专利名称：具自动追踪防盗的电子装置与自动追踪防盗的方法
技术领域：
本发明是有关于一种追踪防盗的装置与方法，且特别是有关于一种以指纹来作为是否能使用电子装置的依据的具自动追踪防盗的电子装置与自动追踪防盗的方法。
背景技术：
全球卫星定位系统(Global Position System，GPS)应用于导航定位是一全新的概念，利用此一太空时代的科技，任何人都可轻易地得到正确的位置、速度及时间。GPS原仅供作军事用途，现已开放供民间使用，因此在生活应用上便产生了一些革命性的变化，例如，移动中的车船能确切的透过GPS而定出目的地到达时间及路径；救护车更能紧急有效执行救护任务；汽车驾驶者能透过电子地图而知道目前所在位置及该往何处的目的地；由于具有精确的三度立体空间定位功能，可应用于飞机导航及机场塔台避免碰撞系统的规划及非常精确的零视觉。
目前GPS现在也渐渐应用于如手持式掌上型电脑(Handheld PC，简称HPC)、智能移动电话(Smart Phone)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)、口袋电脑(Pocket PC)等等。而这些移动装置的价格动辄数万元，一旦遗失时，其金钱上的损失实在不少，不仅让使用者心痛，而里面所储存的资料也会随之不见，因而将造成使用者莫大的损失。
发明内容本发明的目的就是在提供一种具自动追踪防盗的电子装置，其为当发现到电子装置遭受到非法入侵时，即发出警报信号与点位资料。
本发明的再一目的是提供一种自动追踪防盗的方法，其对所扫瞄的指纹图案作比对，并于与预设指纹图案不符合时，发出警报信号与点位资料。
本发明提出一种具自动追踪防盗的电子装置，此电子装置包括指纹辨识单元、全球定位系统模块、中央处理单元、全球移动通信系统模块与输出接口。上述的指纹辨识单元扫瞄一图案，并输出此图案。上述的全球定位系统模块，自全球定位卫星接收卫星定位信号，并转换成电子装置的点位资料后输出。上述的中央处理单元包括一内存，此内存储存有至少一预设图案，中央处理单元则比较图案与预设图案，并于图案与预设图案相异时，输出非法入侵信号，且致能全球定位系统模块，以接收点位资料。上述的全球移动通信系统模块为将非法入侵信号与点位资料转换为短信息后输出。上述的输出接口为接收及根据非法入侵信号而发出警报信号。
依照本发明的较佳实施例所述，全球定位系统模块包括GPS接收器与GPS资料转换接口。上述的GPS接收器为接收及输出卫星定位信号。上述的GPS资料转换接口为接收及对卫星定位信号作转换，以输出点位资料。
依照本发明的较佳实施例所述，全球移动通信系统模块包括GSM资料转换接口与GSM调制解调器。上述的GSM资料转换接口为接收及将非法入侵信号与点位资料转换为短信息。上述的GSM调制解调器为接收及输出短信息。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的电子装置更包括一GPS资料回报控制器，此GPS资料回报控制器接收及分析该点位资料，以将分析点位资料所得到的GPS详细资料输出至中央处理单元。其中GPS详细资料包括方向、速度与接收日期至少其中之一。
依照本发明的较佳实施例所述，上述的输出接口包括警报器或警示灯，其当接收到非法入侵信号，发出警报信号。
本发明再提出一种自动追踪防盗的方法，适用于一电子装置，且电子装置至少包括全球定位系统模块与全球移动通信系统模块。此方法包括首先扫瞄一图案，并提供预设图案。其次，判断图案与预设图案是否相符。接着，当判断得知图案相异于预设图案时，则产生及输出非法入侵信号。然后，致能全球定位系统模块，并得到点位资料。接着，则将非法入侵信号与点位资料转换为短信息后以全球移动通信系统模块输出，而且根据非法入侵信号而输出警报信号。
本发明因采用以指纹来作为是否能使用电子装置的依据，因此当电子装置判断出所扫瞄到的指纹图案与预设指纹图案不同时，即以短信息方式发出非法入侵与电子装置所在的位置，以使电子装置所有人目前该电子装置已遭受入侵。
为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下
