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汽车防盗系统1一、汽车防盗装置的现状及展望•随着经济的飞速发展,汽车作为人类重要的交通工具正在迅猛增加。然而,现代科技的发展促使犯罪分子的作案手段不断提高,汽车被盗事件也越来越多。据统计,深圳市每年有上千辆汽车被盗;美国汽车被盗率为0.36辆/s,每年至少有150万辆汽车被盗;香港每年也有4000辆汽车被盗。为了防范汽车被盗,科研工作者们研制开发了很多汽车防盗新技术,各种防盗装置相继产生并被广泛运用。目前,防盗技术已与安全、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。20世纪90年代以来,汽车防盗技术得到了迅速发展,而我国汽车防盗技术的基础薄弱,且研究工作起步较晚,因此,了解国内外汽车防盗装置的现状和发展动态,对于研究和促进我国汽车防盗装置的发展有着极其重要的作用。21汽车防盗装置的类型与特点汽车防盗装置经历了机械式、电子式、芯片式和网络式四个发展阶段。1.1机械式防盗机械式防盗装置是比较常见而又古老的装置,它主要是利用简单的机械式原理锁住汽车上的某一机构,使其不能有效发挥应有的作用,以达到防盗的目的。目前,国内常见的机械式防盗装置有:1)方向盘锁,即常见的拐杖锁。主要是将方向盘与制动脚踏板连接在一起,使其不能做大角度转向或制动,有的可直接使方向盘不能正常使用。2)轮胎锁,即用一套锁具把汽车的一个轮胎固定,使之不能转动。这种方法比较麻烦,而且锁具也很笨重。33)变速器锁通常在停车后,加上变速锁,可使汽车不能换挡。机械式防盗装置主要靠锁定离合器、转向盘、变速杆等来达到防盗的目的,但只能防盗不能报警。其优点是价格便宜,安装简便。缺点是使用不隐蔽，防盗不彻底,拆装较麻烦。机械防盗装置已经历数次技术升级,目前有了较可靠的方向盘锁等。此外,车主为了增加防盗安全系数,给车辆安装数种机械式防盗装置,这样可在一定程度上吓走盗车贼,增加盗贼被发现的可能性。41.2电子式防盗随着电子技术在汽车上的应用,各种电子防盗报警器应运而生。它克服了机械锁只能防盗不能报警的缺点,主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的,同时具有声音报警等功能。电子防盗装置设计先进、结构复杂,包括起动控制、遥控车门和报警三部分,主要由防盗控制单元识读线圈、警告灯、汽车钥匙等元件组成。点火钥匙和信号发生器制成一体,当钥匙处于接通位置时,防起动装置向钥匙接收器发出电信号,信号接收器随即通过防起动装置向控制单元发送密码信号以供识读。车门控制和报警系统制成一体,报警系统在关闭点火开关、拔下钥匙并锁定车门和行李箱等后自动进入警戒状态,若车门或发动机盖被强行打开,报警系统将自动报警。5汽车电子防盗器一般都具有遥控功能,安装隐蔽,操作简便。缺点是容易误报,不能从根本上解决车辆丢失问题。随着科技的发展,汽车电子防盗器增加了许多方便和实用的附加功能。现在市场上出现了具有双向功能的电子防盗器,它不仅能由车主遥控车辆,车辆还能将自身状态传送给车主。1.3芯片式防盗目前,在汽车防盗领域位居重点的当属芯片式数码防盗器。它通过锁住汽车马达、电路和油路达到防盗目的,若没有芯片钥匙便无法起动车辆。数字化的密码重码率极低,而且要用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁,杜绝了被扫描的可能。由于特点突出且使用方便,大多数轿车均采用它作为原配防盗器。目前进口的很多高档车及国产大众、广州本田等车型已装用芯片防盗系统。芯片式防盗已发展到第四代,除了比电子防盗系统更有效的防盗作用外,它还具有特殊诊断功能。6如独特的射频识别技术可保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶者,当驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份,打开或关闭车锁。1.4网络式防盗网络式防盗系统通过网络实现车门的开关和车辆的起动、截停、定位,及根据车主要求提供远程车况报告等功能。目前主要使用的网络有GPS(卫星定位系统)。