CN105691492A - 融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，包括加装在车身上的车载防盗报警终端设备、手机微信客户端以及云端服务器，所述车载防盗报警终端设备包括蓝牙BLE芯片及其连接的振动传感器、喇叭驱动电路、433M无线解码接收电路、大动态范围直流降压电路；蓝牙BLE芯片的控制输出端连接电机控制器。用户通过微信客户端关注指定微信公众号并与车载防盗报警终端设备进行绑定，通过微信公众号与云端服务器连接，微信客户端控制手机蓝牙装置向车载防盗报警终端设备发送锁车、解锁控制信号，进而控制电动车上的电机控制器。本发明把无钥匙一键启动和系统防盗进行深度融合，通过手机微信端与云端服务系统互联，大大提高用户的使用体验。

Description

融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统

技术领域

本发明涉及一种电动车防盗报警系统，具体是一种融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统。

背景技术

从目前市场应用来看，电动车大部分还是用车钥匙加防盗器的模式，其中车钥匙又分为传统型车钥匙和遥控器型车匙，现有市面上的防盗器又分为三种：

（1）传统型的防盗报警；

（2）带GPS和SIM卡运营商服务的防盗报警喇叭；

（3）手机APP操控型蓝牙防盗器。

其中第（1）项是最早的应用模式，也是目前市场占比最大的产品，后期比例会越来越少；第（2）项主要以深圳泰比特公司和中国移动合作推出了带GPS和SIM卡运营商服务的防盗报警喇叭为代表，其最主要的特点是通过电信运营商的介入，以及平台系统，可以实时查看车辆的地理位置信息，让车主通过手机与防盗器建立1对1认证关系，车辆任何时刻状态实时记录，被盗特殊情况下第一时间将位置和信息发送到车主手机上，支撑车辆异常震动、位移告警，无论车辆放在什么位置，均能实现定位和追盗，但是每个月要交运营商服务费；第（3）项目前在部分电动车厂家的高端车型上使用，其最重要的特点是结合了智能无钥匙启动和防盗报警两项功能，并可以通过智能手机和用户交互，目前已有方案是在原有防盗报警喇叭的内部增加蓝牙通信模块，手机端安装厂家的专用APP，主要的缺点是：

1)需要下载专用的APP或APK，用户体验差；

2)需要维护IOS、Android、windowsCE~等几种不同的操作系统，多版本维护；

3)APP需要适配多个不同品牌手机，兼容性差；

4)APP需要适配同品牌手机的不同型号；

5)手机系统升级后还要维护，维护成本高；

6）防盗器硬件部分除了使用原有MCU外，还增加蓝牙模块，成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，针对目前电动车辆的启动和防盗进行系统设计，把无钥匙一键启动和系统防盗进行深度融合，大大提高了用户的使用体验，同时通过手机微信端与云端服务系统互联，把人、车辆、云端服务联接成一个可实时交互的完整系统。

按照本发明提供的技术方案，所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统包括：加装在车身上的车载防盗报警终端设备、安装于手机上的微信客户端以及云端服务器，所述车载防盗报警终端设备包括有：蓝牙BLE芯片及其连接的振动传感器、喇叭驱动电路、433M无线解码接收电路、大动态范围直流降压电路，所述大动态范围直流降压电路的输入端连接电动车电池，大动态范围直流降压电路将电池电压降到不同规格分别输出到所述蓝牙BLE芯片、振动传感器、喇叭驱动电路和433M无线解码接收电路；所述蓝牙BLE芯片的控制输出端分别连接电动车上电机控制器的轮子转动信号端子、锁电机控制信号端子和控制器启动信号端子；用户通过手机微信客户端关注指定微信公众号并与车载防盗报警终端设备进行绑定，通过微信公众号与云端服务器连接，微信客户端能够控制手机蓝牙装置向车载防盗报警终端设备发送锁车、解锁控制信号，进而控制电动车上的电机控制器。

