一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及其方法。该控制系统包括通过无线通讯网络连接的云计算平台、车载终端和手机终端，所述车载终端由分别连接有网络通讯模块、音频采集模块、音频输出模块和点火控制模块的微控制器构成。车辆点火控制方法是通过采集并上传驾驶员语音口令至云计算平台，进行语音音色、授权时限和语音口令的判断和鉴别，实现云端的点火控制许可；车主通过手机终端采集待授权驾驶员的语音，上传至云计算平台，可进行远程、异地授权操作。本发明提高了车辆使用管理的安全性，增加了车主对车辆授权管理的有效性和灵活性。
【专利说明】一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆点火控制的【技术领域】，特别涉及一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及其方法。
【背景技术】
[0002]随着国内汽车，特别是家用轿车的保有量迅猛增加，人们出行更加便利，生活质量得到显著提高，与此同时，汽车被盗抢案件也明显增加。
[0003]最初的汽车防盗设备为机械锁装置，代表产品有转向盘锁和变速档锁，使用较为不方便。之后，出现了电子遥控门锁和钥匙防盗门锁，代表产品有德克萨斯仪器公司的一家子公司推出钥匙防盗技术，主要利用射频技术比对钥匙中的密码转发器和点火线圈上识别器的识别码，从而控制汽车发动机ECU的启动。汽车电子防盗器一般都具有遥控功能，安装隐蔽，操作简便，缺点是防盗钥匙一旦丢失，车子便处于无保护状态。
[0004]专利申请号为201010546564.7的“车辆语音防盗和启动控制系统”，提出使用语音识别技术来控制车辆启动。车主自己使用车辆时既安全又方便，如果有其他人借用汽车，则无法实现授权，从而无法开车。
[0005]专利申请号为201320231456.X的“基于二维码的汽车使用授权、防盗系统”，提出使用授权二维码作为车辆启动的条件。该方法要求车中安装二维码识别器，若光线不好，二维码识别器的工作会受到限制，并且二维码的识别及内容分析需要在车载终端完成，如果识别器损坏，即使车主也无法启动汽车。另外，在整个授权过程中，只涉及到车主和驾驶员两个角色，没有第三方的参与和监督，如果发生纠纷，责任方无从考证。
[0006]云计算平台是将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务，是能够自我管理的计算资源的系统平台，是应用服务按需定制、易于扩展的软件架构。云计算技术的出现，提供了广阔的应用空间，也提供了远程身份识别和远程授权的方式和途径。
【发明内容】
[0007]本发明的目的和解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，针对车辆的点火控制及防盗，提出了一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及方法。车载终端采集驾驶员语音口令，并通过通讯网络上传至云计算平台，进行语音音色、授权时限和语音口令的判断和鉴别。若判别成功，云计算平台通知车载终端点火许可，车载终端发出点火许可提示音，并向点火控制模块发出点火许可信号；若其中有一项判别不成功，云计算平台通知车载终端点火禁止，车载终端发出点火禁止提示音，并禁止车辆点火。车主为当然驾驶员，在云端数据库中存有其车辆的基础信息。车主可以通过手机终端采集待授权驾驶员的语音，上传至云计算平台，并进行授权操作，授权其他人员可以驾驶车主的车辆；所述授权操作包括设置授权、取消授权、设置授权时限、修改授权口令、设置待授权人信息等。车主还可以禁止与其车辆有关的所有人员的驾车权限，从而禁止其车辆被任何人使用。[0008]为了实现上述的目的，本发明的技术方案是:
[0009]一种基于云计算平台的车辆点火控制系统，包括云计算平台1、车载终端2和手机终端3，其中，所述云计算平台I为支持云计算的服务器平台，所述车载终端2由分别连接有、网络通讯模块21、音频采集模块22、音频输出模块23和点火控制模块24的微控制器20构成，所述手机终端3为能够联网并能够下载客户端程序的智能手机；所述车载终端2安装在车辆驾驶座附近。
[0010]所述云计算平台I负责存储车辆的基础信息及授权信息，接收车载终端上传的音频信息，对语音的音色和口令信息进行分析和提取，进行点火许可判别，将判别结果发送到车载终端2。
