自行車防盜智能檢測報警系統及其設計方法與流程

2023-06-01 19:50:51

本發明涉及自行車新型防盜技術領域，尤其涉及一種自行車防盜智能檢測報警系統及其設計方法。

背景技術：

隨著人們的環保意識的加強，自行車成為時下一種時尚的環保低碳的出行工具。開發智能自行車鎖能夠方便人們對自行車的使用，而且市場前景廣闊。目前市面的自行車防盜裝置一般是以機械鎖為主，但設計上都大同小異，無論是固定式還是活動的U形框架式、鏈條式還是鋼絲式，靠的都是金屬條或鏈的強度來實現鎖具的有效性。這樣的防盜方式，會導致自行車極易被竊賊用專業的剪切工具破壞鎖的結構而盜走自行車，或者直接把整臺自行車抬走，沒有起到比較好的防盜功能。比如專利號201410786331.2的發明創造，其也只是加固了鎖的機械結構，不具有報警的功能，還是會存在鎖被破壞或者整臺車被抬走的被盜風險。又比如專利號201310447468.8的發明創造，其即使加上的觸摸式報警系統，但是這種單一性的報警系統在報警存在很多盲點，也會造成誤判現象的屢屢發生。雖說安全係數的確有所增高，但是誤判的麻煩也隨之而來了。目前市面還沒有一種真正意義上智能自行車鎖，也沒有一種真正意義上進行防盜檢測並報警的方法。本發明主要在自行車上安裝多個隱蔽的裝置來檢測自行車多個部分的動作狀態信息，一旦動作狀態信息出現異常情況，還可以判別出當前情況是否屬於被盜竊的情況還是正常的被碰撞、挪動的情況，再去選擇發出警報與否，由此即實現了自行車的報警防盜功能也減少了因誤判而報警的情況發生。

技術實現要素：

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種自行車防盜智能檢測報警系統及其設計方法，能夠準確識別自行車是否處於被盜風險情況，且及時發出報警警報，具有非常有效的防盜功能。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種自行車防盜智能檢測報警系統，包括自行車動作識別裝置、振動檢測裝置、輪胎轉動檢測裝置以及信息處理系統，所述自行車動作識別裝置、振動檢測裝置、輪胎轉動檢測裝置均與信息處理系統連接，其中

