步的，所述的通讯端口是串行通讯端口，所述的通讯接口电路是串行通讯接口电路。

本发明还提供了一种电动车远程监控方法，所述的电动车远程监控方法包括一个将电动车的状态和位置信息传递到一个后台服务器的过程，其中，在所述的将电动车的状态和位置信息传递到后台服务器的过程中，利用设置在电动车中的定位通信模块和加速度传感器模块，获取车辆当前位置和运动状态信息，利用设置在电动车中的中央控制模块通过通讯接口采集电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器的状态信息，并将所述的电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息以及所述的车辆当前位置和运动状态信息通过定位通信模块中的通信功能电路上传至所述的后台服务器，利用后台服务器对电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息进行处理，并在电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息符合预设的车辆被盗特征时向设置在电动车中的中央控制模块发送包含有对转向机构上锁、或者对电机上锁、或者断电动作的控制命令，由电动车中的中央控制模块通过通讯接口向电动车的锁控模块传递对转向机构上锁、或者向电动车的FOC控制器传递对电机上锁、或者向电动车的电池控制器传递断电指令，由电动车的锁控模块、或者FOC控制器、或者电池控制器分别执行。

进一步的，所述的中央控制模块通过串行通讯接口与电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块通过定位通信模块连接后台服务器，加速度传感器模块连接在定位通信模块上，电动车远程监控方法还包括如下步骤：

步骤S1：对中央控制模块、定位通信模块、报警器模块、串行通讯接口电路和加速度传感器模块通电并进行初始化；

步骤S2：中央控制模块通过定位通信模块获取车辆状态和位置信息并上传至后台服务器，所述的后台服务器判断车辆当前所处状态并发送控制信息至所述的中央控制模块，所述的中央控制模块解析控制信息并依据控制信息对电动车进行启动、关闭、设防、解防或报警控制。

进一步的，所述的步骤S2中，所述的中央控制模块通过所述的定位信息模块接收所述的服务器发送的设防指令，控制电动车进入设防状态，通过定位通信模块上传车辆异动信号至后台服务器，后台服务器收到异动信号后，判断车辆是否处于异常状态，若处于异常状态则向中央控制模块发送控制信号并控制报警器模块发出报警信息，车辆切换为报警状态，重复步骤S2，直至后台服务器判断车辆处于正常状态，通过所述的中央控制模块解除报警状态，进入设防状态。

进一步的，所述的步骤S2中包括：中央控制模块接收后台服务器发送的启动指令后控制电动车进入停车待机状态，若中央控制模块判断车辆上一次断电为意外断电，则切换车辆至可骑行状态。

进一步的，所述的步骤S2中包括：中央控制模块接收后台服务器发送的解防指令后控制电动车从设防状态切换为解防状态。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明通过设置在电动车中的中央控制模块和定位通信模块，与后台服务器或者用户的移动终端通讯连接，上传车辆状态和位置信息，并通过后台服务器下发车辆控制命令，由中央控制模块通过串行通讯接口向电动车的锁控模块或者电池控制器传递上锁或者断电指令，由电动车的锁控模块或者电池控制器执行上锁动作或者断电动作，从而实现车辆的远程监测和控制，本发明控制逻辑简单，实现成本低。

附图说明

图1是本发明一种电动车远程监控装置的一个实施例的整体模块连接框图；

图2是本发明一种电动车远程监控方法的一个实施例的工作逻辑图。

图3是本发明一种电动车远程监控方法的另一个实施例的工作逻辑图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的实施例提供的一种电动车远程监控装置，包括设置在电动自行车中的电路板（图中未示），所述的电动自行车中设置有锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器，所述的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器均各自包括有串行通讯接口，所述的电路板包括中央控制模块1、报警器模块2、定位通信模块3和串行通讯接口电路4，定位通信模块3是数字移动电话通信模块、定位模块和无线通信模块的芯片，报警器模块2、定位通信模块3和串行通讯接口电路4分别与中央控制模块1连接，中央控制模块1通过串行通讯接口电路4与电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块1通过定位通信模块3中的数字移动电话通信模块与一个后台服务器5设置无线通信连接，中央控制模块1采集电动车的锁控信息、仪表信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息，并将所述的锁控信息、仪表信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息传送到后台服务器5，中央控制模块接收后台服务器5的控制指令，并将所述的控制指令发送到报警器模块2、电动车的锁控模块和电池控制器执行。