GPS主要靠锁定点火或起动发动机达到防盗的目的。采用GPS技术的汽车反劫防盗系统由安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端及GSM通信网络组成,接受全球定位卫星发出的定位信息,计算移动目标的经纬度、速度和方向,并利用GSM网络的短信息平台作为通信媒介实现定位信息的传输,具有传统GPS通讯方案无法比拟的优势。7一旦汽车被盗或出现异常,指挥中心可立即通过GPS接收终端设备信号,确定汽车实时地理位置和多方面信息,配合各方面力量及网络优势追回汽车,同时能熄灭发动机,使汽车不能行驶。网络式防盗突破了距离的限制,覆盖范围广,可用于被盗汽车的追踪侦查,可全天候应用,破案速度快,监测定位精度高。GPS防盗技术可以说是一场技术革命,它一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务,能为车主提供全方位的主动式服务,是目前其他类型汽车防盗系统所不能比拟的，但由于GPS防盗技术存在信号盲区、报警迟缓,其防盗性能无法有效保障车辆。8二、GPS汽车防盗系统•随着汽车技术的发展，汽车防盗技术也随之逐步发展起来，先后经历了几次换代。目前，较为先进的防盗技术是利用全球定位系统ＧＰＳ技术制成的防盗产品，其属于网络式电子防盗器，主要依靠锁定点火装置达到防盗目的，同时还可通过ＧＰＳ卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声传到报警中心。9•汽车防盗产品已经历了三代的发展。第一代产品主要是机械锁属于最原始的防盗产品；第二代是电子防盗锁，其密码采用红外线输送，容易被盗贼破解密码，这类防盗系统受到震动会“哇哇叫”报警，但距离受到限制；第三代则是智能化的防盗产品，如数码防盗锁、指纹防盗锁等，它比前两代产品有了较大进步，但由于防盗的主动性不够强，车主对车辆的状态不能及时了解。与上述三代传统的汽车防盗器相比，全球定位系统（ＧＰＳ）防盗技术可以说是一场技术革命。因为ＧＰＳ一改传统防盗器的被动、孤立无助的被动式服务，能为车主提供全方位的主动式服务。10•ＧＰＳ汽车防盗系统是利用全球定位卫星和电子数字地图相结合，辅以通信和防盗报警而构成的现代化高科技汽车防盗系统，城区和郊区均适用。这种汽车防盗系统共有四部分组成：•１、ＧＰＳ定位系统，用以确定汽车的位置。将ＧＰＳ接收机装于汽车内，利用全球定位卫星发送信息，提供经纬度及速度航向数据。通过装在汽车内的ＧＰＳ接收机，能够精确测定汽车所在的当前位置。11２、电子数字地图，是一幅城市的真实地图。电子数字地图是一幅某城市按比例缩小的真实地图，显示街区和特征建筑物。用来表述汽车处于某街某位置，以及被盗汽车的行驶轨迹，以便于拦截。对数字地图的要求，应能根据控制人员的需要随时显示城市全图和街区图。要求显示清晰，特征建筑物显著，也就是说电子数字地图在显示屏上的显示能根据操作人员的要求，进行任意的放大、缩小和平移等。12３、通信系统，用以发送信息。频率３００－４００兆，或８００兆，频宽１０兆。通讯系统是将车载信息与控制中心进行双向通信或单向通讯，通讯系统将车载ＧＰＳ定位信息发至控制中心，确定汽车在电子数字地图上的位置。另外，汽车一旦被盗，汽车发出防盗报警报号，通过通讯系统发送至控制中心，使被盗汽车在电子数字地图的荧光屏上发出特殊的信息，并能及时查证汽车的型号、牌照、颜色、户主等，并显示汽车行车的轨迹，以便跟踪和拦截。13４、报警系统，当汽车被盗时，能发送报警信息。防盗报警器的结构与原理，大致可以分为两大类：一类为机械式，一类为电子式。机械式是机械地将汽车方向盘锁死，使盗车者无法驾驶汽车。电子式是用声光报警。目前市面的汽车报警系统多数为单功能防盗报警，而无防劫持功能。ＧＰＳ汽车防盗报警系统既是多功能防盗，又具有防劫持功能，主要设计思想是采用电子密码锁。其防盗功能有：14１）未输入密码，发动汽车立即报警；２）打开车门后一定间时未输入密码，报警；３）乱送密码，一定时间后报警；４）打开车前盖或后盖报警；５）吊起车辆报警。其防劫持功能为：６）在行车过程中，当司机判明有人欲劫车时，能为司机提供脱身机会。按一特定按钮，在一定时间后，汽车能自动熄火而停驶，并报警；７）当ＧＰＳ防盗器被非法拆卸时，能自动发出报警信息，报警中心很快就能准确判断车辆方位。