基于車聯網的安全系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于車聯網的安全系統，該系統采用了傳感器技術實時采集車輛狀態信息和運動軌跡，利用4G網絡傳輸模塊對車輛狀態信息向用戶進行傳輸，提高了車輛的安全性和和報警的及時性。
【專利說明】
基于車聯網的安全系統
所屬技術領域
[0001]本發明涉及一種基于車聯網的安全系統。
【背景技術】
[0002]物聯網1T概念的提出，加快了社會的信息化和網絡化進程。車聯網作為物聯網的典型應用，利用車載電子傳感裝置，通過網絡完成信息交換，使車與路、車與車、車與人之間的信息互聯互通，對車輛和交通狀況進行有效的智能監控。車聯網明確了車、路、城市與人的互聯互通，尤其應用于消防滅火搶險救援車輛管理上，促進了管理智能化、出警精準化和消防信息技術產業向更加現代化、網絡化和智能化的方向發展。區別于傳統的智能交通系統ITS，車聯網更注重車與車、車與人之間的交互通信，通過提取更多車輛行駛參數和系統數據來保障車輛行駛安全、規避道路擁塞、提高車輛間協同作戰水平。
[0003]汽車安全系統，是車載信息系統的一個重要組成部分，為汽車的安全提供重要的保障。目前，汽車監控器的原理主要分為如下三類:短程監控和無線遠程監控和GPS定位監控。常用的近距離聲音監控器一般通過振動傳感器感知被保護物體(如汽車或保險箱)的異常振動，然后驅動大功率聲音報警。該監控方式缺點是監控距離短、對環境產生噪音污染、誤報率高、監控器易被拆卸或遭破壞。普通無線監控器則是利用專有的無線電頻率進行信息的監控，具有傳輸距離短、易受障礙物干擾等缺點。GPS定位報警器利用現代電子信息技術、航天技術和網絡技術，實現汽車與車主的實時信息反饋，也具有存在“盲區”，費用較高等缺陷。
[0004]隨著電子信息技術的飛速發展，傳感器技術、車載網絡、數據通訊、計算機處理技術和智能控制技術等被廣泛應用于汽車安全系統中，汽車安全系統產品向高度智能化、功能多樣化、終端移動化方向發展。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種基于車聯網的安全系統，該系統采用了傳感器技術實時采集車輛狀態信息和運動軌跡，利用4G網絡傳輸模塊對車輛狀態信息向用戶進行傳輸，提高了車輛的安全性和和報警的及時性。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種基于車聯網的安全系統，該系統包括:
[0007]多個傳感器單元，分別進行環境檢測并產生對應的傳感器數據；
[0008]微處理器，電連接該多個傳感器單元，判斷是否有任一該傳感器數據為異常傳感器數據；
[0009]存儲模塊，電連接該微處理器，用于儲存傳感器數據以及其他數據；
[0010]揚聲器，電連接該微處理器，于任一該傳感器數據被判斷為該異常傳感器數據時發出對應的警報；
[0011]北斗定位模塊，電連接該微處理器，用于實時將車輛位置信息傳輸給該微處理器，及
[0012]4G無線數據發送模塊，電性連接該微處理器，于任一該傳感器數據為判斷為該異常傳感器數據且該微處理器判斷需通知手機遠程監控終端，對外傳輸該位置信息及傳感器數據；
[0013]手機遠程監控終端包括:4G無線數據接收模塊、車輛狀況識別模塊、顯示及報警模塊和控制模塊;所述4G無線數據接收模塊，接收所述4G無線數據發送模塊發送的車輛數據；控制模塊用于對手機遠程監控終端中各模塊進行協調控制。
[0014]優選的，所述多個傳感器單元至少包括:重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元，該重力傳感器單元偵測車輛與地心之間的重力變化，該震動傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊所產生的震動，該傾斜傳感器單元偵測車輛受到撞擊后相對地面的角度變化，而該三維角速度傳感器單元則是偵測車輛受到搬動、撞擊后的角度及方向變化，該位移傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊、偷竊后的位移變化量。
[0015]優選的，所述存儲模塊可用于存儲所述重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元所偵測車輛的任何變化并產生測量數據。
[0016]優選的，所述4G無線數據發送模塊包括:
[0017]數據發送確定單元，用于確定發送格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據的發送協議；
