CN105701893B - 一种新型智能车锁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型智能车锁系统，包括控制器、锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块和用户移动终端，指纹采集模块安装在车把上，指纹采集模块内置UART接口，压力传感器、锁体模块均与控制器相连，压力传感器安装在自行车座垫下，锁体模块安装在车轮端处，锁体模块包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，GPRS模块与控制器连接，GPRS模块与控制器之间通过串口进行通信，用户移动终端通过GPRS模块与控制器建立远程通信；本发明同现有技术相比，可以通过手机远程操控和通过指纹采集模块进行解锁和上锁操作，从而不仅抛开了传统机械锁钥匙必须随身携带的烦恼，也大大的提高了车子的安全性，使用非常方便。
Description
[技术领域]
本发明涉及电子通信技术领域，具体地说是一种可以远程操控车锁和无人自动上锁的新型智能车锁系统。
[背景技术]
目前，自行车、电瓶车、摩托车等车辆的车锁大多还是以机械钥匙锁为主，该传统的车锁方式存在一定的不便与安全隐患。例如：当发生钥匙丢失，则不仅导致骑行人无法正常使用车辆，而如果被别人捡到，则有可能存在车辆被偷的风险。随着各行各业电子科技技术的不断渗入，以及鉴于市场上的传统车锁不能满足智能化时代的需求，若能提供一种可克服上述缺陷的新型智能车锁，将具有非常重要的意义。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种新型智能车锁系统，不仅抛开了传统机械锁钥匙必须随身携带的烦恼，也大大的提高了车子的安全性，使用非常方便。
为实现上述目的设计一种新型智能车锁系统，包括控制器、锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块和用户移动终端，其中，所述指纹采集模块安装在车把上，所述指纹采集模块内置UART接口，所述指纹采集模块通过UART接口与控制器进行通讯，所述指纹采集模块包括指纹采集器和指纹处理器；所述压力传感器、锁体模块均与控制器相连，所述压力传感器安装在自行车座垫下，所述锁体模块安装在车轮端处，所述锁体模块包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，所述马达开关模块的输入端连接控制器，所述马达开关模块接收控制器的开关锁指令，所述马达开关模块的输出端与锁舌相连，所述位移传感器用于采集车轮位移；所述GPRS模块与控制器连接，所述GPRS模块与控制器之间通过串口进行通信，所述GPRS模块与控制器之间的通信协议为AT命令集，所述用户移动终端通过GPRS模块与控制器建立远程通信；所述控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块分别通过线路连接电源管理模块。
所述指纹采集器使用CMOS图像传感芯片和光学技术，并通过指纹处理器的控制采集指纹图像，所述指纹处理器在控制器指令的控制下，完成对指纹图像的采集、特征值提取、比对。
所述压力传感器、位移传感器内均预存有设定值，所述压力传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为无人骑行状态，所述位移传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为静止状态，所述压力传感器、位移传感器同时小于各自的设定值时，则控制器判定此时处于空闲状态，并随即启动锁体模块进行上锁操作。
所述控制器包括微处理器、ADC模块和信号调理模块，所述微处理器、ADC模块、信号调理模块分别与锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块相连。
所述GPRS模块为带有GPRS功能的GSM模块，所述GPRS模块利用GPRS网进行数据通信，所述GPRS模块在进行GPRS上网操作之前先对通信波特率、接入网关、移动终端类别和测试GPRS服务是否开通进行设置。
所述电源管理模块中包含太阳能电板，所述太阳能电板将太阳能转换成电能，所述电源管理模块内部存在电压转换电路，所述电压转换电路用于将外界电压转换为各模块所需的电压，以对控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块进行供电。
本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过设置有控制器、锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块和用户移动终端，压力传感器、锁体模块、GPRS模块均与控制器相连，锁体模块包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，该智能车锁系统能够自行判断是否处于空闲状态，若处于空闲状态则自动上锁，从而即便被不法分子偷取了，偷取者也无法正常使用，由于其开锁除了用户本人的手机远程控制外，其他任何人无法取得使用权限(因为用户的指纹存在唯一性)，从而不仅抛开了传统机械锁钥匙必须随身携带的烦恼，也大大的提高了车子的安全性，使用非常方便。
[附图说明]
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明所述智能车锁系统开锁的工作流程示意图；
图3是本发明所述智能车锁系统上锁的工作流程示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明包括：控制器、锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块和用户移动终端，其中，指纹采集模块安装在车把上，指纹采集模块内置标准UART接口，指纹采集模块通过UART接口与控制器进行通讯，指纹采集模块包括指纹采集器和指纹处理器；压力传感器、锁体模块均与控制器相连，压力传感器安装在自行车座垫下，锁体模块安装在车轮端处，锁体模块包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，马达开关模块的输入端连接控制器，马达开关模块接收控制器的开关锁指令，马达开关模块的输出端与锁舌相连，位移传感器用于采集车轮位移；GPRS模块与控制器连接，GPRS模块与控制器之间通过串口进行通信，GPRS模块与控制器之间的通信协议为AT命令集，用户移动终端(如手机)通过GPRS模块与控制器建立远程通信，控制车锁；控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块分别通过线路连接电源管理模块。
