CN100557989C - 一种汽车防盗与控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车防盗和控制的方法及系统。所述系统包括终端、终端发射与接收装置和汽车发射与接收装置；终端发射与接收装置通过终端的接口接在终端上，通过终端发射与接收装置和汽车内的汽车发射与接收装置的相互通信实现用终端来对汽车进行控制和对汽车异常的报警。这样汽车安全性得到极大提高，而且通过终端进行报警又可以减少噪音污染。

Description

一种汽车防盗与控制系统

技术领域

本发明涉及汽车的防盗与控制领域，尤其涉及一种用终端进行汽车防盗与控制系统。

背景技术

随着社会的发展人民收入水平的日渐提高，汽车已经逐渐走向寻常百姓家。同时，汽车盗窃已逐渐成为世界一大公害。为了减少已成为全球性的汽车失窃问题，各国竞相研制出各种附加的汽车防盗器。目前汽车防盗装置已经由初期的机械控制，发展成为电子密码，遥控呼救，信息报警等，早期的防盗装置主要是机械式的，目的是用于控制门锁，门窗，启动器，制动器，切断供油等联锁机构，以及为防止盗贼拆卸零件而设计的专用套筒扳手。随着科技的发展，尤其是微电子技术和通信技术的迅猛发展汽车防盗装置日趋严密和完善，并且正在向自动化和智能化方向发展。如现在比较流行的数码防盗装置，通信防盗系统，影像防盗，报警网络系统等。

目前车用防盗器按其结构可分为三大类：机械式，电子式，网络式。另外如点火控制型防盗器，油路防盗系统等基本上是电子式和网络式的扩展。

现有技术一的技术方案：

常见的机械式防盗器有：方向盘锁，安装变速箱锁。其中方向盘锁在使用时，主要是将方向盘与制动脚踏板连接一起，使方向盘不能做大角度转向及制动汽车，或是在转向盘加上一根长铁棒，使方向盘不能正常使用。而安装变速箱锁是在换档杆附近安装转速锁，可使变速箱不能换档。通常在停车后，把换档杆推回(P)位或一挡位置，加上变速箱锁，可使汽车不能换档。

现有技术一的缺点：

方向盘锁和变速箱锁，钩锁等这些机械式防盗器，它主要是靠锁定离合，制动，油门或转向盘，变速杆来达到防盗的目的，但一般只能防盗不能报警。另外，机械式防盗锁靠坚固的金属结构锁住汽车的操纵部位，使用起来不隐蔽，且占用驾驶室空间；汽车的方向盘锁及挂档杆则是普通钢材，因此盗贼多数在方向盘上锯开一个缺口，把方向盘扭曲后，就可以将方向盘上的锁完好的取下来。

现有技术二的技术方案：

电子防盗报警器(也称微电脑汽车防盗器)，是目前使用最广泛的类型，包括插片式，按键式和遥控式等电子式防盗器。它主要是锁定点火或启动来达到防盗的目的，同时具有声音报警功能。这种防盗器共有四种功能：一是服务功能，包括遥控车门，遥控启动，寻车和阻吓窃贼作用等；二是警惕提示功能，具有触发报警记录(提示车辆曾被人打开过车门)；三是报警提示功能，即当有人动车时发出警报；四是防盗功能，即当防盗器处于警戒状态时，切断汽车上的启动电路，使汽车无法启动。该类防盗器安装隐蔽，功能齐全，无线遥控，操作简便。

现有技术二的缺点：

该类防盗器的防盗能力必须依靠良好的安装技术和完善的售后服务来保证。由于这类电子防盗报警器的使用频率普遍被限定在300-350M的业余频段上，而这个频段的电子波干扰源又多，电波，雷电，工业电焊等都会干扰它而产生误报警，此外这种由于汽车发出的强烈报警声(也即通常指的娃娃叫)已经造成了严重的噪音污染。