本发明的实施例还包括电压变换电路模块6，电压变换电路模块6的电源输出端与中央控制模块1的电源端连接。

本发明的实施例还包括加速度传感器模块7，加速度传感器模块7连接在定位通信模块3上，加速度传感器模块7采集车辆震动、异动、倾倒、移动等状态信息。

本发明的实施例还包括电源模块9和备用电源模块8，电源模块9用于驱动远程监控装置工作，当电源模块9失效时，备用电源模块8启动驱动远程监控装置工作，电源模块9和备用电源模块8均采用18650锂电池。

本发明的实施例还包括FLASH存储器模块10，FLASH存储器模块10与中央控制模块1连接，车辆状态和车辆位置等信息暂存于FLASH存储器模块10中。

本发明的实施例中，定位通信模块3中的无线通信模块的采用蓝牙技术，通过蓝牙连接移动终端实现近距离控制和数据传输。

进一步的，报警器模块2连接电动车的喇叭和闪光灯，当车辆在设防状态下监测到异常状态时，报警器模块2控制喇叭和闪光灯发出报警。

进一步的，中央控制模块1通过定位通信模块3传输车辆状态和位置信息数据至移动终端，实现通过移动终端查询车辆信息并控制车辆。

进一步的，加速度传感器模块7包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器，用于采集车辆震动、异动、倾倒、移动等状态信息，为提高监测精度可使用集成六轴陀螺仪传感器芯片，后台服务器5通过三轴陀螺仪和三轴加速度传感器获得车辆姿态信息并结合GPS定位数据，利用运动模式算法获得车辆当前状态，并通过后台服务器5控制车辆进行远程开启与关断。

进一步的，电压变换电路模块6采用降压变换电路。

如图2所示，本实施例的电动车远程监控方法，包括一个将电动车的状态和位置信息传递到一个后台服务器5的过程，其中，利用设置在电动车中的定位通信模块3和加速度传感器模块7，获取车辆当前位置和运动状态信息，利用设置在电动车中的中央控制模块通过串行通讯接口电路4采集电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器的状态信息，并将电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息以及车辆当前位置和运动状态信息通过定位通信模块3中的通信功能电路上传至后台服务器5，利用后台服务器5对电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息进行处理，并在电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息符合预设的车辆被盗特征时向设置在电动车中的中央控制模块1发送控制命令，由电动车中的中央控制模块1通过串行通讯接口电路4向电动车的仪表模块或者电池控制器传递上锁或者断电指令，由电动车的锁控模块或者电池控制器执行上锁动作或者断电动作。

进一步的，中央控制模块1通过串行通讯接口电路4与电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块1通过定位通信模块3连接后台服务器5，加速度传感器模块7连接在定位通信模块3上，本实施例的电动车远程监控方法包括如下步骤：

步骤S1：对中央控制模块、定位通信模块、报警器模块、串行通讯接口电路和加速度传感器模块通电并进行初始化；

步骤S2：中央控制模块1通过定位通信模块3获取车辆状态和位置信息并上传至后台服务器5，后台服务器5判断车辆当前所处状态并发送控制信息至中央控制模块1，中央控制模块1解析控制信息并依据控制信息对电动车进行启动、关闭、设防、解防或报警控制。

进一步的，步骤S2中，中央控制模块1通过定位信息模块3接收后台服务器5发送的设防指令，控制电动车进入设防状态，通过定位通信模块3上传车辆异动信号至后台服务器5，后台服务器5收到异动信号后，判断车辆是否处于异常状态，若处于异常状态则向中央控制模块1发送控制信号控制报警器模块2发出报警信息，车辆切换为报警状态，重复步骤S2，直至后台服务器5判断车辆处于正常状态，通过中央控制模块1解除报警状态，进入设防状态。

进一步的，步骤S2中的车辆启动控制包括：中央控制模块1接收后台服务器5发送的启动指令后控制电动车进入停车待机状态，若中央控制模块1判断车辆上一次断电为意外断电，则切换车辆至可骑行状态。

