本實用新型涉及汽車防盜系統(tǒng)及其防盜方法，尤其涉及一種基于OBD接口的氣壓式感應(yīng)汽車入侵檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車的保有量迅速增加，與此同時，汽車被盜的數(shù)量也呈上升趨勢，因此，各種汽車防盜系統(tǒng)應(yīng)運而生。目前汽車防盜手段已經(jīng)非常多，特別是結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)及企業(yè)自主研發(fā)，已經(jīng)具有了機(jī)械式、電子式、網(wǎng)絡(luò)式等多種汽車防盜技術(shù)，然而這些防盜技術(shù)僅僅是針對于汽車整車被盜，即使出現(xiàn)車輛被盜也還有被找回的可能性。

在眾多防盜產(chǎn)品中，主要是通過震動來觸發(fā)報警，而這種方式容易受周圍環(huán)境因素影響，如汽車從旁邊經(jīng)過、放鞭炮、打雷等等，很容易產(chǎn)生誤報，并且在報警后發(fā)出高分貝的聲音提醒，容易擾民。

中國專利CN101301880A公開了一種汽車防盜系統(tǒng)及其防盜方法，包括手機(jī)系統(tǒng)、氣壓傳感器、定位系統(tǒng)機(jī)放大電路。氣壓傳感器與放大電路連接，放大電路及定位系統(tǒng)均與手機(jī)系統(tǒng)連接，當(dāng)汽車的車門被開啟或車窗被破壞時，氣壓傳感器感測車內(nèi)的氣壓變化并產(chǎn)生氣壓變化信號進(jìn)行放大信號，放大電路對氣壓傳感器感測的氣壓變化信號進(jìn)行方法，手機(jī)系統(tǒng)接收方法電路輸出的信號并利用手機(jī)系統(tǒng)的實時通信功能向車主發(fā)出汽車被盜信息，定位系統(tǒng)發(fā)出汽車的位置信息以確定汽車當(dāng)前位置便于實時跟蹤汽車。但是該專利中無法確認(rèn)氣壓變化是汽車開門導(dǎo)致，還是外界因素導(dǎo)致，誤報率較大。目前也有通過從汽車OBD口(On-Board Diagnostic,車載診斷系統(tǒng))來獲取車輛故障狀態(tài)，如車門狀態(tài)、后備箱狀態(tài)，檢測到異常后通過某種方式告知用戶來采取措施。然而，由于汽車種類的繁多，各家在OBD口都一定程度上都采用了私有協(xié)議，這類產(chǎn)品的兼容性無法做到所有車輛都兼容，需要對不同車型做匹配、測試，消耗大量的研發(fā)時間，甚至于部分這類產(chǎn)品會導(dǎo)致汽車無法使用，這將給用戶選擇造成一定的困擾，反而給用戶帶來不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于OBD接口的氣壓式感應(yīng)汽車入侵檢測裝置，壓力傳感器檢測汽車車廂內(nèi)、后備箱內(nèi)的空氣壓力變化，當(dāng)滿足汽車開門引起的壓力變化條件時，啟動入侵復(fù)核系統(tǒng)，進(jìn)一步地通過微波傳感器進(jìn)行復(fù)核來確定是否為非法入侵的檢測方法，并能夠立即將該非法入侵信息告知用戶以使用戶及時采取應(yīng)對措施，給用戶提供生活安全服務(wù)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種基于OBD接口的氣壓式感應(yīng)汽車入侵檢測裝置，包括與車載OBD接口連接的單片機(jī)處理系統(tǒng)，與單片機(jī)處理系統(tǒng)連接的車內(nèi)氣壓檢測系統(tǒng)、報警單元；

所述單片機(jī)處理系統(tǒng)包括單片機(jī)處理器，以及連接在單片機(jī)處理器外圍的時鐘振蕩單元、供電單元、復(fù)位單元；

所述車內(nèi)氣壓檢測系統(tǒng)包括：

氣壓傳感器，用于檢測汽車內(nèi)部的壓力變化信號，并將壓力變化信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；