图1A绘示依照本发明一较佳实施例的一种具自动追踪防盗的电子装置的电路方块图。
图1B绘示依照本发明一较佳实施例的一种自动追踪防盗的方法的步骤流程图。
图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种具自动追踪防盗的电子装置的指纹辨识单元的结构示意图。
图3绘示依照本发明一较佳实施例的一种继电器电路的电路图。
图4绘示依照本发明一较佳实施例的一种模拟数字辨别器的电路图。
图5绘示依照本发明一较佳实施例的一种光组侦测警示器的电路图。
图6绘示依照本发明一较佳实施例的一种光遮断器电路的电路图。
图7绘示依照本发明一较佳实施例的一种短信息框架构示意图。
图8绘示依照本发明一较佳实施例的一种电源供应器的电路图。
图9绘示依照本发明一较佳实施例的一种外接稳压电路的电路图。
具体实施方式目前以PDA(Personal Digital Assistant，简称PDA)电话或可插入或内建GSM调制解调器卡的手持式移动电话作以实施方式，并嵌入光学元件「指纹辨识单元」模块，以光学元件扫瞄图像，经由中央处理单元精密运算图像与利用一些如指纹密码库记录的资料作比对。
在预警系统方面，将利用一些如随身密码库，以「指纹」存取开关程序或应用程序和市面上的感应开关水银倾测开关，当遇有不正常或非指纹密码库记录的资料入侵时，将致能警报声、警示灯(LCD)，并同时利用GPS监控电子装置的点位数据资料送控制中心。
即是运用GPS提供的点位资料，将设计出一个移动台，其具有将接收到的点位资料回传给控制台的功能，用以显示出移动台所在的位置。每15分钟一个平滑资料，然后将资料传送至主控站。主控站即整合各监视站的资料计算卫星星历、卫星时钟改正量及电离层改正系数等作运算，并将所得结果汇集成导航信息传递到地面天线处，再由地面天线传送到各卫星上，以更新卫星内的资料。
请参照图1A，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种具自动追踪防盗的电子装置的电路方块图。此电子装置100是利用GSM系统，其可传送短信息服务(Short Message Service，简称SMS)的功能，以自动回复的方式回传GPS点位数据资料以及接收控制中心下达的指令。
电子装置100最主要分为几个部分，其中包括GPS接收器模块102、中央处理单元108、输入输出接口106、GSM模块104以及电源供应器118。
GPS接收器120为接收GPS卫星信号，以提供电子装置点位资料。
GPS资料转换接口124在对所接收的GPS资料作处理。GSM资料转换接口128在对所接收的GSM资料作处理。
GPS数据可靠度提供单元122为提供GPS点位可靠度的辨别，由GPS点位基本格式提供给控制中心。
系统状态单元114为其由中央处理单元规划，以提供控制中心电子装置的周边状态。
指纹辨识单元110扫瞄图像状态，以传给中央处理单元作比对。
输出接口106为当有非法的指纹入侵时，提供如警铃、警示、GPS追踪系统自动开启的预警动作。
GPS资料回报控制器116为设定来回报时间，其中包括定时回报、触动回报。
中央处理单元108为处理各元件间的数据传输以及指令传达。其中，如熟悉此技艺者可以轻易知晓，中央处理单元可以是8051单芯片。
电源供应器118为提供整个电子装置所需的电源，其中包括稳压、转压电路。
GSM调制解调器126为作为电子装置与控制中心的传输桥梁。
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种具自动追踪防盗的电子装置的指纹辨识单元的结构示意图。此指纹辨识单元110包括指纹辨识区202、保护盖204与LED206。而电子装置100持有人欲要致能电子装置100时，即推开保护盖204，并将手指置于指纹辨识区202上，当LED发出的灯光被遮断时，指纹辨识单元110即对此手指进行扫瞄。