本发明中，指纹采集器可以使用先进的CMOS图像传感芯片和光学技术，并通过指纹处理器的控制采集指纹图像，指纹处理器在控制器指令的控制下，完成对指纹图像的采集、特征值提取、比对功能。压力传感器、位移传感器内均预存有设定值，压力传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为无人骑行状态(但此时不代表自行车处于空闲状态，比如推着车走路)，位移传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为静止状态，压力传感器、位移传感器同时小于各自的设定值时，则控制器判定此时处于空闲状态，并随即启动锁体模块进行上锁操作。
本发明中，控制器包括微处理器、ADC模块和信号调理模块，微处理器、ADC模块、信号调理模块分别与锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块相连。GPRS模块为带有GPRS功能的GSM模块，GPRS模块利用GPRS网进行数据通信，GPRS模块在进行GPRS上网操作之前先对通信波特率、接入网关、移动终端类别和测试GPRS服务是否开通进行设置。电源管理模块中包含太阳能电板，太阳能电板将太阳能转换成电能，电源管理模块内部存在电压转换电路，电压转换电路用于将外界电压转换为各模块所需的电压，以对控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块进行供电。
本发明可以使用两套模式对锁进行控制：
(1)通过指纹采集模块将采集到的指纹与事先存储的样本指纹作对比，如果相符合则给控制器发出匹配成功标志，由控制器来驱动与控制器连接的锁体模块中的马达开关模块，进行开锁；与此同时，压力传感器与锁体模块中的位移传感器一直处于工作状态，不断地采集压力信号和位移信号，并通过控制器内部的ADC模块将采集到的电压、位移这些模拟量转变为数字量，与之前设定的值进行范围比较，判断当前自行车所处的状态；当压力很小时，说明没有人坐在座垫上，如果此时位移量几乎等于零时，表明车子本身不在运动，基于这两点，有理由判定此时的自行车处于空闲的状态，可以实行上锁，由控制器发出锁车命令，通过马达开关模块来实现。
(2)除了上述的指纹解锁外，还可以远程通过手机来进行控制，首先可以通过AT指令设置GPRS模块，让GPRS模块收到短信后立即将短信内容交给控制器，当手机短信发送至GPRS模块后，GPRS模块通过串口将数据交给控制器，控制器读出短信内容，由于本发明只是利用手机操控锁的开关，所以短信的内容被控制器读出后，控制器会依据指令来对马达开关模块进行相应的控制，达到手机远程控制锁的效果。
本发明中，控制器居于核心地位，包含微处理器、ADC模块、信号调理模块，分别与锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源模块相连；锁体模块安装在靠近车轮端，包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，其中控制器通过控制马达开关模块来对锁进行开关控制；压力传感器和位移传感器两者一起对自行车当前状态进行压力、位移模拟量采集，并将数据传至控制器，由控制器来判断是否自行车处于空闲状态，是否需要自行上锁；GPRS模块指的是带有GPRS功能的GSM模块，可以利用GPRS网进行数据通信，通过串行口与控制器进行通信，在进行GPRS上网操作之前需要对GPRS模块进行一定的设置，主要要设置的内容有：通信波特率、接入网关、移动终端类别和测试GPRS服务是否开通等，设置完成以后就可以通过手机进行远程操控了；电源管理模块中包含一块太阳能电板，将太阳能转换成电能，同时模块内部存在电压转换电路，将外界的电压转换为模块所需的电压，用来对上述指纹采集模块、GPRS模块、控制器和马达开关模块进行供电。
本发明可以通过两种方式进行开锁，即手机远程操控和通过指纹采集模块解锁。上锁也有两种方式，即通过压力和位移传感器采集压力和位移量，送至控制器进行判断是否自行车处于静止，若满足静止条件控制器发出上锁指令，或者手机通过GPRS模块向控制器直接发送上锁指令，锁体模块中的马达开关模块将锁关闭。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新型智能车锁系统，其特征在于：包括控制器、锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块和用户移动终端，其中，
所述指纹采集模块安装在车把上，所述指纹采集模块内置UART接口，所述指纹采集模块通过UART接口与控制器进行通讯，所述指纹采集模块包括指纹采集器和指纹处理器；
所述压力传感器、锁体模块均与控制器相连，所述压力传感器安装在自行车座垫下，所述锁体模块安装在车轮端处，所述锁体模块包括马达开关模块、锁舌和位移传感器，所述马达开关模块的输入端连接控制器，所述马达开关模块接收控制器的开关锁指令，所述马达开关模块的输出端与锁舌相连，所述位移传感器用于采集车轮位移；
所述GPRS模块与控制器连接，所述GPRS模块与控制器之间通过串口进行通信，所述GPRS模块与控制器之间的通信协议为AT命令集，所述用户移动终端通过GPRS模块与控制器建立远程通信；
所述控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块分别通过线路连接电源管理模块；
所述指纹采集器使用CMOS图像传感芯片和光学技术，并通过指纹处理器的控制采集指纹图像，所述指纹处理器在控制器指令的控制下，完成对指纹图像的采集、特征值提取、比对；所述压力传感器、位移传感器内均预存有设定值，所述压力传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为无人骑行状态，所述位移传感器数值小于设定值时，则控制器判断此时为静止状态，所述压力传感器、位移传感器同时小于各自的设定值时，则控制器判定此时处于空闲状态，并随即启动锁体模块进行上锁操作。
2.如权利要求1所述的新型智能车锁系统，其特征在于：所述控制器包括微处理器、ADC模块和信号调理模块，所述微处理器、ADC模块、信号调理模块分别与锁体模块、指纹采集模块、压力传感器、GPRS模块、电源管理模块相连。
3.如权利要求2所述的新型智能车锁系统，其特征在于：所述GPRS模块为带有GPRS功能的GSM模块，所述GPRS模块利用GPRS网进行数据通信，所述GPRS模块在进行GPRS上网操作之前先对通信波特率、接入网关、移动终端类别和测试GPRS服务是否开通进行设置。
4.如权利要求3所述的新型智能车锁系统，其特征在于：所述电源管理模块中包含太阳能电板，所述太阳能电板将太阳能转换成电能，所述电源管理模块内部存在电压转换电路，所述电压转换电路用于将外界电压转换为各模块所需的电压，以对控制器、马达开关模块、指纹采集模块、GPRS模块进行供电。
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