本發(fā)明涉及電動自行車安全防盜領(lǐng)域，具體是一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)及認證方法。
背景技術(shù)：
：電動自行車因其環(huán)保、價格低等特點，是市民最青睞的代步工具。但隨著數(shù)量的增加，被盜事件也日益嚴重，頻繁發(fā)生的偷盜活動給社會帶來不安定因素，也造成了巨大的經(jīng)濟損失。目前市場上的防盜器包括：機械式，但機械鎖易于拆除，不能很好的保護車輛的安全；電子式防盜器多為另外加裝，專業(yè)偷盜只需切斷信號連接就會使其失效，實際防盜效果有限；基于GPS的防盜器，（如專利申請?zhí)?01521054922.7，專利申請?zhí)?01420522790.5等），利用衛(wèi)星定位功能，能夠有效解決已失竊的電動車無法及時尋回的問題，但其不足在于不能從源頭實現(xiàn)防盜；基于RFID的防盜方案，（如專利申請?zhí)?01510358271.9，專利申請?zhí)?01320416948.6），利用車輛標簽和車主標簽成對出現(xiàn)的原理來發(fā)現(xiàn)是否被盜，適用于小區(qū)管理等場合，且需在固定點布置讀卡器和服務器，成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電動自行車防盜器的不足，提供一種有效的基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)及認證方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)，其特征在于：包括車載控制器、手機終端、服務器和電機鎖定裝置；車載控制器，用于控制車輛電機、電機鎖定裝置，實現(xiàn)防盜數(shù)據(jù)處理；手機終端，通過藍牙與車載控制器連接，通過移動通信網(wǎng)絡與服務器連接；手機終端和服務器通過數(shù)據(jù)報文的接收和發(fā)送處理實現(xiàn)防盜認證；電機鎖定裝置，與車載控制器連接，用于實現(xiàn)電機的開啟與關(guān)閉。還包括車輪鎖，與車載控制器相連，用于車輪的鎖定與解鎖。車載控制器安裝于電動自動車內(nèi)部，由電源模塊、存儲模塊、藍牙模塊、電機控制模塊、處理器模塊組成，存儲模塊、藍牙模塊均與處理器模塊連接。手機終端內(nèi)部設有數(shù)據(jù)報文的接收和發(fā)送處理模塊，接收車載控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，將該報文通過移動通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器，并接收給服務器的應答報文。服務器接收手機終端發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，進行協(xié)議解析，將解析結(jié)果作為應答報文回復給手機終端。一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)的認證方法，使用人的手機靠近電動自行車，使用人的手機終端發(fā)送控制命令給車載控制器，車載控制器從存儲模塊獲取預先注冊的車主手機號碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報文，通過藍牙發(fā)送給使用人的手機終端；該手機終端將該報文通過移動通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器；服務器接收到該報文后，進行協(xié)議解析，提取出數(shù)據(jù)報文中包含的手機號碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議向該號碼回復應答報文，車主手機終端收到該應答報文，如果使用人的手機終端收到該應答報文，則自動將其回復給車載控制器，如果電動自行車處于鎖定狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行電機解鎖；如果電動自行車處于使用狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行電機鎖定；如果使用人的手機終端沒有收到該應答報文，則電機鎖定裝置保持原狀態(tài)。如果使用人的手機終端收到應答報文，則自動將其回復給車載控制器，如果電動自行車處于鎖定狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行車輪解鎖；如果電動自行車處于使用狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行車輪鎖定；如果使用人的手機終端沒有收到該應答報文，則車輪鎖保持原狀態(tài)。所述車載控制器、手機終端、服務器之間數(shù)據(jù)傳輸采用加密傳輸；車載控制器在接收到手機應用軟件的控制命令后，發(fā)送加密后的數(shù)據(jù)報文，等待服務器回復；在接收到服務器回復的應答報文后進行解密，按通信協(xié)議進行處理，如果協(xié)議解析成功，則執(zhí)行相應動作，否則不執(zhí)行動作。