现有技术三的技术方案：

遥控式汽车防盗器是市场上推广普及最为广泛的一种防盗器。它的特点是遥控控制防盗器的全部功能，可靠方便，可带有震动侦测，门控保护及微波或红外探头等功能。随着市场对防盗器要求的不断提高，遥控式汽车防盗器还增加了许多方便使用的附加功能，如遥控中控门锁，遥控送放冷暖风，遥控电动门窗及遥控开启行李箱等功能。遥控式汽车防盗器的遥控器，发射机与防盗主机系统之间，除了要有相同的发射与接收频率之外，还要有密码才能相互识别。防盗器的密码是一组由不同方式组合的数据，它一方面记载着防盗器的身份资料(身份码)；另一方面又含防盗的功能指令资料(资料码或指令码)，负责开启或关闭防盗器，控制完成防盗器的一切功能。

现有技术三的缺点：

遥控式电子防盗器一般都有发射装置，目前的国内外有关遥控的汽车报警装置都是一个独立的设备，携带和使用都不方便。

现有技术四的技术方案：

该类汽车防盗系统主要指网络防盗，分为卫星定位跟踪系统(GPS)和利用车载台(对讲机)通过中央控制中心定位监控系统，和GSM/GPRS无线网络系统，它主要是通过锁定点火或启动来达到防盗的目的，将警报信息和报警车辆所在位置无声的传到报警中心。

现有技术四的缺点：

该方案从技术角度讲是可行的和可靠的，但效果不近人意。原因主要在于这些系统必须构成网络，消除盲区(一些接收不到信号的地区)，要靠政府的支持、社会各方面的配合、有完善的配套设施等才能有良好的防盗效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用终端进行汽车的防盗和控制的系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1：一种汽车防盗与控制的系统，其特征在于，包括终端、汽车发射与接收装置、终端发射与接收装置，A/D转换传感器，隐蔽式CCD摄像头和声音采集器，其中：

汽车装载的隐蔽式CCD摄像头和声音采集器，用于采集图像和声音信号；

A/D转换功能传感器，将所述图像和声音信号转换成电信号，再经过A/D转换变成数字信号，并将该信号传给汽车微处理器进行处理；

所述汽车发射与接收装置，用于将异常信号发射到终端发射与接收装置；或接收来自终端发射与接收装置的控制信号并响应所述控制信号；

所述终端发射与接收装置用于接收所述汽车发射与接收装置发射的异常信号并传输到终端；或将来自终端的控制信号发送给汽车发射与接收装置；终端发射与接收装置包括以下模块：

射频接收与发射模块：发射来自跳码编码模块的终端控制信号，或接收汽车异常信号并将所述汽车异常信号传入解码模块；

解码模块：将射频接收与发射模块接收到的汽车异常信号解码并传入带USB接口的控制器；

跳码编码模块：将来自带USB接口的控制器的控制信号编码并交给射频接收与发射模块准备发射；

带USB接口的控制器：接收来自解码模块解码后的汽车异常信号并将所述汽车异常信号通过终端USB接口传入终端，或者将来自终端的控制信号传给跳码编码模块；

功率放大/滤波/低噪放模块：对射频接收与发射模块发出的信号或射频接收与发射模块将要接收的模块进行线性化处理和滤波处理；

所述终端用于接收所述终端发射与接收装置传来的异常信号并报警；或产生控制信号并发送给终端发射与接收装置；

所述终端进一步包括终端内报警与控制程序，

所述终端内报警与控制程序在终端系统上电复位后，进入上电态。在上电态，程序首先进行初始化工作，获得系统状态；

初始化后，即进入空闲态，在空闲态，程序循环等待汽车异常信号或来自终端键盘或屏幕的控制信号；

当异常信号或来自终端键盘或屏幕的控制信号出现时，程序进入执行态，在执行态，终端进行报警和安全控制，然后所述程序又回到空闲态。

由上述技术方案可见，本发明的这种汽车的防盗与控制系统，极大的提高了汽车的安全性。该系统是通过汽车发射与接收装置发射信号，终端接收并利用终端上的音频、震动或文字进行报警，这样可以减少噪音污染，杜绝扰民事件的发生，同时终端还可以对汽车进行控制。

