一种汽车门锁状态识别装置及识别方法与流程

本发明涉及汽车安全防盗领域，特别涉及一种汽车门锁状态识别装置及识别方法。

背景技术：

目前，在汽车的防盗技术中，需要在汽车锁车后使汽车进入布防状态，在汽车门锁打开后需要进入撤防状态，在这种技术中，需要对汽车的门锁状态进行检测，判断汽车门锁是开启状态还是关闭状态，常规的做法是修改原汽车电路，用直接连线的方式将检测装置与汽车车锁开关相连接，来判断汽车的车锁状态。但是这种方法需要对汽车进行重新改动接线，存在安全隐患并且安装起来也很麻烦。

汽车常配的obd接口中含有直接从汽车电池来的电源端子，通过obd插口可以直接检测到汽车电池端的电压波形，采用检测汽车电源波形的方法来判断汽车门锁的开关状态，简单方便，不用对汽车进行改动，只需将检测装置与obd接口连接即可以实现对汽车门锁状态的识别。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种汽车门锁状态识别装置及识别方法，采用检测汽车电源波形的方法来判断汽车门锁的开关状态，简单方便，不用对汽车进行改动，只需将所述装置与obd接口连接即可以实现对汽车门锁状态的识别。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种汽车门锁状态识别装置，包括单片机控制电路、电压波形检测电路、电源管理电路、gprs通信电路和语音播放电路。

所述的单片机控制电路连接电压波形检测电路、gprs通信电路和语音播放电路，电压波形检测电路输入端通过汽车obd接口连接汽车电源两端，检测汽车电源电压的跌落波形，单片机控制电路通过电压波形检测电路接收检测到的电源电压跌落波形，通过电源电压跌落波形对比判断汽车门锁是开启状态还是关闭状态，并通过gprs通信电路把门锁的状态信息发送至云平台服务器，通过语音播放电路进行语音播报。

所述的单片机控制电路还通过gprs通信电路中内置的sim卡向车主发送门锁状态短信通知。

所述的单片机控制电路中的单片机优选型号为：stm32f103t8u6，其通过第32号引脚连接电压波形检测电路的dy输出端，接收由电压波形检测电路检测到的电源电压跌落波形信号，通过第14、20-22号引脚连接gprs通信电路，通过第33号引脚连接语音播放电路。

所述的gprs通信电路优选芯片型号为sim808，为gprs+bt_gps组合芯片，其通过第8、9、14-16号引脚与单片机控制电路连接，通过第29-32号引脚与sim卡电路连接，通过第66号引脚与gsm天线相连接，通过第35号引脚与gps天线相连接。

所述的电压波形检测电路的输入端vcc和gnd分别连接汽车电源两端，检测汽车电源电压的跌落波形，检测的信号通过运算放大器u6a和u6b进行放大，通过电容c23和c25进行滤波，通过电阻r26进行限流匹配，最后通过输出端dy连接单片机控制电路，将信号发送至单片机。

一种汽车门锁状态识别方法，包括以下步骤：

步骤一、首先在初次使用时，需要分别检测汽车门锁在开启和关闭两种不同状态时的电源的两种不同电压跌落波形，并将这两种电压跌落波形进行保存。

步骤二、正常使用时，在汽车门锁开启或关闭时，单片机控制电路通过电压波形检测电路进行电压跌落波形的检测。

步骤三、将检测到的电源电压跌落波形与已保存的波形数据进行比较，

进一步地，在进行两种波形比较时，采用计算波形拟合度相关系数的方法：

1)按计算机离散点取和近似积分的方法计算两种对比波形的三种积分值：

其中x为第一种波形的波形曲线即时值，y为第二种波形的波形曲线即时值；

2)计算相关系数：

pxy数值在0-1之间，pxy数值越接近1表示两种波形的相似度越大，pxy数值越接近0表示两种波形的相似度越小。

步骤四、判断波形的相似度，当检测到的波形与已保存的门锁开启时的波形相似度大时，即判断当前门锁状态为开启状态，当检测到的波形与已保存的门锁关闭时的波形相似度大时，即判断当前门锁状态为关闭状态。

步骤五、当门锁被判断为开启状态时，进行语音播报：“已撤防”，当门锁被判断为关闭状态时，进行语音播报：“已布防”。

步骤六、将汽车门锁状态信息通过gprs发送至云平台服务器，最终由云平台服务器发至用户手机app客户端，同时gprs内置的sim卡还把汽车门锁状态信息通过短信形式发送至用户手机，当用户手机收不到app推送的信息时，通过短信方式也能对用户进行通知。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的汽车门锁状态识别装置通过采用检测汽车电源波形的方法来判断汽车门锁的开关状态，简单方便，不用对汽车进行改动，只需将所述装置与obd接口连接即可以实现对汽车门锁状态的识别。

2、本发明的汽车门锁状态识别装置采用gprs通信方式通过云平台以app推送方式和gprs模块内置的sim卡发送短信方式把汽车门锁状态信息发送给车主手机，当车主手机app没有打开时也能收到汽车门锁状态信息，保证了信息传递的及时。