所述防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議具體內(nèi)容如下（1）命令報文：手機終端發(fā)送控制命令給車載控制器字節(jié)序號值說明155H起始標志25數(shù)據(jù)幀長度3C0H數(shù)據(jù)幀標識4控制命令值：0=設防；1=解防5AAH結(jié)束標志（2）數(shù)據(jù)報文：車載控制器發(fā)送給手機終端；手機終端發(fā)送給服務器（3）應答報文：服務器回復應答報文給手機終端；手機終端回復應答報文給車載控制器本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：（1）采用雙重認證機制，利用移動通信網(wǎng)絡手機號碼與SIM卡綁定的特性和對數(shù)據(jù)進行加密處理，安全性好，可靠性高；（2）硬件將車輛控制和防盜功能集成到車載控制器一塊電路板中，集成度高，防盜性能好。附圖說明圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的工作原理流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。結(jié)合圖1，本發(fā)明一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體框圖包括車載控制器、手機終端及應用軟件、服務器。所述車載控制器安裝在電動自動車內(nèi)部，將車輛控制和防盜功能集成到車載控制器一塊電路板中，硬件包括電源模塊、存儲模塊、藍牙模塊、電機控制模塊、處理器模塊、報警模塊等。所述電源模塊與電動自行車蓄電池連接，為車載控制器供電，主要實現(xiàn)蓄電池到車載控制器的電壓變換。所述存儲模塊預先存儲注冊的車主手機號碼及相關(guān)信息，可采用存儲芯片實現(xiàn)。所述藍牙模塊用于實現(xiàn)車載控制器和手機終端之間的數(shù)據(jù)傳輸，可采用藍牙芯片或由嵌入式微處理器集成的藍牙接口實現(xiàn)。所述電機控制模塊實現(xiàn)對電動自行車的電機控制，可根據(jù)電機的型號采用相應的電路實現(xiàn)。處理器模塊是車載控制器的計算單元，可采用嵌入式微處理器芯片，運行嵌入式軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和控制功能。報警模塊接收處理器模塊的報警控制信號并給出報警提示，可采用蜂鳴器或由微處理器集成的音頻接口實現(xiàn)。所述手機終端指車主的智能手機，并安裝專用手機應用軟件。在使用時，手機終端需打開藍牙和移動數(shù)據(jù)連接功能，通過藍牙與車載控制器連接，通過移動通信網(wǎng)絡與服務器連接。手機應用軟件通過功能鍵“設防”，“解防”等實現(xiàn)防盜功能的開啟和關(guān)閉，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)報文的接收和發(fā)送處理。所述移動通信網(wǎng)絡指現(xiàn)有運營商提供的2G/3G/4G/5G公用通信網(wǎng)絡。所述服務器指高性能計算機和專用軟件，實現(xiàn)防盜數(shù)據(jù)處理、車輛管理等功能。其中，防盜數(shù)據(jù)處理指對手機終端發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，進行協(xié)議解密，提取車主手機號碼，并按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生應答報文，對報文進行加密，向該車主手機號碼回復報文；車輛管理功能指供管理人員對車輛進行管理。雙重認證機制具體如下：認證機制一：利用移動通信網(wǎng)絡手機號碼與SIM卡綁定的特性實現(xiàn)認證。通過手機應用軟件發(fā)送控制命令，車載控制器從存儲模塊獲取預先注冊的車主手機號碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報文，通過藍牙發(fā)送給手機終端；手機終端將該報文通過移動通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器；服務器接收到該報文后，進行協(xié)議解析，提取出車主手機號碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議向該號碼回復應答報文，車主手機終端收到該應答報文后，自動將其回復給車載控制器。因此僅有車主的手機終端能夠接收到服務器的應答報文。其它手機終端即使與車載控制器通過藍牙建立連接，也無法對電動自行車進行操作。認證機制二：車載控制器、手機終端、服務器之間數(shù)據(jù)傳輸采用加密傳輸。車載控制器在接收到手機應用軟件的控制命令后，發(fā)送加密后的數(shù)據(jù)報文，等待服務器回復；在接收到服務器回復的應答報文后進行解密，按通信協(xié)議進行處理，如果協(xié)議解析成功，則執(zhí)行相應動作，否則不執(zhí)行動作。通過對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密，進一步增強了系統(tǒng)的安全性和可靠性。