附图说明

图1为终端发射与接收装置；

图2为汽车发射与接收装置；

图3为终端初始化过程图；

图4为根据第一个实施例的接收异常信号并报警的流程图；

图5为根据第二个实施例的发射控制信号的流程图；

图6为终端内报警与控制程序状态图。

具体实施方式

本发明提供一种汽车防盗与控制的系统，该系统包括：终端发射与接收装置，汽车发射与接收装置以及终端。

下面以终端接口为USB接口为例来详细说明本发明。

终端发射与接收装置如图1所示包括：功率放大/滤波器/低噪放模块100、射频接收与发射模块101、跳码编码模块104、解码模块102、带USB接口的控制器103。射频接收与发射模块101接收到经过功率放大/滤波器/低噪放模块100处理后的异常信号后，将所述异常信号传给解码模块102解码，经解码后将所述异常信号传给带USB接口的控制器103，带USB接口的控制器103将所述异常信号通过终端的USB接口传给终端；终端的控制信号通过USB接口传到终端发射与接收装置中带USB接口的控制器103后，带USB接口的控制器103将所述控制信号传给跳码编码模块104，跳码编码模块104对控制信号进行编码后将所述控制信号传到射频接收与发射模块101，射频接收与发射模块101接到所述控制信号后将其发射出去。

汽车发射与接收装置如图2所示包括射频接收与发射模块200，编码模块201，跳码解码模块203，中央处理器202。在汽车各个主要防盗部位都装有带A/D转换的特殊传感器，所述传感器将接收到的异常模拟信号转换成异常数字信号后将所述异常数字信号传给汽车微处理器，汽车微处理器对所述异常信号处理后将其传给中央处理器202，中央处理器202接到所述异常信号后对其进行处理然后将其传给编码模块201，编码模块201接到所述异常信号后将其编码然后传给射频接收与发射模块200，射频接收与发射模块200接到所述异常信号后将其由基带信号变为频带信号并发射出去；射频接收与发射模块200接到终端控制信号后将其由频带信号变为基带信号并传给跳码解码模块203，跳码解码模块203接到所述控制信号后对其进行解码然后将其传给中央处理器202，中央处理器202接到所述控制信号后对该控制信号进行响应。

这里，终端是指带有高速处理器、内嵌操作系统并且带有USB接口的终端，如手机、个人数字助理PDA、个人掌上电脑等。

这里，异常信号是指对汽车进行的一切非正常操作所产生的信号；同时还可通过在汽车周身安装隐蔽式CCD摄像头和声音采集器来采集图像和声音信号，以便进行盗贼确认等。

本发明所述的终端发射与接收装置中，其功率放大/滤波器/低噪放模块100及射频接收与发射模块101本发明采用的是MAXIM新近生产的MAX7032芯片，此芯片是一款低功耗，并且是集发射与接收于一体的FSK/ASK(调制方式)可编程集成芯片。根据对芯片内部多个寄存器，其中包括有功率配置寄存器，控制寄存器，状态寄存器，可以对其进行编程，来实现调制方式(FSK/ASK)，低噪放，功率放大，混频，射频发射与接收等多种功能，取代了以前用多个分立功能芯片堆积形成的前端射频部分，优点是功耗低，占PCB版面积小节约产品成本；跳码编码模块104本发明采用的是MICROCHIP公司的基于KEELOQ算法的HCS系列滚动码编码芯片，该芯片在传输代码之前采用了先进的非线性位加密技术，产生具有极高保密性的滚动编码每一次发送的代码都是唯一的，不规则的，且不重复，使得任何通过非法捕捉和扫描跟踪等破译手段都化为泡影；解码模块102，本发明采用的解码芯片是市面上出现的专门为遥控系统设计制造的编码与译码集成电路，本电路中采用的是具有代表性的PT2262/PT2272，它具备了静态功耗低(微安-毫安级)，外围电路简化，可提供的功能或控制口多，并且可在3-15V宽范围电压内可靠工作；带USB接口的控制器103本发明采用的是EPSON(爱普生)公司新近生产的S1C33L11，此芯片是一款32位高速，低功耗，低电压MCU。它是以C33STD32位RISC CPU为核心，功能强大，除一般外围设备外还有LCD控制器，CAMERA接口，JPEG编码，USB1.1功能控制器，MAC(SPI)接口，SMARTMEDIA接口，还包括3个震荡电路和一个控制通道，并为每个通道提供1KB的先进先出寄存器。在此选这款芯片主要就在于它带有USB1.1功能控制器和能移植嵌入式LINUX操作系统，这也为USB双向通信奠定了硬件平台基础。