所述自行車動作識別裝置固定於自行車的車架上管中心處，用於識別自行車的動作狀態，並將現動作狀態信息發送到信息處理系統；

所述振動檢測裝置固定於自行車的車座座墊裡面，用於判別自行車是否在持續的一段時間內振動，並將實時振動信息發送到信息處理系統；

所述輪胎轉動檢測裝置固定設置於自行車的前剎車附近的前叉處，用於識別自行車輪胎的轉動情況，並將實時轉動情況發送到信息處理系統；

所述的信息處理系統固定於自行車的車架中管中心處，用於處理以上各裝置所發送來的信號，並根據信號來判斷是否作出警報。

進一步地，所述自行車動作識別裝置包括運動傳感器、單片機以及第一藍牙模塊，其中

所述運動傳感器用於自行車的動作識別，並將實時動作狀態信息發送給單片機；

所述單片機用於處理動作狀態信息，並將相關處理數據通過第一藍牙模塊發送給所述信息處理系統。

進一步地，所述振動檢測裝置包括振動傳感器、單片機以及第二藍牙模塊，其中

所述振動傳感器用於檢測自行車是否在一段時間內振動並將將該振動信息發送給單片機；所述的一段時間內，具體根據用戶自行設定；

所述單片機用於判別該振動信息是否為危險信號，並將該結果通過第二藍牙模塊以無線傳輸的方式發送給所述信息處理系統。

進一步地，所述輪胎轉動檢測裝置包括碼錶、霍爾傳感器、單片機以及第三藍牙模塊，其中

所述碼錶和霍爾傳感器用於檢測自行車的輪胎是否在持續地轉動並將該結果發送給單片機；

所述單片機用於處理碼錶以及霍爾傳感器檢測的結果，並將該結果通過第三藍牙模塊以無線傳輸的方式發送給所述信息處理系統。

進一步地，所述的信息處理系統包括單片機及若干藍牙模塊，其中

所述藍牙模塊用於與自行車動作識別裝置、振動檢測裝置以及輪胎轉動檢測裝置各自包括的藍牙模塊以無線傳輸的方式進行通信；

所述單片機用於處理自行車動作識別裝置，振動檢測裝置，輪胎轉動檢測裝置所返回的信息檢測出自行車當前狀態是否處於危險狀態並把該狀態傳達給用戶客戶端。

本發明另一目的是提供一種自行車防盜智能檢測報警系統的設計方法，包括以下步驟：

S1、自行車動作識別裝置識別處理自行車動作狀況；

S2、振動檢測裝置判別處理自行車振動狀況；

S3、輪胎轉動檢測裝置檢測處理自行車輪胎的轉動狀況；

S4、信息處理系統獲取各裝置的處理狀況並傳達給用戶客戶端。

進一步地，所述步驟S1具體過程為：

S11、自行車動作識別裝置啟動；

S12、自行車動作識別裝置讀取相關數據，並通過算法處理得出自行車的實時動作狀態；

S13、自行車動作識別裝置判斷自行車的實時動作狀態是否屬於危險狀態，若是，則進入下一步驟；若否，則繼續讀取相關數據並進行識別；

S14、自行車動作識別裝置把自行車動作的危險狀態信號和動作信息發送給信息處理系統；

S15、自行車動作識別裝置每隔一分鐘刷新數據並返回步驟S12。

進一步地，所述步驟S2具體過程為：

S21、振動檢測裝置開啟；

S22、振動檢測裝置檢測自行車是否在持續的15秒振動，若是，則進入下一步驟；若否，則繼續檢測並進行判別；

S23、振動檢測裝置把自行車振動持續的振動作為危險信號，並發送到信息處理系統；

S24、振動檢測裝置每隔一分鐘刷新數據並返回步驟S22。

進一步地，所述步驟S3具體過程為：

S31、輪胎轉動檢測裝置開啟；

S32、輪胎轉動檢測裝置檢測自行車的輪胎是否在持續地轉動，若是，則進入下一步驟；若否，則繼續檢測並進行判別；

S33、輪胎轉動檢測裝置把自行車輪胎持續地轉動作為危險信號，並發送到信號處理系統；

S34、輪胎轉動檢測裝置每隔十分鐘刷新數據並返回步驟S32。

進一步地，所述步驟S4具體過程為：

S41、信息處理系統開啟；

S42、信息處理系統等待自行車動作識別裝置、振動檢測裝置和輪胎轉動檢測裝置發送信號，若有危險信號，則進入下一步驟；若否，則繼續等待危險信號的發送；

S43、信息處理系統把危險信號的相應危險警報傳達給用戶客戶端；

S44、信息處理系統處理分析自行車出現危險信號的原因，並根據原因來判斷是否作出警報；

S45、信息處理系統每隔十分鐘刷新數據並返回步驟S42。

採用上述技術方案後，本發明至少具有如下有益效果：

1、本發明通過讀取自行車被盜時的動作行為信息與日常碰撞的信息的差異來檢測自行車的狀態是否安全；

2、本發明自行車動作識別裝置用於識別自行車的動作狀態，振動檢測裝置用於判別自行車是否在一段時間內持續振動，輪胎轉動檢測裝置用於識別自行車輪胎的轉動情況，信息處理系統用於處理以上各裝置所發送來的信號，若識別為危險信號，分析其原因並傳達給用戶客戶端，且根據其原因判斷是否該作出警報，實現了自行車自我檢測出自身是否處於被盜竊狀態的智能化，也實現用戶遠程了解和掌握自行車的安全信息，便於用戶及時對突發情況進行應對；