请继续参照图1A，GPS接收器120部分其主要为接收电子装置100的点位资料。在本实施例所采用的GPS接收器120为具备美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association，简称NMEA)所制订的标准协议NMEA-0183，其点位资料输出速率为4800bps，资料输出格式为ASCI I的格式，且每秒提供新的点位资料一次。
NMEA-0183协议的格式是以传输「句子」的方式传送资料，每个句子以「$」字符作为开头，第二、第三个字符为传输设备的识别码，第四、第五、第六字符为传输句子的名称，不同的句子名称其后面皆带着不同的信息资料，信息资料间以逗号「，」隔开，并以<CR>及<LF>作为整个句子的结束，整个句子最长可达82个字符。
在本实施例中，以句子格式为GPRMC的句子为例作说明，其句子所代表的资料意义说明如下。
在GPRMC格式中，依序包含了标识符元、接收时间(Universal TimeCoordinated，简称UTC)、状态、经纬度、方向速度以及接收日期等等。其可表示如下$GPRMC，hhmmss.ss，1111.11，a，yyyy.yy，a，x.x，x.x，a*hh<CR><LF>
其中，开头标识符元部分其包含「$」为起始标识符元，可用来辨别句子的开头，「GP」为设备识别码，「RMC」为句子名称。
接收时间部分为接收器所在位置的全球性的标准格林威治时间，使用者若在台湾要再加上八个小时。
状态部分代表此笔点位资料的可靠度，其包含A与V两种状态，其中A表示GPS接收机是在正常状态下所接收的资料，V表示接收机是在暖机或不稳状态下所接收的资料，因此可提供使用者辨别此笔资料的可靠度。
经纬度方面为提供使用者作一些地图坐标转换的资料来源。
方向、速度以及接收日期为提供使用者方向和速度等资料。可设定接收时间，由中央处理单元108处理，可定时侦测信号、触动定位。
结尾部分由<CR>carriage return、<LF>line feed作为结尾字符，此为ASCII编码，若为十六进制时，其分别代表ODH、OAH，而在一般应用尚可利用此部分辨别是否为句子的结尾。
在本实施例中，GPS接收器120具有两条电源线(未绘示)及一条信号线(未绘示)，电源透过电源线提供接地与5伏特的电位，而信号线提供使用者所需的点位资料。此点位资料为ASCII格式。因此，在一般应用方面，常常需要利用到ASCII格式的转换比对，利用中央处理单元108进来的资料，加以筛选GPRMC句子的资料内容，可将其标头档$GPRMC以及结尾<CR>、<LF>先行去除，再将整个当作一串资料加以储存，以取得系统所需要的定位资料，以方便给使用者利用。而本电子装置100所应用的方式，是由外部中断接脚接收，透过中央处理单元108作接收资料的控制存取。
在输入输出接口106部分，其主要是由侦测非指纹密码库记录的资料入侵后，传送结合GPS监控电子装置100的点位数据资料至控制中心。主要是由GPS资料回报控制器116、输出接口106与警报等电路构成，其为经由中央处理单元108判读，并做出适当的反应动作，例如发出警报声或警示灯(LCD)。输入输出接口106可分为输入侦测与输出警报。输入侦测方面包括透过触发为中央处理单元108的接脚，使电子装置100可用指纹开关机。输出警报方面，则先装上继电器，再决定输出方面可接的例如是警报喇叭、警报灯以及电源开关。其中，输入输出接口的数目可以使用者的需求加以扩充。
请参照图3，继电器电路的动作为在输入端给一个由低电位转为高电位的脉波信号，经由R1、C1电路后，变成一脉冲信号。脉冲信号足以触发晶体管Q1。使晶体管Q1瞬间导通。原电容C2为充满高电位，在晶体管Q1导通后，经由晶体管Q1作放电。电流流过继电器的线圈L。使线圈L感应吸附继电器的衔铁片，使输出的两点导通。电源透过线圈L，开始对电容C2作充电。当电容C2充饱后，电流下降，继电器停止工作，衔铁片恢复原来状态，两边不通。此控制开关的延迟时间由输入信号的长短以及电容C2的大小控制。故，继电器为纯粹当开关用，以控制外部所接大电流的警报电路，例如警示灯、强力喇叭等，使他们有定时动作的作用。