第一放大單元，其輸入端與氣壓傳感器的輸出端連接，用于放大氣壓傳感器檢測到的車內(nèi)壓力變化的電壓信號；

第一整形單元，其輸入端與第一放大單元的輸出端連接，用于對所述第一放大單元傳送的電壓信號進(jìn)行整形；

還包括入侵復(fù)核系統(tǒng)，所述入侵復(fù)核系統(tǒng)包括：

微波傳感器，用于檢測汽車周圍的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號；

第二放大單元，其輸入端與微波傳感器的輸出端連接，用于放大微波傳感器檢測到的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號；

第二整形單元，其輸入端與第二放大單元的輸出端連接，用于對所述第二放大單元傳送的電壓信號進(jìn)行整形；

所述第一整形單元和第二整形單元的輸出端均與單片機(jī)處理器的中斷觸發(fā)端口連接，第一整形單元和第二整形單元輸出的信號用于喚醒單片機(jī)處理器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊；

所述第一放大單元和第二放大單元的輸出端均同時與單片機(jī)處理器的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，當(dāng)單片機(jī)處理器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊被喚醒后，單片機(jī)處理器通過A/D轉(zhuǎn)換端口采集第一放大單元或第二放大單元的模擬信號；

所述單片機(jī)處理器與微波傳感器之間還設(shè)置有觸發(fā)單元，當(dāng)單片機(jī)處理器判斷汽車內(nèi)部的壓力變化信號超過單片機(jī)處理器內(nèi)部的設(shè)定值時，觸發(fā)微波傳感器工作，采集汽車周圍的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號；

所述車載OBD接口(600)通過電源轉(zhuǎn)換模塊(700)與單片機(jī)處理器(110)連接，用于向單片機(jī)處理器(110)、以及與單片機(jī)處理器(110)連接的各個單元提供穩(wěn)定工作電壓。

進(jìn)一步地，還包括與單片機(jī)處理器連接的傳輸單元，當(dāng)汽車遭受外部入侵時，用于向用戶發(fā)送警報信息。

優(yōu)選地，所述氣壓傳感器采用駐極體話筒。

再進(jìn)一步地，所述第一放大單元與第二放大單元的電路結(jié)構(gòu)相同，包括依次連接的信號放大電路和低通濾波電路，所述信號放大電路由第一運算放大器IC1A及其外圍的若干電阻器、電容器、可調(diào)電位器組成；所述低通濾波電路由第二運算放大器IC1B濾波電路及其外圍的若干電阻器、電容器組成；且所述第二運算放大器IC1B的輸出端分別通過兩個電阻器分支為兩路輸出信號，一路輸出信號供給單片機(jī)處理器的A/D轉(zhuǎn)換端口，另一路輸出信號供給第一整形單元/第二整形單元。

更進(jìn)一步地，所述第一整形單元與第二整形單元的電路結(jié)構(gòu)相同，均包括上窗口比較器電路和下窗口比較器電路，所述上窗口比較器電路和下窗口比較器電路分別由第三運算放大器IC1C和第四運算放大器IC1D及其外圍的若干電阻器、電容器組成；第一放大單元/第二放大單元的輸出信號經(jīng)由上窗口比較器電路、下窗口電路后分別向單片機(jī)處理器提供正向整形波形和負(fù)向整形波形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：

(1)本實用新型的入侵檢測系統(tǒng)通過氣壓傳感器對汽車車內(nèi)氣壓變化的檢測，并通過微波傳感器進(jìn)行復(fù)核；同時，通過氣壓與微波的雙鑒復(fù)核的方法，有效降低誤報，提高了入侵檢測系統(tǒng)的可靠性；單片機(jī)處理器通過電源轉(zhuǎn)換模塊與車載OBD接口連接，不需要更改汽車上的線路，就能較好地實現(xiàn)汽車入侵檢測，使用方便，不受汽車結(jié)構(gòu)本身的限制，有較好的通用性；同時，改變了傳統(tǒng)通過車載OBD接口采集報警信息的方式，提高報警信息采集的準(zhǔn)確性。