[0011]所述微控制器20采用嵌入式微处理器，负责采集驾驶员语音，无线联网通讯，发出操作提示音，发出控制点火信号。
[0012]所述网络通讯模块21负责车载终端与云计算平台之间的通信。
[0013]所述音频采集模块22负责采集驾驶员的语音。
[0014]所述音频输出模块23负责播放操作提示音，如:语音采集提示、点火许可或禁止提不等。
[0015]所述点火控制模块24负责控制车辆的点火电路；只有点火许可信号有效时，车辆点火电路方可工作。
[0016]所述手机终端3负责采集并上传待授权驾驶员的音频信息至云计算平台1，并可通过客户端程序进行授权操作。
[0017]为了实现上述的目的，本发明的另一技术方案是:
[0018]本发明的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，包括如下步骤:
[0019](I)车辆点火前，所述车载终端2提示并采集驾驶员语音，将驾驶员语音、车辆ID通过所述网络通讯模块21上传至所述云计算平台1，所述车辆ID为车辆牌照号、发动机号或车架号；
[0020](2)所述云计算平台I对所述车载终端2上传的音频信息进行语音音色特征提取，根据车辆ID查找云端数据库，与该车辆所有已授权驾驶员的预存音色特征进行匹配，若匹配不成功，转(6)；
[0021](3)所述云计算平台I审核该授权驾驶员的授权时限，若当前时间不在授权时限内，转步骤(6)；
[0022](4)所述云计算平台I对所述车载终端2上传的音频信息进行语音到文本的转换，将文本与云端数据库中该授权驾驶员的预设口令进行比对，若语音口令正确，转步骤(6)；
[0023](5)所述云计算平台I向所述车载终端2发出点火许可信息，转步骤(7)；
[0024](6)所述云计算平台I向所述车载终端2发出点火禁止信息；
[0025](7)所述云计算平台I在云端数据库自动追加该车辆ID此次身份鉴别服务记录，登记访问人员、访问时间、授权鉴别结果等信息，便于日后查阅；
[0026](8)所述车载终端2根据所述云计算平台I发送的点火许可或禁止信息，播放相应的语音提示，若点火许可，所述车载终端2向点火控制模块24发出点火许可信号，点火控制模块24打开点火控制电路。
[0027]上述所述的授权驾驶员的授权设置方法，包括如下步骤:[0028](I)车主通过所述手机终端3以车辆ID车主身份登录所述云计算平台I ;
[0029](2)车主通过所述手机终端3采集即将使用该车辆的待授权人员语音，上传至所述云计算平台I ;
[0030](3)所述云计算平台I接收所述手机终端3上传的语音，进行语音音色特征提取，并存入车辆ID对应的云端数据库记录中；
[0031](4)车主对车辆ID对应的云端数据库记录进行授权操作，所述授权操作包括设置授权、取消授权、设置授权时限、设置待授权人信息等。
[0032]有益效果:本发明的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统及方法，对驾驶员进行语音采集与识别，避免了图像或二维码识别对于光线的严格要求，也不需要驾驶员携带智能卡等认证器材，简便快捷。云计算平台上的语音音色识别、语音口令识别、授权时限等多重判别，使车辆的使用更加安全，可以有效地防范车辆被盗。
[0033]本发明采用云计算平台作为车辆点火授权的服务中心，简化了车载终端的工作，发挥了云计算在运算和存储方面的优势，可以快速完成语音音色识别和语音口令识别算法的运行，提高了身份鉴别的速度，增强了数据处理和存储的安全性。云计算平台的运用，可以支持海量驾驶员的身份鉴别服务，支持车主进行远程、异地授权操作，便于代驾、出租服务的运用，提高了车主对车辆管理的有效性和灵活性；若车主与驾驶员发生纠纷，云计算平台可提供第三方认证。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的原理示意图；
[0035]图2是本发明一种基于云计算平台的车辆点火控制系统车载终端的结构示意图；
[0036]图3是本发明一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法的流程图；
[0037]图4是本发明一种基于云计算平台的车辆驾驶员授权设置方法的流程图；