[0018]數據發送單元，用于基于所述數據發送確定單元確定的所述發送協議將格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據發送至所述手機遠程監控終端。
[0019]優選的，所述數據發送確定單元包括:
[0020]解析子單元，用于解析所述數據采集指令;其中，所述數據采集指令中還包含所述發送協議；
[0021]獲取子單元，用于在所述解析子單元解析所述數據采集指令之后，獲取并確定所述發送協議；
[0022]發送確定子單元，用于確定所述數據處理及傳輸平臺中默認的或者選定的發送協議為所述發送協議。
[0023]優選的，所述傳感器單元還包括方向傳感器和加速度傳感器，用于測量車輛運動時的方位信息和加速度信息，并用于形成車輛的運動軌跡。
[0024]優選的，形成車輛的運動軌跡方式如下:
[0025]設定至少一個固定物體作為位置參考點，通過4G無線數據發送模塊將位置參考點的位置信息傳遞給手機遠程監控終端；
[0026]用安裝方向傳感器和加速度傳感器測量被車輛運動時的方位信息和加速度信息；
[0027]以所述當前的運動參考點的位置信息作為計算的起點，用所述車輛運動時的方位值和加速度值并結合車輛當前的運動參考點計算車輛的運動軌跡，并將所述車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中；
[0028]當車輛經過所述位置參考點時，通過4G無線數據發送模塊將所述位置參考點的位置信息傳遞到手機遠程監控終端中對所述車輛的運動軌跡進行修正，得到經過修正后的被車輛的運動軌跡，并將所述被車輛的經過修正后的車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中，將所述位置參考點設定為車輛當前的運動參考點；
[0029]多個車輛的運動參考點形成所述被監控對象的運動軌跡。
[0030]優選的，所述基于車聯網的安全系統還包括:主電源和備用電源，其中該主電源會與車輛上車載電源進行電性連結，當車輛上的車載電源或是主電源被而切斷后，基于車聯網的安全系統啟動備用電源供電。
[0031]本發明具有以下優點和有益效果:(I)傳感器技術實時采集車輛狀態信息和運動軌跡，使得車輛時刻處于監控中，極大提高了車輛的安全性；(2)采用4G無線傳輸技術，使得用戶可通過手機遠程監控終端快速實施的獲知車輛的狀態，提升了用戶體驗；(3)系統利用GPS定位和傳感器技術相結合，在車輛丟失的情況下，可快速準確可靠的獲知車輛的位置；
(4)平臺采用即時安全通信方式進行數據交換，可以保證數據傳輸的安全性，防止車輛信息泄露。
【附圖說明】
[0032]圖1示出了本發明的基于車聯網的安全系統的框圖以及與其配合使用的手機遠程終端的框圖。
[0033]圖2示出了本發明的基于車聯網的安全系統處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]圖1是示出了基于車聯網的安全系統I的框圖以及與其配合使用的手機遠程終端2的框圖。
[0035]其中，基于車聯網的安全系統I包括:多個傳感器單元11，分別進行環境檢測并產生對應的傳感器數據;微處理器13，電連接該多個傳感器單元11，判斷是否有任一該傳感器數據為異常傳感器數據;存儲模塊14，電連接該微處理器13，用于儲存傳感器數據以及其他數據;揚聲器15，電連接該微處理器13，于任一該傳感器數據被判斷為該異常傳感器數據時發出對應的警報;北斗定位模塊12，電連接該微處理器13，用于實時將車輛位置信息傳輸給該微處理器13，及4G無線數據發送模塊16，電性連接該微處理器13，于任一該傳感器數據為判斷為該異常傳感器數據且該微處理器判斷需通知手機遠程監控終端，對外傳輸該位置信息及傳感器數據。
[0036]所述基于車聯網的安全系統I還包括:主電源和備用電源，其中該主電源會與車輛上車載電源進行電性連結，當車輛上的車載電源或是主電源被而切斷后，基于車聯網的安全系統啟動備用電源供電。
[0037]手機遠程監控終端2包括:4G無線數據接收模塊21、車輛狀況識別模塊22、顯示及報警模塊22和控制模塊23;所述4G無線數據接收模塊21，接收所述4G無線數據發送模塊16發送的車輛數據;控制模塊24用于對手機遠程監控終端2中各模塊進行協調控制。
[0038]所述多個傳感器單元11至少包括:重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元，該重力傳感器單元偵測車輛與地心之間的重力變化，該震動傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊所產生的震動，該傾斜傳感器單元偵測車輛受到撞擊后相對地面的角度變化，而該三維角速度傳感器單元則是偵測車輛受到搬動、撞擊后的角度及方向變化，該位移傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊、偷竊后的位移變化量。