(2)半导体扫描仪将数组上的数千个电容器充电到一个已知的值。手指的脊纹与沟纹会吸掉微量的电荷，这个量的大小取决于各个特征和某个特定电容器距离多远(D1、D2、D3)。电路系统会感测被吸掉的电荷，并由各个值解译出距离。软件会将距离的数组转换成指纹图。当使用者第一次扫瞄时，指纹会经由中央处理单元108处理资料转换为指纹资料比对依据。而当使用者再次登入时，即会先判断指纹图，如非法入侵时，则立即自动触发GPS定位，以经由GPS资料回报控制器116提供侦测方向、速度以及接收日期等资料。
一般来说，半导体扫描仪会搭配光敏电阻。由于光敏电阻会随着光的变化而改变其电阻值，所以一般都是侦测其电阻的变化，再判断其周边的状况。
在单片机设计时，其一般都会利用模拟输入信号处理的方式。而对于模拟的信号，必须先将它转换成数字信号才送到单芯片402(如图1A所示的中央处理单元108)内，模拟数字转换器404的功用为将输入的模拟信号转换成数字信号输出。因此图4所示，其将光敏电阻将到电路中的VR处，再利用分压原理，当外部的亮度变化时，即改变电阻值，进而改变其分压Vx。其中，可将分压亮Vx的值分成数个量级，亦即数字化，再由模拟数字转换器404判读是哪一个数量级，然后再传至单芯片402内作处理，以达到模拟数字的辨别。
图5绘示侦测警报器，其搭配晶体管以及继电器。当外部的亮度变化时，会改变电阻值，进而改变了晶体管的偏压，而使电流值改变，而影响了继电器线圈。这时会吸附衔铁片，使输出发生「开」、「关」的动作，此开关用于激活电源作用。R1可调整晶体管Q1的导通电压，进而调整传感器的灵敏度。
请接着参照图6，光遮断器600为集极输出架构的光电感测电路，其优点在输出方面有信号大小的差异，且对于后级有较佳的推动力。因此，当有物体遮蔽时，光遮断器600的输入端即出现由逻辑0转为逻辑1再转为逻辑0的方波信号。接着，触发光电传感器，使其输出端出现逻辑1转为逻辑0再转为逻辑1的方波信号。因此，只要将其输出端接到中央处理单元的接脚，就可透过此接脚侦测此电位的变化，而侦测周边的状况。
在本实施例中，警报器、警示灯为接在输出接口106，其共同点为只需接上电源，就可依据电路回路的导通状态来发出警报功能。如熟悉此技艺者可以轻易知晓，其为搭配中央处理单元108控制的开关晶体管或继电器。在需要发出警报显示时，适时的「打开」以提供电源，进而使警报装置动作，而发出警报。其提供的电源可以例如是12伏特的直流电压(由电子装置的电源所提供)。另外，有些类型的中央处理单元可利用送出不同频率的方波来控制开关晶体管的速度，使输出端有不同频率电压高低的变化，而使警示声有高低音的效果。
电子装置100利用GSM调制解调器126传送数据资料，来达到电子装置100和控制中心之间的联系，并且接收来自GPS接收器120的点位资料，加以传送回控制中心。
在本实施例中，就电子装置100的传输机制方面可分成三个部分控制GSM调制解调器126的传送接收、GPS点位的接收以及电子装置100的中央处理单元108与GSM调制解调器126之间的传输控制，而其将透过ATcommand指令来完成。利用AT command指令，中央处理单元108可对GSM调制解调器126作一些如传送点位数据资料、系统状态以及接收控制中心下达的指令等等的动作。使用者可透过AT command指令对GSM调制解调器126和GPS模块作控制，以完成接收短信息的动作，并作为电子装置100与控制中心之间传输的沟通桥梁。
(1)传送短信息除了接收来自控制中心下达的指令外，电子装置100也必须回报点位资料，此点位资料将透过GSM系统可传送短信息的功能来完成。当电子装置100受到非法入侵时(亦即中央处理单元108辨识到所输入的指纹与内存所储存的指纹不符合)，即立刻触发GPS定位，并将中央处理单元108中事先写好的「AT+CFUN＝Value；AT+CGMI＝？AT+CGMI+Define Value+OK」指令去开启GPS防火墙共享接口，以得知GPS模块102本身的相关信息。然后，解析响应的信息，且经由GP资料回报控制器116提供侦测方向、速度以及接收日期等如GPS点位、系统状态(NMEA0183)的解析资料，再利用GPS共享TTL接口资料位\同位检查\停止位的标准格式，将信息填入短信息SMS框内(如图7所示)，并透过GSM资料转换接口传送到GSM调制解调器126。其中，运用AT+CMGS＝？和AT+CMSS＝“Value，”MSISDN”+ok”自动传送，而号码处为所欲传送至对方的电话号码，而此电话号码可以例如是控制中心的电话号码或紧急联络电话的号码。而GSM调制解调器126就会将此笔信息送出，以达到电子装置100回传资料给控制中心的目的。