[0038]图中:1.云计算平台，2.车载终端，3.手机终端，20.微控制器，21.网络通讯模块，22.音频采集模块，23.音频输出模块，24.点火控制模块。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0040]如图1至图2所示，本发明的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统，包括云计算平台1、车载终端2和手机终端3，其中，所述云计算平台I为支持云计算的服务器平台，所述车载终端2由分别连接有网络通讯模块21、音频采集模块22、音频输出模块23和点火控制模块24的微控制器20构成，所述手机终端3为能够联网并能够下载客户端程序的智能手机；所述车载终端2安装在车辆驾驶座附近。
[0041]所述云计算平台I负责存储车辆的基础信息及授权信息，接收车载终端上传的音频信息，对语音的音色和口令信息进行分析和提取，进行点火许可判别，将判别结果发送到车载终端2。
[0042]所述微控制器20采用嵌入式微处理器，如ARM核的处理器，负责采集驾驶员语音，无线联网通讯，发出操作提示音，发出控制点火信号。
[0043]所述网络通讯模块21采用3G或4G通讯模块，以USB接口与微控制器20相连，负责车载终端与云计算平台之间的通信。
[0044]所述音频采集模块22为数字音频输入电路，以I2S接口与微控制器20相连，外接麦克风，负责采集驾驶员的语音。
[0045]所述音频输出模块23为数字音频输出电路，以I2S接口与微控制器20相连，外接车载音响系统或喇叭，负责播放操作提示音，如:语音采集提示、点火许可或禁止提示等。
[0046]所述点火控制模块24为车辆的点火控制电路，负责控制车辆的点火；微控制器20的点火许可信号线以GPIO接口与其相连，只有点火许可信号线有效时，点火控制模块中的继电器吸合，车辆的点火电路方可工作。
[0047]所述手机终端3下载并安装有与云计算平台I交互的客户端程序，负责采集并上传待授权驾驶员的音频信息至云计算平台1，并可通过客户端程序进行授权操作。
[0048]如图3所示，本发明的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，包括如下步骤:
[0049](I)车辆点火前，车载终端2提示并采集驾驶员语音，将驾驶员语音、车辆ID通过网络通讯模块21上传至云计算平台1，所述车辆ID为车辆牌照号、发动机号或车架号；
[0050](2)云计算平台I对车载终端2上传的音频信息进行语音音色特征提取，根据车辆ID查找云端数据库，与该车辆所有已授权驾驶员的预存音色特征进行匹配，若匹配不成功，转(6)；
[0051](3)云计算平台I审核该授权驾驶员的授权时限，若当前时间不在授权时限内，转步骤(6)；
[0052](4)云计算平台I对车载终端2上传的音频信息进行语音到文本的转换，将文本与云端数据库中该授权驾驶员的预设口令进行比对，若语音口令正确，转步骤(6)；
[0053](5)云计算平台I向车载终端2发出点火许可信息，转步骤(7)；
[0054](6)云计算平台I向车载终端2发出点火禁止信息；
[0055](7)云计算平台I在云端数据库自动追加该车辆ID此次身份鉴别服务记录，登记访问人员、访问时间、授权鉴别结果等信息，便于日后查阅；
[0056](8)车载终端2根据云计算平台I发送的点火许可或禁止信息，播放相应的语音提示，若点火许可，车载终端2向点火控制模块24发出点火许可信号，点火控制模块24打开点火控制电路。
[0057]上述所述的授权驾驶员的授权设置方法，包括如下步骤(图3所示):
[0058](I)车主通过手机终端3以车辆ID车主身份登录云计算平台I ;
[0059](2)车主通过手机终端3采集即将使用该车辆的待授权人员语音，上传至云计算平台I ;
[0060](3)云计算平台I接收手机终端3上传的语音，进行语音音色特征提取，并存入车辆ID对应的云端数据库记录中；
[0061](4)车主对车辆ID对应的云端数据库记录进行授权操作，所述授权操作包括设置授权、取消授权、设置授权时限、修改授权口令、设置待授权人信息等。
[0062]本实施例中，所述车辆ID为车辆牌照号、发动机号或车架号，作为车辆的唯一标识，在车载终端2初始安装时以安全方式写入；在云端数据库中，也作为对此车辆信息访问操作的唯一标识。[0063]本发明中，车载终端2采集语音后，通过3G或4G通讯模块传输到云计算平台I，速度快捷；云计算平台I以云计算方式运行语音音色识别和语音口令识别算法，速度也是快捷的。因此，点火控制许可判定可在秒级完成，驾驶员是可以接受的。