(2)本實用新型中第一放大單元和第二放大單元中通過可調(diào)電位器調(diào)整放大倍數(shù)，有效解決了因氣壓傳感器、微波處傳感器個體差異造成的放大信號不一致的情況，提高了精確度。

附圖說明

圖1是本實用新型的控制系統(tǒng)框圖。

圖2是本實用新型中第一放大單元的電路圖。

圖3是本實用新型中第一整形單元的電路圖。

圖4是本實用新型中壓力傳感器信號經(jīng)過第一放大單元的波形示意圖。

圖5是圖4中的放大信號經(jīng)過第一整形單元后的波形示意圖。

圖6是本實用新型中單片機(jī)處理系統(tǒng)的電路圖。

圖7是本實用新型中觸發(fā)單元的電路圖。

圖8是本實用新型的控制流程圖。

附圖中的部分零部件名稱為：

110-單片機(jī)處理器，120-時鐘振蕩單元，130-供電單元，140-復(fù)位單元，210-氣壓傳感器，220-第一放大單元，230-第一整形單元，300-報警單元，410-微波傳感器，420-第二放大單元，430-第二整形單元，440-觸發(fā)單元，500-傳輸單元，600-車載OBD接口，700-電源轉(zhuǎn)換模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，一種基于OBD接口的氣壓式感應(yīng)汽車入侵檢測裝置，包括：單片機(jī)處理系統(tǒng)、車內(nèi)氣壓檢測系統(tǒng)、入侵復(fù)核系統(tǒng)；所述單片機(jī)處理系統(tǒng)包括單片機(jī)處理器110，以及連接在單片機(jī)處理器110外圍的時鐘振蕩單元120、供電單元130、復(fù)位單元140；單片機(jī)處理器110通過電源轉(zhuǎn)換模塊700與車載OBD接口600連接，向單片機(jī)處理器110以及與單片機(jī)處理器110連接的各個單元提供穩(wěn)定的工作電壓。

所述車內(nèi)氣壓檢測系統(tǒng)包括：

氣壓傳感器210，用于檢測汽車內(nèi)部的壓力變化信號，并將壓力變化信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；

第一放大單元220，其輸入端與氣壓傳感器210的輸出端連接，用于放大氣壓傳感器210檢測到的反應(yīng)車內(nèi)壓力變化的電壓信號；

第一整形單元230，其輸入端與第一放大單元20的輸出端連接，用于對所述第一放大單元220傳送的電壓信號進(jìn)行整形；

所述入侵復(fù)核系統(tǒng)包括：

微波傳感器410，用于檢測汽車周圍的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號；

第二放大單元420，其輸入端與微波傳感器410的輸出端連接，用于放大微波傳感器410檢測到的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號；

第二整形單元430，其輸入端與第二放大單元420的輸出端連接，用于對所述第二放大單元420傳送的電壓信號進(jìn)行整形；

所述第一整形單元230和第二整形單元430的輸出端均與單片機(jī)處理器110的中斷觸發(fā)端口連接，第一整形單元230和第二整形單元430輸出的信號用于喚醒單片機(jī)處理器110內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊；

所述第一放大單元220和第二放大單元420的輸出端均同時與單片機(jī)處理器110的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，當(dāng)單片機(jī)處理器110內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊被喚醒后，單片機(jī)處理器110通過A/D轉(zhuǎn)換端口采集第一放大單元220和第二放大單元420的模擬信號；

所述單片機(jī)處理器110與微波傳感器410之間還設(shè)置有觸發(fā)單元440，當(dāng)單片機(jī)處理器110判斷汽車內(nèi)部的壓力變化信號超過單片機(jī)處理器110內(nèi)部的設(shè)定值時，觸發(fā)微波傳感器410工作，采集汽車周圍的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號。