本发明所述的汽车发射与接收装置中，射频接收与发射模块200也采用MAXIM生产的MAX7032芯片；本装置中的编码模块201与终端发射与接收装置中解码模块102相对应，所采用的芯片是具有代表性的PT2262/2272；本装置中的跳码解码模块203与终端发射与接收装置中的跳码编码模块104相对应，所采用的芯片是MICROCHIP公司的基于KEELOQ算法的HCS5滚动码解码芯片；中央处理器202在本发明中是可以由汽车制造商任意选取。

本技术解决方案中除了有硬件模块装置外还有相应的软件程序，软硬结合共同完成本发明目的。

如图6所示，本发明所设计的终端内报警与控制程序分为三个运行态POWER-ON STATE(上电态)，IDLE STATE(空闲态)，EXECUTlONSTATE(执行态)，图6表示了三个状态之间的关系和进入各个状态的条件。汽车安全与报警程序在终端系统上电复位后，进入POWER-ON STATE(上电态)。在上电态，程序首先进行初始化工作，获得系统状态。初始化后，即进入IDLE STATE(空闲态)，在空闲态，程序循环等待汽车异常信号或来自终端键盘或屏幕的控制信号(此进程的优先级设为最高)，当这些事件发生时，程序进入EXECUTlON STATE(执行态)。在执行态，终端进行报警和安全控制态，然后程序又回到空闲态。

在上电态的程序初始化过程是按照如图3所示来进行的。首先，终端内部操作系统识别各个接口，检查USB端口所发生的状态变化，当USB端口状态发生变化时，检查是否有设备加上，若有设备加上则询问设备的描述符并设定其逻辑地址，然后对设备进行初始化。

为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

实施例一

本实施例中，汽车的异常信号传到终端后终端进行报警。下面结合图4进行详细技术方案的说明。如上所述，本发明的终端内报警与控制程序在终端上电复位后进入上电态，然后开始初始化，初始化后终端内报警与控制程序进入空闲态等待汽车异常信号。

具体包括以下步骤：

步骤400：带有A/D转换的传感器将接收到的模拟异常信号转换成数字异常信号：

汽车各个主要防盗位置上装有带有A/D转换的传感器，所述传感器将接收到的模拟异常信号转换成电信号再经过A/D转换变成数字异常信号并将该信号传给汽车微处理器进行处理，此模拟异常信号还可以是汽车装载的隐蔽式CCD摄像头和声音采集器所采集的图像和声音信号；

步骤401：汽车发射与接收装置对所述数字异常信号进行编码并发射：

所述数字异常信号经过汽车微处理器处理后通过CAN总线或下游总

线协议LIN传到汽车发射与接收装置中的中央处理器202，中央处理器202对所述数字异常信号进行处理后将其传到编码模块201对该数字异常信号进行编码并传到射频接收与发射模块200，射频接收与发射模块200将数字异常信号由基带信号变成频带信号然后发射；

步骤402：终端发射与接收装置接收并处理所述异常信号：

终端发射与接收装置的射频接收与发射模块101收到经过功率放大/滤波器/低噪放模块100处理后的异常信号并把所述异常信号由频带信号变成基带信号，然后将所述异常信号传到解码模块102，解码模块102对所述异常信号进行解码，然后将所述异常信号传到带USB接口的控制器103，带USB接口的控制器103接到所述异常信号后，终端内报警与控制程序调用WRITEUSB函数将异常信号写到二级缓冲上行循环队列(即IN循环队列)；