(2)读取短信息至于在接收控制中心下达警示指令方面，应用到的是原GSM系统所定义的短信息服务方式，GSM系统依据服务对象的不同，其SMS大致可分成两种，一种为短信广播服务(Cell Broadcast SMS)，另一种为点对点短信服务(point-to-Point SMS)。
短信广播服务是以广播方式将数字信息重复送给某一区域内的所有用户，对于选用此类服务的用户而言，都可以定期收到这些广播信息。而点对点短信服务则是让用户可以将少量的数字信息透过GSM网络送给某个指定的用户。如果指定的收信用户目前未开机，网络端也会将这个信息储存起来，伺机重送。而以上两种短信息机制都可达到自动警告作用。其中，使用短信广播服务需地面控制中心与各GSM系统的访客位置注册器有连线。在读取方面，是自动以「AT+CMGR＝？」作解析，读出的响应可边即为「+CMGR“已读取”，“短信来源”，“日期”，“时间”信息内容为″您的移动装置已被非法入侵，请尽速联系地面控制中心″」的内容定义。
由以上相关指令，可将GSM调制解调器126所接收到的控制中心下达的指令加以辨别分析，使中央处理单元108能比对出指令，并作出以中央处理单元108设定的相对应的动作，例如是发信号给卫星或回报点位等。
(4)中央处理单元108在电子装置100中，其为处理各电路方块之间所需传输的资料、指令以及各元件间的致能，以使电子装置100的功能更为完备。本实施例中，中央处理单元108为AT89C52单芯片的8位微控制处理芯片，其使用方法和标准的8051兼容。
(5)在电源供应器方面，电子装置100有应用到的电压为5伏特与12伏特，所以在设计上利用一颗7805稳压regulator IC以及一些整流滤波电路(如图8所示)，以符合供应电源的需求。另外，当电子装置100要装载于车上时(如图9所示)，由于车上的电源极为不稳定，所以另设计一个外接的小电路，利用耐压高的电容、电阻以及二极管，维持一稳定的电压变化率，以解决电源不稳定时的状况。
请参照图1B，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种自动追踪防盗的方法的步骤流程图。此方法为电子装置100持有人预置能电子装置100时，则会先将手指置于如图2所示的指纹辨识区202，指纹辨识单元110即对此手指进行扫瞄(s102)。接着，中央处理单元108则自内存(未绘示)中读出一预设图案(s104)，并判断扫瞄所得的图案与预设图案是否相符(s106)。
当判断得知图案相异于预设图案时，中央处理单元108则产生及输出非法入侵信号(s106)。反之，若判断得知图案相同于预设图案时，中央处理单元108则致能电子装置100内的所有元件，以供电子装置100持有人进行使用。
在步骤s110之后，中央处理单元108即致能全球定位系统模块102，并自全球定位系统模块102得到点位资料(s112)。接着，中央处理单元108则将非法入侵信号与点位资料转换为短信息后，由全球移动通信系统模块104输出至例如是上述的预设的电话号码(s114)。同时，输出接口106则根据非法入侵信号而输出警报信号(s116)。
综上所述，在本发明的具自动追踪防盗的电子装置与自动追踪防盗的方法，其可将接收到的点位资料回报给控制台或指定的移动终端设备专属拥有者，不仅可以指纹来作为是否能使用电子装置的依据，因此当电子装置判断出所扫瞄到的指纹图案与预设指纹图案不同时，即以短信息方式发出非法入侵与电子装置所在的位置，以使电子装置所有人目前该电子装置已遭受入侵。
权利要求