报警系统，可以有声光，也可以无声光，待需要而定。报警时，报警器接通车载无线电发射装置的电源或其他方法，向控制中心发送被盗、被劫持车辆的车型、牌照、颜色、户主、去向等信息，为公安部门及时实施防盗防劫持创造条件。15•伴随着汽车工业的不断进步，ＧＰＳ在汽车防盗上的应用将越来越普遍。我们可以看到这种产品防盗效果是十分明显的，但其同样也存在一定的防盗缺陷，有待进一步完善和解决。•一是没有建立卫星定位地面监控中心的地区无法工作；二是价格一般都在数千元以上，光安装一套不带显示屏的就需要花费六七千元，而每年还需向服务商交纳近千元的服务费。高昂的费用让许多车主望而却步。(上课开始处)16三、基于多传感器融合技术的汽车防盗系统研究•随着经济的发展和人们生活水平的提高,家庭汽车越来越普及。虽然大多数汽车都带有防盗装置,市场上也有各种汽车附加防盗器,可是这些防盗装置大多只使用单一的传感器,或者只侧重于被动地处理遇警情况,致使错报、漏报现象时有发生,给车主造成了很多不必要的麻烦和财产损失。基于多传感器信息融合技术的汽车防盗系统在综合分析汽车被盗的多种方式的基础上,利用多传感器在性能上的差异性与互补性,综合来自各个传感器的多种数据信息,采用融合方法进行数据分析,可以主动而准确地判断汽车的状态，并且系统还可以利用无线网络同车主进行通信,及时报告汽车状况,提高了报警系统的可靠性。173.1多传感器融合技术多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟,是人类和其他生物系统中普遍存在的一种基本功能,人类本能具有将身体上的各种功能器官(眼、耳、鼻、四肢)所探测的现象(景物、声音、气味和触觉)与先验知识进行综合的能力，以便对他周围的环境和正在发生的情况作出估计。多传感器融合技术其基本原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测信息的合理支配和使用,将各种传感器在时间或空间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合起来,产生被测对象的一致性解释或描述。其目的是基于各传感器分离的观测信息,通过对信息的优化组合得出更多的有用信息;它的最终目标是利用多传感器共同或联合的操作优势,来提高整个传感器系统的有效性,消除单个或少量传感器的局限性。因此,多传感器是数据融合的硬件基础,多源信息是数据融合的加工对象,协调优化和综合处理是数据融合的核心。18•多传感器系统数据融合过程如图1所示。由于被测对象多为具有不同特征的非电量,通过传感器转换成为电信号,经过A/D转换将现场参数变为可由微处理器处理的数字量。数字化后的电信号经过预处理,以滤除数据采集过程中现场环境下的干扰和噪声,经处理后的目标信号作特征提取,根据所提取的特征信号,进行数据融合,最终输出结果。19203.2基于多传感器融合技术的汽车防盗系统由于各种干扰因素的存在,汽车防盗系统本身具有复杂性,单个传感器不能为防盗的决策控制提供准确、可靠的依据。采用多传感器融合技术,可以对汽车被盗信息进行多方面地监测,并采用模糊神经网络技术进行信息融合,从而获得正确的信息,提高决策控制能力,实现准确预警的目的。3.2.1防盗系统结构基于多传感器信息融合的防盗系统采用模块化结构,主要由监测模块、中央处理模块、报警模块、执行模块和通讯模块组成,图2为系统结构图。2122•(1)监测模块由多组传感器及信号处理电路构成,用于车况信息的采集,并将采集的数据信号加以处理后传输至中央处理模块。•(2)中央处理模块接收来自各个传感器的信息进行数据融合,将处理的结果分级。中央处理模块根据不同等级的警报触发不同的报警信号和执行操作,并通过通讯模块将事态判定结果发送到车主手机。当判定态势严重时,可以控制执行模块直接阻断汽车的点火电路,使汽车不能发动。23•(3)报警模块接收中央处理模块的指令,利用声音、闪光进行报警。•(4)执行模块通过通讯模块接收车主手机发送的指令,车主可以方便地进行“汽车锁死”，“警报解除”等操作。•(5)通讯模块能够实现数据通讯功能,该系统以GSM网络作为监控系统数据传输通道,系统将分级的报警信息以短信息形式通过