3、本發明自行車的防盜智能檢測裝置在很大的程度上降低了自行車被盜的概率，提高了自行車自身的安全係數，從而使用戶的自行車更加安全。

附圖說明

圖1為本發明自行車防盜智能檢測報警系統的裝置構成圖；

圖2為本發明自行車防盜智能檢測報警系統的設計方法中自行車動作識別裝置的使用步驟流程；

圖3為本發明自行車防盜智能檢測報警系統的設計方法中振動檢測裝置的使用步驟流程；

圖4為本發明自行車防盜智能檢測報警系統的設計方法中輪胎轉動檢測裝置的使用步驟流程；

圖5為本發明自行車防盜智能檢測報警系統的各種裝置處於自行車中的具體位置示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互結合，下面結合附圖和具體實施例對本申請作進一步詳細說明。

實施例

如圖1所示，本發明提供一種自行車防盜智能檢測報警系統，包括自行車動作識別裝置、振動檢測裝置、輪胎轉動檢測裝置以及信息處理系統，所述自行車動作識別裝置、振動檢測裝置、輪胎轉動檢測裝置均與信息處理系統連接，優選的，所述的自行車動作識別裝置由STM32單片機、mpu6050等運動信息傳感器、藍牙模塊所組成。

優選的，所述的振動檢測裝置由STM32單片機、藍牙模塊及振動傳感器所組成。

優選的，所述的輪胎轉動檢測裝置由STM32單片機、碼錶、霍爾傳感器及藍牙模塊所組成。

優選的，所述的信息處理系統由STM32單片機及多個藍牙模塊所組成。

所述的自行車動作識別裝置固定於自行車的中心處，用於識別自行車的動作狀態，並將現動作狀態信息發送到信息處理系統。

所述的振動檢測裝置，用於判別自行車是否在持續的一段時間在振動，並將現振動信息發送到信息處理系統。

所述的輪胎轉動檢測裝置固定於自行車的輪胎處，用於識別自行車輪胎的轉動情況，並將現轉動情況發送到信息處理系統。

所述的信息處理系統用於處理以上各裝置所發送來的信號，若識別為危險信號，分析其原因並傳達給用戶客戶端，並根據其原因判斷是否作出警報。

本實施例方案中所述的自行車動作識別裝置由單片機、mpu6050等運動信息傳感器、藍牙模塊所組成。MPU6050的角速度全格感測範圍為±250、±500、±1000與±2000°/sec(dps)，可準確追蹤快速與慢速動作，並且，用戶可程式控制的加速器全格感測範圍為±2g、±4g±8g與±16g，藍牙模塊用於發送數據。

本實施例方案中所述的振動檢測裝置採用振動傳感器，該振動傳感器對振動的敏感度可調，功率小，對於持續一段時間的振動可以識別出來，主要檢測自行車遇到車鎖強行撬開或者擰螺絲拆卸的盜竊行為所引起的「異常振動」。

本實施例方案中所述的輪胎轉動檢測裝置由碼錶、霍爾傳感器、所組成。碼錶和霍爾傳感器均用作檢測車輪轉動情況，以此數據來檢測自行車是否被抬起前輪(後輪)，以單輪著地推著走的盜竊行為。

本實施例方案中所述的信息處理系統採用STM32單片機及藍牙模塊。STM32系列的單片機具有強大的運算能力和數據處理處理能力，應用在處理各裝置發送回來的數據使該裝置信息處理更加迅速和穩定，藍牙模塊主要用於接收各裝置發送來的信號及發送信息到用戶客戶端中。

本實施方案中，所述的自行車防盜智能檢測報警系統，提供了自行車防盜智能檢測報警系統設計方法，即自行車動作識別裝置、振動檢測裝置及輪胎轉動檢測裝置把檢測的信號發送到信息處理系統，若信息處理系統識別為危險信號，分析其原因並傳達給用戶客戶端，並根據其原因判斷是否作出警報，從而實現了自行車智能自我檢測出自身是否處於被盜竊狀態，大大提高了自行車自身安全係數。