1.一种具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于其包括一指纹辨识单元，用以扫瞄一图案，并输出该图案；一全球定位系统(GPS)模块，自全球定位卫星接收一卫星定位信号，并转换成该电子装置的一点位资料后输出；一中央处理单元，电性耦接至该指纹辨识单元，该中央处理单元包括一内存，该内存储存有至少一预设图案，该中央处理单元则比较该图案与该预设图案，并于该图案与该预设图案相异时，输出一非法入侵信号，且致能该全球定位系统模块，以接收该点位资料；一全球移动通信系统(GSM)模块，电性耦接至该中央处理单元，用以将该非法入侵信号与该点位资料转换为一短信息后输出；以及一输出接口，电性耦接至该中央处理单元，用以接收及根据该非法入侵信号而发出一警报信号。
2.如权利要求1所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该全球定位系统模块包括一GPS接收器，用以接收及输出该卫星定位信号；以及一GPS资料转换接口，电性耦接至该GPS接收器与该中央处理单元，用以接收及对该卫星定位信号作转换，以输出该点位资料。
3.如权利要求1所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该全球移动通信系统模块包括一GSM资料转换接口，电性耦接至该中央处理单元，用以接收及将该非法入侵信号与该点位资料转换为该短信息；以及一GSM调制解调器，电性耦接至该GSM资料转换接口，用以接收及输出该短信息。
4.如权利要求1所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该电子装置更包括一GPS资料回报控制器，电性耦接至该中央处理单元，并接收及分析该点位资料，用以将分析该点位资料所得到的一GPS详细资料输出至该中央处理单元。
5.如权利要求4所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该GPS详细资料包括方向、速度与接收日期至少其中之一。
6.如权利要求1所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该输出接口包括一警报器，用以当接收到该非法入侵信号，发出该警报信号。
7.如权利要求1所述的具自动追踪防盗的电子装置，其特征在于该输出接口包括一警示灯，用以当接收到该非法入侵信号时，发出该警报信号。
8.一种自动追踪防盗的方法，适用于一电子装置，且该电子装置至少包括一全球定位系统模块与一全球移动通信系统模块，其特征在于该方法包括扫瞄一图案；提供一预设图案；判断该图案与该预设图案相符与否；当判断得知该图案相异于该预设图案时，则产生及输出一非法入侵信号；致能该全球定位系统模块，并得到一点位资料；将该非法入侵信号与该点位资料转换为一短信息后以该全球移动通信系统模块输出；以及根据该非法入侵信号而输出一警报信号。
9.如权利要求8所述的自动追踪防盗的方法，其特征在于该方法更包括分析该点位资料，并得到一GPS详细资料。
10.如权利要求9所述的自动追踪防盗的方法，其特征在于该GPS详细资料包括方向、速度与接收日期至少其中之一。
11.如权利要求8所述的自动追踪防盗的方法，其特征在于该预设图案储存于一内存内。
全文摘要
本发明提供一种具自动追踪防盗的电子装置与自动追踪防盗的方法，此具自动追踪防盗的电子装置包括指纹辨识单元、全球定位系统模块、中央处理单元、全球移动通信系统模块与输出接口。此具自动追踪防盗的电子装置为当中央处理单元判断得知指纹辨识单元所扫描得到的图案与预设图案相异时，致能全球定位系统模块，以接收点位资料。并利用全球移动通信系统模块将非法入侵信号与点位资料转换为短信息后输出。而且，还可利用输出接口根据非法入侵信号而发出警报信号。
文档编号G01S1/00GK1916811SQ20051003661
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月19日 优先权日2005年8月19日
发明者詹曜丞 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司, 神达电脑股份有限公司