本實用新型的汽車入侵檢測系統(tǒng)還包括與單片機(jī)處理器連接的報警單元300和傳輸單元500，當(dāng)單片機(jī)處理器110根據(jù)車內(nèi)氣壓檢測系統(tǒng)和入侵復(fù)核系統(tǒng)的信號判定汽車遭受外部入侵時，通過報警單元300發(fā)出警報，同時通過傳輸單元500向用戶發(fā)送信息。

氣壓傳感器210采用駐極體話筒，駐極體話筒由駐極體薄膜和背極構(gòu)成，駐極體薄膜上有自由電荷，當(dāng)空氣壓力發(fā)生變化時駐極體薄膜會產(chǎn)生特定頻率的振動，進(jìn)而產(chǎn)生交變的電壓信號，從而使得氣壓傳感器210能夠采集空氣壓力變化所產(chǎn)生的電壓信號。

微波傳感器410主要由微波振蕩器和微波天線組成，微波振動器產(chǎn)生振蕩微波信號后通過微波天線發(fā)射出去；由微波天線發(fā)射出的微波，遇到被測物體時將被吸收或反射，使微波功率發(fā)生變化。接收天線接收通過被測物體或由被測物反射回來的微波，并將它轉(zhuǎn)換成電信號。

如圖2所示，第一放大單元220包括信號放大電路和低通濾波電路；氣壓傳感器210的氣壓變化信號InPut1經(jīng)過電阻器R11、電容器C11做一次濾波處理后與基準(zhǔn)電壓VCC進(jìn)行疊加，然后經(jīng)由第一運算放大器IC1A、以及由電阻器R12、電阻器R13、電容器C12、電容器C13、可調(diào)電位器Rw1組成的放大倍數(shù)調(diào)整電路進(jìn)行放大，放大倍數(shù)調(diào)整電路中電阻器R12作為負(fù)反饋，當(dāng)因氣壓傳感器個體差異以及其他因素導(dǎo)致在標(biāo)準(zhǔn)條件下放大信號不一致時，可通過可調(diào)電位器Rw1進(jìn)行微調(diào)，確保放大后信號的一致性；以第二運算放大器IC1B為核心的低通濾波電路，將經(jīng)由第一運算放大器IC1A放大的信號進(jìn)行低通濾波，使得第一放大單元220的電壓信號為所需頻率范圍內(nèi)的電壓信號；第二運算放大器IC1B的輸出端分別通過電阻器R17、電阻器R18分支為兩路輸出信號，一路輸出信號OutPut1與單片機(jī)處理器110的A/D轉(zhuǎn)換端口連接，另一路輸出信號OutPut2與下一級的第一整形單元230連接。

如圖3所示,第一整形單元230通過上窗口比較器電路和下窗口比較器電路實現(xiàn)對第一整形單元230放大、濾波后的電壓信號進(jìn)行整形。第一放大單元220的輸出信號OutPut2與第一整形單元的輸入信號InPut2，上窗口比較器電路由第三運算放大器IC1C、電阻器R21、電阻器R22、電阻器R23組成，基準(zhǔn)電壓VCC經(jīng)電阻器R21、電阻器R22分壓后的窗口電壓VTHH流入第三運算放大器IC1C與輸入信號InPut2進(jìn)行比較，第三運算放大器IC1C的輸出信號經(jīng)過電阻器R23后獲得一正向整形波形OutPut3；同樣的下窗口比較器電路由第四運算放大器IC1D、電阻器R24、電阻器R25、電阻器R26組成，基準(zhǔn)電壓VCC經(jīng)電阻器R24、電阻器R25分壓后的窗口電壓VTHL流入第四運算放大器IC1D與輸入信號InPut2進(jìn)行比較，第四運算放大器IC1D的輸出信號經(jīng)過電阻器R26后獲得一負(fù)向整形波形OutPut4。