进一步的，所述振动传感器采用MEMS加速度传感器，MEMS加速度传感器通过信号放大电路与蓝牙BLE芯片连接。

所述微信端公众号能够发出的命令包括以下的部分或全部：锁车、解锁、电量查询、对码、寻车、模式选择。

所述微信端公众号界面还能够设置报警喇叭的灵敏度为不同等级。

用户首次操作需要绑定手机微信公众号与车载防盗报警终端设备，过程为：手机打开蓝牙和开启上网模式，在微信客户端扫描设备型号码，微信客户端会搜索并显示附近的对应蓝牙设备，用户点击图标即可进行绑定，绑定关系是通过公众号的唯一用户ID号和设备型号码，上报云端服务器后生成的唯一设备ID号实现的；厂家在云端服务器会通过数据库建立绑定映射表，后期的每项操作会通过这个绑定关系一一对应起来。所述云端服务器还负责用户管理、用户数据管理、用户设备管理和数据的容灾备份。

系统还可以包括与所述433M无线解码接收电路对应的433M遥控器，433M遥控器内置电池，包括4个主要按键，分别是锁车、解锁、寻车、设置。

本发明的优点是：

1)将车载无钥匙启动和防盗报警器功能融合到一起并用手机端的微信公众号来设置和控制。采用目前用户基础最广泛的微信平台作为人机交互的接口，并且用户可以直接扫码绑定并控制，大大降低了产品推广、运营和维护的成本。

2)将MEMS加速度计作为振动传感器使用于车载防盗报警，不仅可以振动传感，还可以检测车辆姿态信息。

3)由于遥控器可以由手机替代，无钥匙启动和防盗报警硬件系统由一颗蓝牙BLE芯片完成，整体成本比传统的遥控器方案要低，并且随着蓝牙BLE技术的广泛应用，成本将会越来越低。

附图说明

图1为系统应用示意图。

图2为系统安装示意图。

图3为手机微信端控制界面。

图4为车载防盗报警终端设备内部电路框图。

图5为读取装置软件流程图。

具体实施方式

本发明融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统主要针对电动车领域，当然后期也可拓展至其他车辆。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

1.整个系统主要分为三个部分：车载防盗报警终端设备、安装于手机上的微信客户端（电动车使用者关注的手机微信公众号）和云端服务器，详细的系统框架图见图1。

车载防盗报警终端设备装配在电动车内部，其内部电路框图如图4所示，主要包括有蓝牙BLE芯片及其连接的振动传感器、喇叭驱动电路、433M无线解码接收电路、大动态范围直流降压电路。所述大动态范围直流降压电路的输入端连接电动车电池，大动态范围直流降压电路将电池电压降到不同规格分别输出到所述蓝牙BLE芯片、振动传感器、喇叭驱动电路和433M无线解码接收电路。所述蓝牙BLE芯片的控制输出端分别连接电动车上电机控制器的轮子转动信号端子、锁电机控制信号端子和控制器启动信号端子。车载防盗报警终端设备的核心可以采用单颗蓝牙BLE芯片QN9021。车载防盗报警终端设备可以通过用户绑定的手机微信公众号进行控制，软件流程图见图5。

车载防盗报警终端设备的安装线路如图2所示，由一根两芯的电源线和3芯的信号线通过接插件与车身的电机控制器和电池连接，并通过接插件与报警喇叭连接。

2.微信端公众号控制界面见图3，可以发出的命令有：锁车、解锁、电量查询、对码、寻车、模式选择等。其中电量查询命令，可以通过车载防盗报警终端设备中增加的电量测量电路，实时查看当前车载电池的剩余电量百分比，可以与液晶仪表上的电池电量进行比较或自动校准。用户在按下锁车时启动报警并锁止电机，同时报警喇叭会发出提示音；按下解锁按键解除报警并发出提示音；按下寻车键，报警喇叭以最高分贝发出连续响声，提醒你车子的位置，再按任意键停止。灵敏度设置可以设置报警喇叭的灵敏度，灵敏度共分4个等级，其中4档灵敏度最高，也就是说锁车状态下，车子发生轻微振动即可触发报警，1档灵敏度最低。“模式选择”保留作为后期功能扩展用。