进一步的，步骤S2中的车辆解防控制包括：中央控制模块1接收后台服务器5发送的解防指令后控制电动车从设防状态切换为解防状态。

本实施例的工作方式如下：当电动车在断电状态下接通电源启动后，远程监控装置也随之启动并初始化，并通过定位通信模块3与后台服务器5或移动终端取得连接，此时中央控制模块1获取后台服务器5的车辆状态信息，判断车辆上次是否为意外断电，若车辆上次为意外断电，则直接将状态切换为可骑行状态，若上次为正常断电，则控制车辆进入待机状态；当车辆处于待机状态时，若收到来自服务器或移动终端的开机指令，切换至可骑行状态；当车辆处于待机状态时，若收到来自后台服务器5或移动终端的设防指令，切换至设防状态；当车辆处于设防状态下时，中央控制模块1通过通信模块4和加速度传感器模块7监控车辆，当收到轮动信号、电子围栏越界信号、连续震动和电池仓打开灯信号时，车辆随即进入报警状态，并将相关信息传输至后台服务器5或移动终端进行提醒，同时通过报警器模块2驱动喇叭和闪光灯发出报警；后台服务器5或移动终端远程关闭报警状态，将车辆切换回设防状态；当车辆处于设防状态下时，若收到来自后台服务器5或移动终端的解防指令时，车辆切换至解防状态；当车辆处于解防状态下时，若收到来自后台服务器5或移动终端的开机指令，则车辆切换至可骑行状态。在以上过程中，车辆中央控制模块1是通过远程监控装置内的定位通信模块3和加速度传感器模块7，获取车辆当前位置和运动状态信息，通过串行通讯接口电路4采集锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器等车载设备上的状态信息，通过定位通信模块3中的GSM或蓝牙，将数据上传至后台服务器5或移动终端设备进行加工处理，通过后台服务器5或移动终端设备中的车辆运动模式等算法，分析获得车辆当前所处状态，并发送控制命令至远程监控装置，完成对车辆的远程遥控及远程监控。

图3表示了本发明的电动车远程监控方法的一个实施例的控制逻辑。根据该控制逻辑编程后的代码写入到中央控制模块1的存储位置，在中央控制模块1上电后执行。

具体的，中央控制模块1采用STM32f103C8芯片，定位通信模块3采用联发科技公司生产的MTK2503AE芯片，加速度传感器模块7采用invensense公司生产的MPU6050芯片。本实施例中的电动车自行车采用遥控钥匙启动、关机、设防和解防，因此在其电路板和遥控钥匙中包括了符合RF315协议的无线遥控芯片，其中，接收芯片采用CMT2210LC，发射芯片采用CMT2150L ，接收芯片与中央控制模块1连接。上述芯片均为现有技术中的公知方案，其参数、使用说明、应用电路和例程均为公开资料，本领域技术人员均已经了解，在此不再赘述。

Claims (17)

1.一种电动车远程监控装置，包括设置在电动自行车中的电路板，所述的电动自行车中设置有锁控模块、FOC控制器和电池控制器，所述的锁控模块、FOC控制器和电池控制器均各自包括有通讯端口，其特征在于：所述的电路板包括中央控制模块、数字移动电话通信模块、定位模块、无线通信模块和通讯接口电路，所述的数字移动电话通信模块、定位模块、无线通信模块和通讯接口电路与所述的中央控制模块连接，中央控制模块通过所述的通讯接口电路与所述的电动车的锁控模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块通过数字移动电话通信模块与一个服务器通过数字移动电话网络连接，中央控制模块采集电动车的锁控信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息，并将所述的锁控信息、仪表信息、FOC控制信息、电池信息和定位信息传送到所述的服务器，中央控制模块接收服务器的控制指令，并将所述的控制指令发送到电动车的锁控模块、或者FOC控制器、或者电池控制器执行。

2.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：还包括电压变换电路模块，所述的电压变换电路模块的电源输出端与中央控制模块的电源端连接，电压变换电路模块的电源输入端与电动自行车中的电源模块连接。

3.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的数字移动电话通信模块、定位模块和无线通信模块集成在一个定位通信模块中。

4.如权利要求3所述的电动车远程监控装置，其特征在于：还包括加速度传感器模块，所述的加速度传感器模块连接在所述的定位通信模块上，加速度传感器模块采集车辆的运动状态信息。