所述WRITEUSB函数将异常信号写到二级缓冲上行循环队列的具体过程为：WRITEUSB函数首先判断二级缓冲上行循环队列(即IN循环队列)是否满，不为满则判断自身信号量是否可用，若可用，则向队列中写入一个字节，每写入一字节后向USB任务中的BULKINDATASET(直接写IN循环队列的先进先出寄存器函数)函数发出一个信号量通知此函数此时可以从二级缓冲上行循环队列(即IN循环队列)中读取数据；然后接着重新判断依次逐字节向此循环队列写入数据，直到写完要求数据大小的数据为止；当循环队列满时，先发一个信号量通知BULKINDATASET函数应从队列中取走数据，再复位自身信号量，接着调用等待信号量的函数，直到信号量到时才接着写入，若超时，则向嵌入式操作系统发出超时通知，同时通过向控制包中写入超时状态来向上位机(终端)发出超时信号；

终端内报警与控制程序再调用BULKINDATASET函数将异常信号从二级缓冲上行循环队列读出并写到一级缓冲上行先进先出寄存器，再对嵌入式操作系统信号量做相应处理；

步骤403：终端发射与接收装置将所述异常信号传给终端：

终端内安全与报警程序最后调用READ函数将异常信号从终端发射与接收装置中一级缓冲上行先进先出寄存器内读出并通过USB接口将所述异常信号传到终端内存中去。

所述READ函数的返回值有以下几种情况：

0×10：驱动出错(指终端操作系统的USB驱动程序出错)；

0×20：内存空间不足；

0×30：请求的数据大小为0B；

0×02：终端发射与接收装置发送软超时；

0×08：读取成功。

所述调用READ函数将异常信号传到终端内存的过程具体包括：

终端发预先设置的控制包请求上行传输；然后将终端发射与接收装置中一级缓冲上行先进先出寄存器中的异常信号读到终端内存中来；然后终端再发送一个控制包请求读取终端发射与接收装置的状态；最后调用REQUESTUSB函数来读取终端发射与接收装置发过来的控制包获取本次上行传输的操作状态。

步骤404：终端对所述异常信号进行报警：

终端收到所述异常信号后进行报警，该报警可以是音频报警、震动报警或终端界面文字提示报警。

实施例二

本实施例中，终端通过键盘或屏幕实现对汽车的远程控制。下面结合图5进行详细技术方案的说明。本发明的终端内报警与控制程序在终端上电复位后进入上电态，然后开始初始化，初始化后终端内报警与控制程序进入空闲态等待来自键盘或屏幕的控制信号。

具体包括以下步骤：

步骤500：终端产生对汽车的控制信号：

控制信号可由终端键盘或屏幕产生；当终端键盘或屏幕产生对汽车的控制信号后，终端内报警与控制程序由空闲态进入执行态，准备将所述控制信号发送给汽车；

步骤501：终端将控制信号传到终端发射与接收装置：

终端内报警与控制程序调用WRITE函数将所述控制信号通过USB接口传到终端发射与接收装置内带USB接口的控制器内的一级缓冲下行先进先出寄存器；

所述WRITE函数的返回值有以下几种情况：

0×10：USB驱动程序出错(指终端操作系统的USB驱动程序出错)；

0×20：内存空间不足；

0×30：请求的数据大小为0B；

0×01：终端发射与接收装置读取数据软超时；

0×04：发送成功；

所述调用WRITE函数将控制信号传到终端发射与接收装置的过程具体包括：

终端发预先设置的控制包请求下行传输；然后将控制信号传给终端发射与接收装置中的一级缓冲下行先进先出寄存器中去；然后终端再发送一个控制包请求读取终端发射与接收装置的状态；最后调用REQUESTUSB函数来读取终端发射与接收装置发过来的控制包获取本次下行传输的操作状态。

步骤502：终端发射与接收装置对所述控制信号进行处理并发射：

该处理过程为终端发射与接收装置对所述控制信号进行缓存和编码，具体过程包括：

终端内报警与控制程序调用BULKOUTDATAGET函数将所述控制信号从终端发射与接收装置内带USB接口的控制器内的一级缓冲下行先进先出寄存器内读出并将所述控制信号写到带USB接口的控制器内的二级缓冲下行循环队列(即OUT循环队列)内，再对嵌入式操作系统信号量做相应理；