3.用户首次操作需要绑定手机微信公众号与车载防盗报警终端设备，过程非常方便，只需要手机打开蓝牙和开启上网模式，在微信端扫描设备型号码，微信客户端会搜索并显示附件的对应设备，用户点击图标即可绑定公众号与设备，其中绑定关系是通过公众号的唯一用户ID号和设备型号码，上报服务器后生成的唯一设备ID号实现的。在厂家服务器端会通过数据库建立绑定映射表，后期的每项操作会通过这个绑定关系一一对应起来。服务器端也会同时做好用户管理、用户数据管理、用户设备管理和数据的容灾备份等工作。

4.车载防盗报警终端设备不仅可以通过手机控制，还可以通过传统的433M遥控器（遥控钥匙）控制，主要按键有四个，分别是锁车、解锁、寻车、设置。遥控器端采用电池供电，正常使用情况下可维持至少两年；遥控器端第一步先用传统433M方案，车载防盗报警终端设备设计有解码接收电路，第二步是把遥控器端也采用蓝牙BLE方案，这样一方面可以省去车载防盗报警终端设备的解码接收电路，另一方面由于蓝牙BLE方案是全双工工作方式，可以提高信号发射和接收的可靠性，并双向验证。

整个系统的实施主要分三个阶段，第一阶段主要是防盗报警喇叭终端设备软硬件设计，需要完成主控蓝牙SoC芯片选型、射频PCB天线设计与阻抗匹配、振动传感器的方案选型，目前在弹簧振动传感器和加速度传感器两者中间选择一种，弹簧传感器是传统电动车防盗器采用的方式，加速度传感器是采用MEMS技术的新一代传感器，目前还没有使用在电动车防盗器上的先例，本项目的实施如果采用加速度传感器将是首次将MEMS传感器应用于电动车防盗领域。

如果振动传感器采用最近普及的MEMS加速度传感器，一方面将提高振动传感的灵敏度，并且可以数字量化为多个级别，另一方面相较于传统的振动传感器，可有效降低误报率。随着MEMS制造工艺越来越成熟，传感器的成本也会越来越低，基本上可以与现有的振动传感器，如滚珠型或弹簧型传感器的成本持平或更低。同时，由于MEMS传感器还可以检测车辆停止时的姿态信息，停车、锁车后能记录车辆姿态信息，以及车子姿态发生变化可以记录下来，并且在解锁时凭借内置算法能估算出车子姿态或位置是否发生变化，这项功能是采用传统振动传感器无法实现的。

由于电动车的电池一般有36V、48V和80V等多种规格，所以车载防盗报警终端设备如果要直接接入电动车的电池供电，必须采用大动态范围的直流降压技术，本设计采用线性直流降压技术，通过将电池电压线性降到12V供高分贝报警喇叭使用，同时使用单电源降压芯片将12V降到5V、3.3V等供蓝牙芯片和振动传感电路使用。

射频接收部分保留了传统电动车报警喇叭的遥控接收部分，通过与遥控钥匙的配合，实现传统的手动遥控解锁、锁车等功能，这一设计方便不习惯使用智能手机的用户采用传统方式控制电动车的防盗解锁等操作。射频接收频段采用433M的ISM频段，遥控距离远，单芯片解码方式方便电路设计，增加接收的可靠性。

第二阶段主要完成手机端微信公众号的申请，微信公众平台的配置和设备的ID号申请，建立统一的管理平台，同时，设置微信公众号界面的菜单布局和菜单对应的响应message，跳转网页链接，语音控制交互设计，地理位置信息数据收集等；另外还要申请云端服务器作为车载安全交互终端和微信公众号之间的消息交互平台，云端服务器可以是车载安全交互的生产商自建或租用公共云服务平台，如阿里云、百度云、腾讯云等，云端服务器还需要建立用户与安全交互终端的关系映射数据库，并做好容灾备灾管理。有了微信公众号和云端服务平台相当于是安全交互终端的互联网+延伸，体现了平台即服务的思想，使得终端硬件厂商不仅卖的硬件，还把客户的实时使用体验和厂家与客户的互动联系起来，真正体现了人与人、人与物的互联互通。