3、本发明的汽车门锁状态识别装置检测的电源电压波形选取的是obd接口上的电源端子，此端子直接与汽车电池相连，不受其它因素干扰，检测的波形准确性高。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的电路结构框图；

图3是本发明的单片机控制电路原理图；

图4是本发明的gprs通信电路原理图；

图5是本发明的gprs通信电路中的sim卡电路原理图；

图6是本发明的电压波形检测电路原理图；

图7是本发明的语音播放电路原理图；

图8是本发明的电源管理电路原理图1；

图9是本发明的电源管理电路原理图2。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1、2所示，一种汽车门锁状态识别装置，包括单片机控制电路、电压波形检测电路、电源管理电路、gprs通信电路和语音播放电路。

所述的单片机控制电路连接电压波形检测电路、gprs通信电路和语音播放电路，电压波形检测电路输入端通过汽车obd接口连接汽车电源两端，检测汽车电源电压的跌落波形，单片机控制电路通过电压波形检测电路接收检测到的电源电压跌落波形，通过电源电压跌落波形对比判断汽车门锁是开启状态还是关闭状态，并通过gprs通信电路把门锁的状态信息发送至云平台服务器，通过语音播放电路进行语音播报。

所述的单片机控制电路还通过gprs通信电路中内置的sim卡向车主发送门锁状态短信通知。

如图3所示，所述的单片机控制电路中的单片机优选型号为：stm32f103t8u6，其通过第32号引脚连接电压波形检测电路的dy输出端，接收由电压波形检测电路检测到的电源电压跌落波形信号，通过第14、20-22号引脚连接gprs通信电路，通过第33号引脚连接语音播放电路。

所述的单片机的第25号管脚和第28号管脚连接外部编程口，用于单片机开发人员的编程使用。单片机的第2、3号管脚连接晶振电路，为单片机提供时钟。

如图4所示，所述的gprs通信电路优选芯片型号为sim808，为gprs+bt_gps组合芯片，其通过第8、9、14-16号引脚与单片机控制电路连接，通过第29-32号引脚与sim卡电路连接，通过第66号引脚与gsm天线相连接，通过第35号引脚与gps天线相连接。

图5为所述的gprs通信电路中的sim卡电路原理图，型号为sim6的sim卡第1-6号管脚与gprs通信电路的sim808芯片相连接，单片机通过sim808gprs通信芯片从sim卡中读取和保存信息。

如图6所示，所述的电压波形检测电路的输入端vcc和gnd分别连接汽车电源两端，检测汽车电源电压的跌落波形，检测的信号通过运算放大器u6a和u6b进行放大，通过电容c23和c25进行滤波，通过电阻r26进行限流匹配，最后通过输出端dy连接单片机控制电路，将信号发送至单片机。

如图7所示，语音芯片u3通过第3号引脚连接单片机的33号引脚yin端，接收单片机的控制信息，通过第4、5号引脚连接喇叭，提示语音信息，当门锁被判断为开启状态时，进行语音播报：“已撤防”，当门锁被判断为关闭状态时，进行语音播报：“已布防”。

如图8、9所示，所述的电源管理电路包括3.3v电源电路和4.2v电源电路，其中，3.3v电源电路优选稳压芯片型号为pam3101-3.3，4.2v电源电路优选稳压芯片型号为tps54332，3.3v电源为单片机控制电路供电，4.2v电源为电压波形检测电路、gprs通信电路和语音播放电路供电。

所述的3.3v稳压芯片max1615为线性稳压芯片，4.2v稳压芯片tps54332为dc-dc开关型稳压芯片，能够为gprs通信模块提供大功率电源。

一种汽车门锁状态识别方法，包括以下步骤：

步骤一、首先在初次使用时，需要分别检测汽车门锁在开启和关闭两种不同状态时的电源的两种不同电压跌落波形，并将这两种电压跌落波形进行保存。

步骤二、正常使用时，在汽车门锁开启或关闭时，单片机控制电路通过电压波形检测电路进行电压跌落波形的检测。

步骤三、将检测到的电源电压跌落波形与已保存的波形数据进行比较，

进一步地，在进行两种波形比较时，采用计算波形拟合度相关系数的方法：

1)按计算机离散点取和近似积分的方法计算两种对比波形的三种积分值：

其中x为第一种波形的波形曲线即时值，y为第二种波形的波形曲线即时值

2)计算相关系数：

pxy数值在0-1之间，pxy数值越接近1表示两种波形的相似度越大，pxy数值越接近0表示两种波形的相似度越小。

步骤四、判断波形的相似度，当检测到的波形与已保存的门锁开启时的波形相似度大时，即判断当前门锁状态为开启状态，当检测到的波形与已保存的门锁关闭时的波形相似度大时，即判断当前门锁状态为关闭状态。

步骤五、当门锁被判断为开启状态时，进行语音播报：“已撤防”，当门锁被判断为关闭状态时，进行语音播报：“已布防”。

步骤六、将汽车门锁状态信息通过gprs发送至云平台服务器，最终由云平台服务器发至用户手机app客户端，同时gprs内置的sim卡还把汽车门锁状态信息通过短信形式发送至用户手机，当用户手机收不到app推送的信息时，通过短信方式也能对用户进行通知。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。