如圖2所示，本實施例方案中自行車動作識別裝置識別處理自行車動作狀態的整體工作流程，按以下步驟進行：

(a)自行車動作識別裝置啟動；

(b)自行車動作識別裝置讀取相關數據並通過算法處理後得出該自行車的動作狀態；

(c)自行車動作識別裝置判別該自行車現動作狀態是否屬於危險狀態。若是，則進入下一步驟；若否，繼續讀取數據並進行判別；

(d)自行車動作識別裝置把自行車動作危險信號和動作信息發送到信息處理系統；

(e)自行車動作識別裝置每隔一分鐘刷新數據並返回步驟(b)。

如圖3所示，本實施例方案中振動檢測裝置判別處理自行車振動狀況的整體工作流程，按以下步驟進行：

(a)振動檢測裝置開啟；

(b)振動檢測裝置檢測自行車是否在持續15秒在振動，若是，則進入下一步驟；若否，繼續檢測並進行判別；

(c)振動檢測裝置把自行車振動危險信號發送到信息處理系統；

(d)振動檢測裝置每隔一分鐘刷新數據並返回步驟(b)。

如圖4所示，本實施例方案中輪胎轉動檢測裝置檢測處理自行車輪胎的轉動情況的整體工作流程，按以下步驟進行：

(a)輪胎轉動檢測裝置開啟；

(b)輪胎轉動檢測裝置檢測自行車的輪胎是否在持續轉動，若是，則進入下一步驟；若否，繼續檢測並進行判別；

(c)輪胎轉動檢測裝置把自行車輪胎轉動危險信號發送到信號處理系統；

(d)輪胎轉動檢測裝置每隔十分鐘刷新數據並返回步驟(b)。

本實施例方案中信息處理系統獲取各裝置情況處理分析並傳達給用戶客戶端的整體工作流程，按以下步驟進行：

(a)信息處理系統開啟；

(b)信息處理系統等待自行車動作識別裝置、振動檢測裝置、輪胎轉動檢測裝置上傳信號，若有危險信號，則進入下一步驟；若否，則繼續等待危險信號；

(c)信息處理系統把相應的危險警報先傳達給用戶客戶端；

(d)信息處理系統處理分析自行車情況可能的原因並根據其原因判斷是否作出警報；

(e)信息處理系統每隔十分鐘刷新數據並返回步驟(b)。

例如：

1、信息處理系統若接收自行車振動危險信號，則判別為「異常振動」，而且把這一情況傳達給用戶客戶端並作出警報，並提示該自行車可能遇到車鎖強行撬開或者擰螺絲拆卸的盜竊行為；

2、信息處理系統若接收到自行車動作危險信號和自行車振動危險信號，而且判別為「異常振動」和動作信息為「向上」，把這一情況傳達給用戶客戶端並作出警報，並提示該自行車可能遇到整臺車被抬起搬走的盜竊行為；

3、信息處理系統若接收到自行車動作危險信號和自行車輪胎轉動危險信號，而且判別為「輪胎異常轉動」和動作信息為「向上」，把這一情況傳達給用戶客戶端並作出警報，並提示提示該自行車可能遇到他人把車鎖固定一端的輪胎抬起，並以未上鎖的另一個輪胎滑動推走的危險盜竊行為；

4、信息處理系統若接收到自行車動作危險信號，而且判別為動作信息為「向左」或「向右」，把這一情況傳達給用戶客戶端，並提示提示該自行車可能遇到只是碰倒或者被人挪開的非盜竊行為不作警報。

如圖5所示，自行車防盜智能檢測報警系統，每一個裝置安裝在自行車上的位置示意圖。其中，自行車動作識別裝置1固定於自行車的車架上管中心處，振動檢測裝置2固定於自行車的車座座墊裡面，輪胎轉動檢測裝置3固定設置於自行車的前剎車附近的前叉處，信息處理系統4固定於自行車的車架中管中心處。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解的是，在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種等效的變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同範圍限定。