第三阶段在第二阶段的基础上升级安全交互终端的功能，使得终端不仅提供安全防盗与锁车解锁，还通过与车载控制器的数据交互实现整车车况的实时监测、用户使用习惯的数据收集与学习，针对用户的定制信息推动等服务，通过用户的使用情况进行数据挖掘，整理用户的需求痛点，进行产品的快速迭代与更新，不断改进客户的服务需求，增加客户对产品的黏性。

本发明采用目前用户基础最广泛的微信平台作为人机交互的接口，并且用户可以直接扫码绑定并控制，大大降低了产品推广、运营和维护的成本，同时省去了同时维护IOS和Android等多个平台的手机操作系统，各不同型号和品牌的手机、各不同屏幕尺寸的匹配和兼容，不需要逐一适配和调试、测试。用户可以把系统配置成自动模式，即用户只要手持手机进入终端系统，蓝牙根据保存的绑定配对情况自动连接并完成安全认证，用户按一下启动键即可发动车辆，完全无需其他操作，真正实现无钥匙一键启动。

进一步的如果将该防盗报警终端设备与电动车控制器进行深度融合，可以把防盗报警终端系统看作电动车使用者与电动车控制器的人机交互平台，电动车控制器出厂后的一些参数微调可以通过该人机交互平台实现，比如电机霍尔角度匹配、倒车速度调节、限速比例调节、巡航模式调节、档位比例切换调节等。

Claims (7)

1.融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，包括：加装在车身上的车载防盗报警终端设备、安装于手机上的微信客户端以及云端服务器，所述车载防盗报警终端设备包括有：蓝牙BLE芯片及其连接的振动传感器、喇叭驱动电路、433M无线解码接收电路、大动态范围直流降压电路，所述大动态范围直流降压电路的输入端连接电动车电池，大动态范围直流降压电路将电池电压降到不同规格分别输出到所述蓝牙BLE芯片、振动传感器、喇叭驱动电路和433M无线解码接收电路；所述蓝牙BLE芯片的控制输出端分别连接电动车上电机控制器的轮子转动信号端子、锁电机控制信号端子和控制器启动信号端子；用户通过手机微信客户端关注指定微信公众号并与车载防盗报警终端设备进行绑定，通过微信公众号与云端服务器连接，微信客户端能够控制手机蓝牙装置向车载防盗报警终端设备发送锁车、解锁控制信号，进而控制电动车上的电机控制器。

2.如权利要求1所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，所述振动传感器采用MEMS加速度传感器，MEMS加速度传感器通过信号放大电路与蓝牙BLE芯片连接。

3.如权利要求1所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，所述微信端公众号能够发出的命令包括以下的部分或全部：锁车、解锁、电量查询、对码、寻车、模式选择。

4.如权利要求1所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，所述微信端公众号界面能够设置报警喇叭的灵敏度为不同等级。

5.如权利要求1所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，用户首次操作需要绑定手机微信公众号与车载防盗报警终端设备，过程为：手机打开蓝牙和开启上网模式，在微信客户端扫描设备型号码，微信客户端会搜索并显示附近的对应蓝牙设备，用户点击图标即可进行绑定，绑定关系是通过公众号的唯一用户ID号和设备型号码，上报云端服务器后生成的唯一设备ID号实现的；厂家在云端服务器会通过数据库建立绑定映射表，后期的每项操作会通过这个绑定关系一一对应起来。

6.如权利要求5所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，所述云端服务器还负责用户管理、用户数据管理、用户设备管理和数据的容灾备份。

7.如权利要求1所述的融合微信控制和无钥匙启动功能的电动车防盗报警系统，其特征是，还包括与所述433M无线解码接收电路对应的433M遥控器，433M遥控器内置电池，包括4个主要按键，分别是锁车、解锁、寻车、设置。