所述通信協(xié)議指車載控制器、手機終端、服務器之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶囟〝?shù)據(jù)格式，包括命令格式、報文格式、應答報文格式、數(shù)據(jù)加密方式等。具體而言，本發(fā)明一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統(tǒng)的認證方法，其工作原理包括以下步驟：步驟1、車載控制器預先存儲車主的手機號碼。步驟2、車載控制器通電，處于運行狀態(tài)。步驟3、車主手機終端打開藍牙，當持手機接近電動自動車時，手機和車載控制器通過藍牙連接。車主手機打開移動網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，運行手機應用軟件，和服務器連接。步驟4、車主通過手機應用軟件功能鍵發(fā)送操作命令，如設防、解防等。步驟5、車載控制器通過藍牙模塊接收到手機終端的操作命令，從存儲模塊獲取預先注冊的車主手機號碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報文，對報文進行加密，并通過藍牙發(fā)送給手機終端。步驟6、手機終端接收到車載控制器發(fā)送的報文后，將該報文通過移動通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器。步驟7、服務器接收到手機終端發(fā)送的報文后，進行協(xié)議解析，提取出車主手機號碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生應答報文，對報文進行加密，向該車主手機號碼回復報文。步驟8、車主的手機終端接收到服務器回復的應答報文，將該報文通過藍牙發(fā)送給車載控制器。步驟9、車載控制器接收到車主手機終端回復的應答報文，對應答報文進行解密，進行協(xié)議解析。如果協(xié)議解析成功，車載控制器根據(jù)操作命令執(zhí)行相應動作，當操作命令為“設防”時，執(zhí)行步驟10；當操作命令為“解防”時，執(zhí)行步驟11；如果協(xié)議解析失敗，則車載控制器不執(zhí)行相應動作。步驟10、操作命令為“設防”時，車載控制器發(fā)送命令給電機控制器，限制電機轉(zhuǎn)動和車輪轉(zhuǎn)動；同時報警模塊給出提示。步驟11、操作命令為“解防”時，車載控制器發(fā)送命令給電機控制器，允許電機轉(zhuǎn)動和車輪轉(zhuǎn)動；同時報警模塊給出提示。車主可以開啟電動自行車。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述。結(jié)合圖1，說明系統(tǒng)的組成和工作原理。車載控制器的電源模塊與蓄電池連接，通過降壓芯片及電路，給車載控制器各個功能模塊供電。存儲模塊存儲車主手機號碼等信息，可采用Flash存儲芯片實現(xiàn)，存儲芯片可選用三星公司的K9W4G08U1MFLASH芯片或Ramtron公司的64位鐵電存儲器FM25CL64B；或采用微處理器內(nèi)置的Flash存儲器。藍牙模塊可采用深圳金泰田科技有限公司的BTM98系列的藍牙模塊。微處理器模塊可采用飛思卡爾的i.MX28x系列微處理器或NXP公司的LPC系列微處理器。微處理器模塊也可采用廣州致遠電子股份有限公司的A287系列或A6G2C系列核心板，該板集成了微處理器和藍牙模塊。電機控制模塊采用現(xiàn)有的成熟方案，根據(jù)電機型號參數(shù)的不同采用的相應的電路。報警模塊可采用蜂鳴器或通過微處理器的音頻接口和揚聲器實現(xiàn)。手機終端指車主的手機，需為基于Android或iOS操作系統(tǒng)的智能手機。手機專用應用軟件指基于Android或iOS操作系統(tǒng)開發(fā)的防盜專用軟件，需安裝在車主手機中。該軟件使用時需打開手機的藍牙和移動數(shù)據(jù)功能。服務器可選用高性能計算機為硬件平臺，在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)專用的軟件實現(xiàn)防盜系統(tǒng)的服務器功能。通信協(xié)議采用自定義格式，在數(shù)據(jù)報文中包含手機號碼；數(shù)據(jù)加密方式采用成熟的加密算法實現(xiàn)。結(jié)合圖1和圖2，說明本發(fā)明防盜系統(tǒng)及方法的工作原理。電動車的車載控制器預先存儲車主的手機號碼。車主使用該系統(tǒng)時，需首先打開手機終端的藍牙和移動數(shù)據(jù)功能，并運行專用手機應用軟件。車主持手機靠近電動自行車時，手機和車載控制器通過藍牙自動建立連接。車主通過專用手機應用軟件進行“設防”、“解防”等操作，本發(fā)明的防盜系統(tǒng)會自動進行相應的數(shù)據(jù)傳輸和身份認證，當認證通過后，車載控制器才會執(zhí)行相應的動作；如果認證失敗，車載控制器不執(zhí)行任何動作。通過本發(fā)明的防盜系統(tǒng)，只有車主通過手機才能啟動電動自動車，而車輛盜竊人員無法通過認證，防盜效果好。由上可知，本發(fā)明的電動自行車防盜系統(tǒng)及認證方法能夠有效實現(xiàn)電動車的防盜，系統(tǒng)安全性好，可靠性高，防盜效果好。當前第1頁1 2 3