經(jīng)過第一放大單元220放大后的波形如圖5所示，既是第一整形單元的輸入信號InPut2的波形，也是單片機(jī)處理器110采集的氣壓變化放大信號波形；當(dāng)InPut2≥VTHH，則上窗口比較器輸出信號OutPut3為低電平；當(dāng)InPut2<VTHH，則上窗口比較器輸出信號OutPut3為高電平；當(dāng)InPut2≤VTHL，則下窗口比較器輸出信號OutPut4為低電平；當(dāng)InPut2>VTHL，則下窗口比較器輸出信號OutPut4為高電平；輸出信號OutPut3、輸出信號OutPut4的波形高低電平變化將傳送給單片機(jī)處理器110，并產(chǎn)生中斷信號來喚醒單片機(jī)處理器110，同時，單片機(jī)處理器110累計上、下窗口輸出信號為低電平的波形圖如圖6所示。

第二放大單元420與第一放大單元220、第二整形單元430與第一整形單元230的電路結(jié)夠相同，只需對電阻器、電容器的容阻值進(jìn)行調(diào)整；第二放大單元420的兩路輸出信號分別為OutPut1’、OutPut2’，第二整形單元430的兩路輸出信號分別為OutPut3’、OutPut4’。

如圖6所示，單片機(jī)處理器110的中斷觸發(fā)端口PA01、PA02分別與第一整形單元230的兩路輸出信號OutPut3、OutPut4相連接，另一中斷觸發(fā)端口PA04、PA05分別第二整形單元430的兩路輸出信號OutPut3’、OutPut4’相連接；單片機(jī)處理器110的A/D轉(zhuǎn)換端口PA03與第一放大單元220的放大輸出信號OutPut1相連接，A/D轉(zhuǎn)換端口PA06與第二放大單元420的放大輸出信號OutPut1’相連接。

如圖7所示，觸發(fā)單元440為一微波傳感器410的使能控制單元，分別由電阻器R31、R32、R33、三極管Q31組成，單片機(jī)處理器110的觸發(fā)信號InPut5經(jīng)電阻器R31輸入，當(dāng)觸發(fā)信號InPut5為高電平時三極管Q31不導(dǎo)通，從而輸出信號為OutPut5為R33的下拉信號，也即低電平，微波傳感器410不工作；當(dāng)需要觸發(fā)微波傳感器410工作時，InPut5輸入信號為低電平，三極管Q31導(dǎo)通，OutPut5輸出信號為高電平，從而微波傳感器410立即啟動并搜素周圍人體移動引起微波信號。

如圖8所示，本實用新型還提供了該汽車入侵檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

S1、車內(nèi)氣壓變化檢測：氣壓傳感器210采集汽車內(nèi)部的壓力變化信號，經(jīng)過第一放大單元220、第一整形單元230后傳送至單片機(jī)處理器110；

S2、氣壓變化中斷信號判斷：單片機(jī)處理器110若接收到第一整形單元230發(fā)送的中斷信號ST100，則執(zhí)行步驟S3；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S1；

S3、氣壓變化信號采集與判斷：中斷信號ST100將單片機(jī)處理器110從休眠模式或者其他模式喚醒，單片機(jī)處理器110內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊采集第一放大單元210的輸出信號ST101；同時，單片機(jī)處理器110累計第一整形單元230上、下窗口比較器輸出信號為低電平的時間ST102，當(dāng)檢測到整形單元輸出波形超過1秒無變化，則執(zhí)行步驟S4；否則，繼續(xù)執(zhí)行S3；