终端内安全与报警程序调用READUSB函数将所述控制信号从二级缓冲下行循环队列读出：首先判断循环队列是否为空，不为空则判断自身信号量是否可用，若可用，则从队列中读取一字节，每读一字节后向USB任务中的BULKOUTDATAGET函数(直接读取二级缓冲下行循环队列的先进先出寄存器函数)发出一个信号量，通知BULKOUTDATAGET函数队列此时可以向二级缓冲下行循环队列中写入数据，接着重新判断，依次逐字节从二级缓冲下行循环队列中读取数据，直到读完要求数据大小为止。当循环队列为空时，首先发一个信号量，通知BULKOUTDATAGET函数应向本队列中写入数据了，然后复位自身信号量，接着调用等待信号量的函数，直到信号量到时才接着读取。若超时，则向嵌入式操作系统发出超时通知，同时通过向控制包中写入超时状态来向终端发出超时信号；

终端发射与接收装置中带USB接口的控制器103将所述控制信号传到跳码编码模块104对所述控制信号进行编码；

跳码编码模块104将编码后的控制信号传到射频接收与发射模块101，射频接收与发射模块101收到所述控制信号后将基带信号变成频带信号然后将其发射出去，功率放大/滤波/低噪放模块100对射频接收与发射模块101发射出来的频带信号进行相应的处理；

步骤503：汽车发射与接收装置接收所述控制信号并进行相应处理：

汽车发射与接收装置的射频接收与发射模块200接到所述控制信号后

将其由频带信号转换成基带信号然后将其传到跳码解码模块203；跳码解码模块203将收到的控制信号进行解码后将其传到中央处理器202；中央处理器202收到所述控制信号后对控制信号进行响应；具体响应过程为：中央处理器202对所述控制信号进行处理后将所述控制信号通过CAN总线或下游总线协议LIN传给汽车微处理器，汽车微处理器根据所述控制信号对汽车进行相应的控制。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1：一种汽车防盗与控制的系统，其特征在于，包括终端、汽车发射与接收装置、终端发射与接收装置，A/D转换传感器，隐蔽式CCD摄像头和声音采集器，其中：

隐蔽式CCD摄像头和声音采集器，用于采集图像和声音信号；

A/D转换传感器，安装于汽车防盗部位，并将A/D转换传感器接收到的异常信号及所述图像和声音信号经过A/D转换变成数字信号，并将该数字信号传给汽车微处理器进行处理；

所述汽车发射与接收装置，用于将异常信号发射到终端发射与接收装置；或接收来自终端发射与接收装置的控制信号并响应所述控制信号；

所述终端发射与接收装置用于接收所述汽车发射与接收装置发射的异常信号并传输到终端；或将来自终端的控制信号发送给汽车发射与接收装置；终端发射与接收装置包括以下模块：

射频接收与发射模块：发射来自跳码编码模块的终端控制信号，或接收异常信号并将所述异常信号传入解码模块；

解码模块：将射频接收与发射模块接收到的异常信号解码并传入带USB接口的控制器；

跳码编码模块：将来自带USB接口的控制器的控制信号编码并交给射频接收与发射模块准备发射；

带USB接口的控制器：接收来自解码模块解码后的异常信号并将所述异常信号通过终端USB接口传入终端，或者将来自终端的控制信号传给跳码编码模块；

功率放大/滤波/低噪放模块：对射频接收与发射模块发出的信号或射频接收与发射模块将要接收的模块进行线性化处理和滤波处理；

所述终端用于接收所述终端发射与接收装置传来的异常信号并报警；或产生控制信号并发送给终端发射与接收装置。

2：如权利要求1所述的系统，其特征在于，在该系统中，汽车发射与接收装置通过CAN总线或下游总线协议LIN与汽车电子控制系统连接。

3：如权利要求1所述的系统，其特征在于，汽车发射与接收装置包括以下模块：

射频接收与发射模块：用于发射异常信号或接收来自终端的控制信号；

跳码解码模块：对射频接收与发射模块接收到的控制信号进行解码并传入中央处理器；

编码模块：将经过中央处理器处理过的异常信号进行编码然后传给射频接收与发射模块准备发射；

中央处理器：对来自汽车微处理器的异常信号进行处理并传给编码模块，或对来自跳码解码模块的控制信号进行响应。

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