[0064]本发明中，车主是车辆的授权主体，也是车辆的当然驾驶员，车主可以授权给其他一人或多人作为驾驶员，设置其驾驶时限。车主可以取消对任何人的授权，包括车主本人。车主通过手机终端3采集待授权人员语音，可以现场采集，也可以采用电话录音、对方录音发送等非现场采集方式，使授权操作更加灵活、便捷、可靠。
[0065]使用方法
[0066]驾驶员上车发动车辆过程:
[0067](I)驾驶员上车发动车辆前，车载终端2提示驾驶员朗读口令；驾驶员朗读口令。
[0068](2)驾驶员等待云计算平台I的鉴别结果。若车载终端2提示点火许可，则驾驶员可以点火，发动车辆；若车载终端2提示点火禁止，驾驶员可重新朗读口令，或放弃发动车辆。
[0069]车主对驾驶员授权操作过程:
[0070](I)车主通过手机终端3登录云计算平台I。
[0071](2)车主通过手机终端3采集即将使用该车辆的待授权人员语音，上传至云计算平台I。
[0072](3)车主对其车辆ID对应的云端数据库记录进行授权操作，可以设置授权、取消授权、设置授权时限、设置待授权人信息等，也可进行身份鉴别服务历史记录的查询。
[0073]本实施例只是本发明的较优实施方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于云计算平台的车辆点火控制系统，包括通过无线通讯网络连接的云计算平台(I)、车载终端(2)和手机终端(3)，所述车载终端(2)由分别连接有网络通讯模块(21)、音频采集模块(22 )、音频输出模块(23 )和点火控制模块(24 )的微控制器(20 )构成，其特征在于，所述云计算平台(I)是包含车辆点火控制判定服务、驾驶员授权服务、车辆及驾驶员信息服务的服务器平台，所述手机终端(3)为包含驾驶员授权操作程序的智能手机，所述车载终端(2)安装在车辆驾驶座附近。
2.一种如权利要求1所述的基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: (A)车辆点火前，所述车载终端(2)提示并采集驾驶员语音，将驾驶员语音、车辆ID通过所述网络通讯模块(21)上传至所述云计算平台(I)； (B)所述云计算平台(I)对所述车载终端(2)上传的音频信息进行语音音色特征提取，根据车辆ID查找云端数据库，与该车辆所有已授权驾驶员的预存音色特征进行匹配，若匹配不成功，转步骤(F); (C)所述云计算平台(I)审核该授权驾驶员的授权时限，若当前时间不在授权时限内，转步骤(F); (D)所述云计算平台(I)对所述车载终端(2)上传的音频信息进行语音到文本的转换，将文本与云端数据库中该授权驾驶员的预设口令进行比对，若语音口令正确，转步骤(F)； (E)所述云计算平台(I)向所述车载终端(2)发出点火许可信息，转步骤(G)； (F)所述云计算平台(I) 向所述车载终端(2)发出点火禁止信息； (G)所述云计算平台(I)在云端数据库自动追加该车辆ID此次身份鉴别服务记录，登记访问人员、访问时间、授权鉴别结果等信息，便于日后查阅； (H)所述车载终端(2)根据所述云计算平台(I)发送的点火许可或禁止信息，播放相应的语音提示，若点火许可，所述车载终端(2)向所述点火控制模块(24)发出点火许可信号，点火控制模块(24)打开点火控制电路。
3.根据权利要求2所述的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，其特征在于，所述的授权驾驶员的授权设置方法，包括如下步骤: Ca)车主通过所述手机终端(3)以车辆ID车主身份登录所述云计算平台(I)； (b)车主通过所述手机终端(3)采集即将使用该车辆的待授权驾驶员语音，上传至所述云计算平台(I); (c)所述云计算平台(I)接收所述手机终端(3)上传的语音，进行语音音色特征提取，并存入车辆ID对应的云端数据库记录中； Cd)车主对车辆ID对应的云端数据库记录进行授权操作。
4.根据权利要求2所述的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，其特征在于，所述的车辆ID为车辆牌照号、发动机号或车架号。
5.根据权利要求3所述的一种基于云计算平台的车辆点火控制系统的控制方法，其特征在于，所述授权驾驶员的授权设置方法，还包括授权取消、授权时限和授权口令修改的设置。
【文档编号】G06Q10/06GK103903091SQ201410102281
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】沈勇, 许雯, 王丽, 徐义兵, 汪敏 申请人:江苏科技大学