[0039]所述存儲模塊14可用于存儲所述重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元所偵測車輛的任何變化并產生測量數據。
[0040]所述4G無線數據發送模塊16包括:
[0041]數據發送確定單元，用于確定發送格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據的發送協議；
[0042]數據發送單元，用于基于所述數據發送確定單元確定的所述發送協議將格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據發送至所述手機遠程監控終端。
[0043]所述數據發送確定單元包括:
[0044]解析子單元，用于解析所述數據采集指令;其中，所述數據采集指令中還包含所述發送協議；
[0045]獲取子單元，用于在所述解析子單元解析所述數據采集指令之后，獲取并確定所述發送協議；
[0046]發送確定子單元，用于確定所述數據處理及傳輸平臺中默認的或者選定的發送協議為所述發送協議。
[0047]所述傳感器單元還包括方向傳感器和加速度傳感器，用于測量車輛運動時的方位信息和加速度信息，并用于形成車輛的運動軌跡。
[0048]形成車輛的運動軌跡方式如下:
[0049]設定至少一個固定物體作為位置參考點，通過4G無線數據發送模塊將位置參考點的位置信息傳遞給手機遠程監控終端；
[0050]用安裝方向傳感器和加速度傳感器測量被車輛運動時的方位信息和加速度信息；
[0051]以所述當前的運動參考點的位置信息作為計算的起點，用所述車輛運動時的方位值和加速度值并結合車輛當前的運動參考點計算車輛的運動軌跡，并將所述車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中；
[0052]當車輛經過所述位置參考點時，通過4G無線數據發送模塊將所述位置參考點的位置信息傳遞到手機遠程監控終端中對所述車輛的運動軌跡進行修正，得到經過修正后的被車輛的運動軌跡，并將所述被車輛的經過修正后的車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中，將所述位置參考點設定為車輛當前的運動參考點；
[0053]多個車輛的運動參考點形成所述被監控對象的運動軌跡。
[0054]圖2示出了利用本發明的基于車聯網的安全系統進行定位分析的流程圖。該方法具體包括如下步驟:
[0055]S1.多個傳感器單元實時采集相關數據，北斗定位模塊實時采集車輛位置信息數據；
[0056]S2.存儲模塊存儲傳感器數據和位置信息數據，微處理器實時處理和分析傳感器數據和位置信息數據；
[0057]S3.微處理器發現傳感器數據和/或位置信息數據異常后，通過揚聲器發出警報聲，并將相應數據發送給手機遠程監控終端；
[0058]S4.手機遠程監控終端接收數據，并對數據進行識別；
[0059]S5.將數據識別結果在顯示終端上顯示，并對異常情況對用戶進行報警。
[0060]優選的，在步驟SI中至少包括基于方向傳感器和加速度傳感器，采集車輛運動時的方位信息數據和加速度信息數據的步驟。
[0061]優選的，在步驟S2中，至少包括基于車輛運動時的方位信息數據和加速度信息數據，生成車輛的運動軌跡數據的步驟。
[0062]優選的，在步驟S3中，至少包括將所述車輛的運動軌跡數據發送給手機遠程監控終端的步驟。
[0063]優選的，在所述步驟S3中還包括:檢測與手機遠程監控終端的通訊連接是否正常的步驟；當檢測到與手機遠程監控終端的通訊連接異常時，發出啟動運動軌跡記錄指令，由基于車聯網的安全系統的存儲模塊記錄運動軌跡。
[0064]優選的，在所述步驟S3中，還包括如下步驟:故障恢復后，接收手機遠程監控終端發出的運動軌跡上傳指令;根據所述運動軌跡上傳指令，將故障時間段內的運動軌跡數據上傳至所述手機遠程監控終端。根據所述運動軌跡上傳指令，將故障時間段內存儲模塊中所存儲的運動軌跡數據上傳至所述手機遠程監控終端，這樣即便是基于車聯網的安全系統與手機遠程監控終端斷開連接(所述基于車聯網的安全系統被干擾或者屏蔽信號)時，手機遠程監控終端依然能夠獲得車輛的正確軌跡信息，能夠保證車輛的安全性，若在手機遠程監控終端與手機遠程監控終端斷開連接期間，被車輛丟失(如被盜等)，用戶仍然可以獲得車輛的軌跡信息，對于追蹤車輛有較大的幫助。
[0065]優選的，生成運動軌跡數據的具體流程如下:
[0066]設定至少一個固定物體作為位置參考點，通過4G無線數據發送模塊將位置參考點的位置信息傳遞給手機遠程監控終端；
[0067]用安裝方向傳感器和加速度傳感器測量被車輛運動時的方位信息和加速度信息；
[0068]以所述當前的運動參考點的位置信息作為計算的起點，用所述車輛運動時的方位值和加速度值并結合車輛當前的運動參考點計算車輛的運動軌跡，并將所述車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中；
[0069]當車輛經過所述位置參考點時，通過4G無線數據發送模塊將所述位置參考點的位置信息傳遞到手機遠程監控終端中對所述車輛的運動軌跡進行修正，得到經過修正后的被車輛的運動軌跡，并將所述被車輛的經過修正后的車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中，將所述位置參考點設定為車輛當前的運動參考點；
[0070]多個車輛的運動參考點形成所述被監控對象的運動軌跡。
[0071 ]在步驟S4中，手機遠程監控終端接收數據的流程如下:
[0072]S41.手機遠程監控終端的4G無線數據模塊的接收器接收車載終端4G無線數據發送模塊發射器發送的數據；
[0073]S42.手機遠程監控終端的4G無線數據模塊的分發器將步驟S41中接收到的數據發送至手機遠程監控終端的4G無線數據模塊的數據生成器；
[0074]S43.分發器計算每秒分發數據的速率，并將該分發速率值傳遞給手機遠程監控終端的4G無線數據模塊的自適應控制器；
[0075]S44.手機遠程監控終端的4G無線數據模塊的流控器將自適應控制器產生的自適應值發送給手機遠程監控終端的控制模塊的頻控器。
[0076]優選的，所述基于車聯網的安全系統還包括主電源和備用電源，其中該主電源會與車輛上車載電源進行電性連結，在所述步驟Si中，如果在傳感器單元數據采集時，當車輛上的車載電源或是主電源被而切斷后，基于車聯網的安全系統啟動備用電源供電，繼續保證傳感器單元的正常數據采集。
[0077]優選的，在步驟S3和S4中，基于車聯網的安全系統和手機遠程監控終端的數據傳輸采用即時加密通信，即時加密通信前，基于車聯網的安全系統臨時產生會話密鑰WK;手機遠程監控終端獲取基于車聯網的安全系統的身份公鑰和密鑰協商基本公鑰，然后和手機遠程監控終端組成公私鑰對來協商計算父滾動代表初始密鑰~_0:，具體過程如下:
[0078]將1'_5以/1'_?以、剛_5防/剛_?1?，通過橢圓曲線點乘算法，計算基于車聯網的安全系統的密鑰協商第一部分Partl ；
[0079]基于車聯網的安全系統基于車聯網的安全系統密鑰協商第一部分Partl=DPsm2(Tska，NBpkb)；
[0080]將NB_SKA/NB_PKA、T_SKB/T_PKB，通過橢圓曲線點乘算法，計算基于車聯網的安全系統的密鑰協商第二部分Part2;
[0081 ] 基于車聯網的安全系統密鑰協商第二部分Part2 = DPSM2(NBSKA，TPKB)；
[0082 ] 將NB_SKA/NB_PKA、NB_SKB/NB_PKB，通過橢圓曲線點乘算法，計算基于車聯網的安全系統算發送方的密鑰協商第三部分Part3;
[0083]基于車聯網的安全系統密鑰協商第三部分Part3 = DPsm2 (NBska，NBpkb)；
[0084]將基于車聯網的安全系統密鑰協商第一部分Partl、基于車聯網的安全系統密鑰協商第二部分Part2、基于車聯網的安全系統密鑰協商第三部分Part3連接成基于車聯網的安全系統密鑰分量KM;
[0085]基于車聯網的安全系統密鑰分量KM = Partl | Part2 Part3)；
[0086]將基于車聯網的安全系統密鑰分量KM和第一字符串用SM3算法壓縮成256bit的基于車聯網的安全系統的父滾動代表初始密鑰~_0:;
[0087]初始密鑰1^_0:=肥]\0(1(]\1| I第一字符串)
[0088]根據橢圓曲線點乘算法特點，通過該計算過程，基于車聯網的安全系統密鑰和手機遠程監控終端雙方計算出一致的父滾動代表初始密鑰N_CC。