參考圖5和圖6的波形，分別記錄圖中標(biāo)注的t1到t2的時間為dt1、t2到t3的時間為dt2、t3到t4的時間dt3、波形超時檢測時間t4到t5的時間為timeout，即：

dt1＝t2-t1；

dt2＝t3-t2；

dt3＝t4-t3；

timeout＝t5-t4；

S4、汽車開門條件判斷：當(dāng)timeout時間超過1秒時，分別判斷dt1、dt2、dt3是否都滿足不同環(huán)境條件下測試的參考值范圍，并結(jié)合從t1時間開始到t5時間段內(nèi)單片機(jī)處理器A/D轉(zhuǎn)換端口采集的信號ST101進(jìn)行分析，驗證這段時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)是否存在毛刺、波峰值、波谷值是否在允許的幅度范圍內(nèi)，并根據(jù)用戶自行選擇的靈敏度自動調(diào)節(jié)參考值，最終確定氣壓變化是否為汽車開門引起的氣壓變化條件：如果輸出信號ST101滿足汽車開門引起的氣壓變化條件，執(zhí)行步驟S5；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S3；

S5、入侵復(fù)核系統(tǒng)啟動：微波傳感器410常態(tài)為待機(jī)狀態(tài)，只有當(dāng)氣壓傳感器210的氣壓變化信號滿足汽車開門引起的氣壓變化條件后，單片機(jī)處理器110通過觸發(fā)單元440觸發(fā)微波傳感器410啟動，開始采集汽車周圍的人體移動引起的頻率變化所產(chǎn)生的電壓信號,經(jīng)過第二放大單元420、第二整形單元430后傳送至單片機(jī)處理器110；

S6、微波中斷信號判斷：單片機(jī)處理器110接收到第二整形單元430發(fā)送的中斷信號ST110，則執(zhí)行步驟S8；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S6；

S7、微波信號采集與判斷：第二整形單元430發(fā)送的中斷信號ST110將單片機(jī)處理器110從其他模式喚醒，優(yōu)先處理第二放大單元420、第二整形單元430的信號，單片機(jī)處理器110內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換模塊開始采集第二放大單元430的輸出信號ST111；同時，單片機(jī)處理器110累計第二整形單元430上、下窗口比較器輸出為低電平信號的時間ST112，若檢測到第二整形單元430輸出波形超過1秒無變化，則執(zhí)行步驟S8；否則，繼續(xù)執(zhí)行S7；

S8、人體移動條件判斷：單片機(jī)處理器110對時間ST112內(nèi)采集的第二放大單元420的輸出信號ST111是否滿足人體移動條件進(jìn)行判斷：如果輸出信號ST111滿足人體移動的條件，則表明當(dāng)前汽車內(nèi)部的氣壓變化量由人體開門導(dǎo)致，即汽車遭受外部入侵，則報警單元300可通過聲或等作出相應(yīng)的警示，同時，傳輸單元500將該報警信息通過無線通訊方式通知用戶汽車遭受外部入侵，用戶收到該入侵信息后及時采取應(yīng)對措施；如果輸出信號ST111不滿足人體移動的條件，則表明汽車未遭受外部入侵，無需發(fā)出警報，繼續(xù)檢測。

當(dāng)單片機(jī)處理器110對第二放大單元420的輸出信號ST111是否滿足人體移動條件進(jìn)行判斷后，微波傳感器410再次回到待機(jī)狀態(tài)，暫停工作，直至被觸發(fā)單元440再次觸發(fā)。

本實用新型的檢測系統(tǒng)及方法通過單片機(jī)處理器對汽車內(nèi)部的空氣壓力變化發(fā)生響應(yīng)后，再通過微波傳感器探測進(jìn)行核實汽車內(nèi)的空氣壓力變化是否是人為開門所引起的，避免如大風(fēng)、放鞭炮、打雷、音爆等環(huán)境因素導(dǎo)致汽車內(nèi)空氣壓力發(fā)生變化造成的誤報警。本實用新型的方法可用于汽車車內(nèi)物品防盜、車輛防盜上，同時也可以用于其他具有一定密封環(huán)境空間內(nèi)的物品防盜。由于該檢測方法對安裝位置要求不高，只要空間內(nèi)的空氣變化能通過該裝置，該入侵檢測方法就能準(zhǔn)確地檢測到，因此，用戶可以在任何地方方便地使用該裝置。

上述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實用新型的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。