5.如权利要求2所述的电动车远程监控装置，其特征在于：还包括备用电源模块，所述的备用电源模块与所述的电压变换电路模块的电源输入端连接。

6.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：电路板还包括FLASH存储器模块，所述的FLASH存储器模块与中央控制模块连接。

7.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：电路板还包括报警器模块，所述的报警器模块的输入端与所述的中央控制模块连接，报警器模块的输出端连接电动车的喇叭和闪光灯。

8.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的中央控制模块通过所述的无线通信模块以无线通讯方式与一个移动终端连接，中央控制模块向所述的移动终端传输车辆状态和位置信息数据。

9.如权利要求4所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的加速度传感器模块包括三轴陀螺仪和三轴加速度传感器。

10.如权利要求2所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的电压变换电路模块是降压变换电路。

11.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的电动自行车中设置有仪表模块，所述的仪表模块包括有通讯端口，中央控制模块通过通讯接口电路与仪表模块连接，中央控制模块采集电动车的仪表信息，并将所述的仪表信息传送到所述的服务器，中央控制模块接收服务器的控制指令，并将所述的控制指令发送到电动车的仪表模块以显示服务器的控制信息。

12.如权利要求1所述的电动车远程监控装置，其特征在于：所述的通讯端口是串行通讯端口，所述的通讯接口电路是串行通讯接口电路。

13.一种电动车远程监控方法，包括一个将电动车的状态和位置信息传递到一个后台服务器的过程，其特征在于：在所述的将电动车的状态和位置信息传递到后台服务器的过程中，利用设置在电动车中的定位通信模块和加速度传感器模块，获取车辆当前位置和运动状态信息，利用设置在电动车中的中央控制模块通过通讯接口采集电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器的状态信息，并将所述的电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息以及所述的车辆当前位置和运动状态信息通过定位通信模块中的通信功能电路上传至所述的后台服务器，利用后台服务器对电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息进行处理，并在电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器、电池控制器的状态信息、车辆当前位置和运动状态信息符合预设的车辆被盗特征时向设置在电动车中的中央控制模块发送包含有对转向机构上锁、或者对电机上锁、或者断电动作的控制命令，由电动车中的中央控制模块通过通讯接口向电动车的锁控模块传递对转向机构上锁、或者向电动车的FOC控制器传递对电机上锁、或者向电动车的电池控制器传递断电指令，由电动车的锁控模块、或者FOC控制器、或者电池控制器分别执行。

14.如权利要求13所述的电动车远程监控方法，其特征在于：所述的中央控制模块通过串行通讯接口与电动车的锁控模块、仪表模块、FOC控制器和电池控制器连接，中央控制模块通过定位通信模块连接后台服务器，加速度传感器模块连接在中央控制模块上，还包括如下步骤：

步骤S1：对中央控制模块、定位通信模块、报警器模块、串行通讯接口电路和加速度传感器模块通电并进行初始化；

步骤S2：中央控制模块通过定位通信模块获取车辆状态和位置信息并上传至后台服务器，所述的后台服务器判断车辆当前所处状态并发送控制信息至所述的中央控制模块，所述的中央控制模块解析控制信息并依据控制信息对电动车进行启动、关闭、设防、解防或报警控制。

15.如权利要求13所述的电动车远程监控方法，其特征在于：所述的步骤S2中，所述的中央控制模块通过所述的定位信息模块接收所述的服务器发送的设防指令，控制电动车进入设防状态，通过定位通信模块上传车辆异动信号至后台服务器，后台服务器收到异动信号后，判断车辆是否处于异常状态，若处于异常状态则向中央控制模块发送控制信号并控制报警器模块发出报警信息，车辆切换为报警状态，重复步骤S2，直至后台服务器判断车辆处于正常状态，通过所述的中央控制模块解除报警状态，进入设防状态。

16.如权利要求13所述的电动车远程监控方法，其特征在于：所述的步骤S2中包括：中央控制模块接收后台服务器发送的启动指令后控制电动车进入停车待机状态，若中央控制模块判断车辆上一次断电为意外断电，则切换车辆至可骑行状态。

17.如权利要求13所述的电动车远程监控方法，其特征在于：所述的步骤S2中包括：中央控制模块接收后台服务器发送的解防指令后控制电动车从设防状态切换为解防状态。