[0089]如上所述，雖然根據實施例所限定的實施例和附圖進行了說明，但對本技術領域具有一般知識的技術人員來說能從上述的記載中進行各種修改和變形。例如，根據與說明的技術中所說明的方法相不同的順序來進行，和/或根據與說明的系統、結構、裝置、電路等構成要素所說明的方法相不同的形態進行結合或組合，或根據其他構成要素或均等物進行替換或置換也可達成適當的效果。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于車聯網的安全系統，該系統包括: 多個傳感器單元，分別進行環境檢測并產生對應的傳感器數據； 微處理器，電連接該多個傳感器單元，判斷是否有任一該傳感器數據為異常傳感器數據； 存儲模塊，電連接該微處理器，用于儲存傳感器數據以及其他數據； 揚聲器，電連接該微處理器，于任一該傳感器數據被判斷為該異常傳感器數據時發出對應的警報； 北斗定位模塊，電連接該微處理器，用于實時將車輛位置信息傳輸給該微處理器，及 4G無線數據發送模塊，電性連接該微處理器，于任一該傳感器數據為判斷為該異常傳感器數據且該微處理器判斷需通知手機遠程監控終端，對外傳輸該位置信息及傳感器數據； 手機遠程監控終端包括:4G無線數據接收模塊、車輛狀況識別模塊、顯示及報警模塊和控制模塊;所述4G無線數據接收模塊，接收所述4G無線數據發送模塊發送的車輛數據;控制模塊用于對手機遠程監控終端中各模塊進行協調控制。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述多個傳感器單元至少包括:重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元，該重力傳感器單元偵測車輛與地心之間的重力變化，該震動傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊所產生的震動，該傾斜傳感器單元偵測車輛受到撞擊后相對地面的角度變化，而該三維角速度傳感器單元則是偵測車輛受到搬動、撞擊后的角度及方向變化，該位移傳感器單元則是偵測車輛受到撞擊、偷竊后的位移變化量。3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述存儲模塊可用于存儲所述重力傳感器單元、震動傳感器單元、傾斜傳感器單元、三維角速度傳感器單元及位移傳感器單元所偵測車輛的任何變化并產生測量數據。4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述4G無線數據發送模塊包括: 數據發送確定單元，用于確定發送格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據的發送協議； 數據發送單元，用于基于所述數據發送確定單元確定的所述發送協議將格式化處理后的所述待處理異常傳感器數據發送至所述手機遠程監控終端。5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述數據發送確定單元包括: 解析子單元，用于解析所述數據采集指令;其中，所述數據采集指令中還包含所述發送協議； 獲取子單元，用于在所述解析子單元解析所述數據采集指令之后，獲取并確定所述發送協議； 發送確定子單元，用于確定所述數據處理及傳輸平臺中默認的或者選定的發送協議為所述發送協議。6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述傳感器單元還包括方向傳感器和加速度傳感器，用于測量車輛運動時的方位信息和加速度信息，并用于形成車輛的運動軌跡。7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，形成車輛的運動軌跡方式如下: 設定至少一個固定物體作為位置參考點，通過4G無線數據發送模塊將位置參考點的位置信息傳遞給手機遠程監控終端； 用安裝方向傳感器和加速度傳感器測量被車輛運動時的方位信息和加速度信息； 以所述當前的運動參考點的位置信息作為計算的起點，用所述車輛運動時的方位值和加速度值并結合車輛當前的運動參考點計算車輛的運動軌跡，并將所述車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中； 當車輛經過所述位置參考點時，通過4G無線數據發送模塊將所述位置參考點的位置信息傳遞到手機遠程監控終端中對所述車輛的運動軌跡進行修正，得到經過修正后的被車輛的運動軌跡，并將所述被車輛的經過修正后的車輛的運動軌跡存儲在手機遠程監控終端中，將所述位置參考點設定為車輛當前的運動參考點； 多個車輛的運動參考點形成所述被監控對象的運動軌跡。8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，，所述基于車聯網的安全系統還包括:主電源和備用電源，其中該主電源會與車輛上車載電源進行電性連結，當車輛上的車載電源或是主電源被而切斷后，基于車聯網的安全系統啟動備用電源供電。
【文檔編號】H04L29/08GK106043228SQ201610343364
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】侯廷發
【申請人】成都景博信息技術有限公司