本發(fā)明涉及電動(dòng)自行車安全防盜領(lǐng)域，具體是一種基于雙重認(rèn)證的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)及認(rèn)證方法。
背景技術(shù)：
：電動(dòng)自行車因其環(huán)保、價(jià)格低等特點(diǎn)，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(yán)重，頻繁發(fā)生的偷盜活動(dòng)給社會(huì)帶來不安定因素，也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前市場(chǎng)上的防盜器包括：機(jī)械式，但機(jī)械鎖易于拆除，不能很好的保護(hù)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(hào)連接就會(huì)使其失效，實(shí)際防盜效果有限；基于GPS的防盜器，（如專利申請(qǐng)?zhí)?01521054922.7，專利申請(qǐng)?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(dòng)車無法及時(shí)尋回的問題，但其不足在于不能從源頭實(shí)現(xiàn)防盜；基于RFID的防盜方案，（如專利申請(qǐng)?zhí)?01510358271.9，專利申請(qǐng)?zhí)?01320416948.6），利用車輛標(biāo)簽和車主標(biāo)簽成對(duì)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(chǎng)合，且需在固定點(diǎn)布置讀卡器和服務(wù)器，成本高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電動(dòng)自行車防盜器的不足，提供一種有效的基于雙重認(rèn)證的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)及認(rèn)證方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于雙重認(rèn)證的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)，其特征在于：包括車載控制器、手機(jī)終端、服務(wù)器和電機(jī)鎖定裝置；車載控制器，用于控制車輛電機(jī)、電機(jī)鎖定裝置，實(shí)現(xiàn)防盜數(shù)據(jù)處理；手機(jī)終端，通過藍(lán)牙與車載控制器連接，通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接；手機(jī)終端和服務(wù)器通過數(shù)據(jù)報(bào)文的接收和發(fā)送處理實(shí)現(xiàn)防盜認(rèn)證；電機(jī)鎖定裝置，與車載控制器連接，用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)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(dòng)自動(dòng)車內(nèi)部，由電源模塊、存儲(chǔ)模塊、藍(lán)牙模塊、電機(jī)控制模塊、處理器模塊組成，存儲(chǔ)模塊、藍(lán)牙模塊均與處理器模塊連接。手機(jī)終端內(nèi)部設(shè)有數(shù)據(jù)報(bào)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(bào)文，將該報(bào)文通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器，并接收給服務(wù)器的應(yīng)答報(bào)文。服務(wù)器接收手機(jī)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文，進(jìn)行協(xié)議解析，將解析結(jié)果作為應(yīng)答報(bào)文回復(fù)給手機(jī)終端。一種基于雙重認(rèn)證的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)的認(rèn)證方法，使用人的手機(jī)靠近電動(dòng)自行車，使用人的手機(jī)終端發(fā)送控制命令給車載控制器，車載控制器從存儲(chǔ)模塊獲取預(yù)先注冊(cè)的車主手機(jī)號(hào)碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)文，通過藍(lán)牙發(fā)送給使用人的手機(jī)終端；該手機(jī)終端將該報(bào)文通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器接收到該報(bào)文后，進(jìn)行協(xié)議解析，提取出數(shù)據(jù)報(bào)文中包含的手機(jī)號(hào)碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議向該號(hào)碼回復(fù)應(yīng)答報(bào)文，車主手機(jī)終端收到該應(yīng)答報(bào)文，如果使用人的手機(jī)終端收到該應(yīng)答報(bào)文，則自動(dòng)將其回復(fù)給車載控制器，如果電動(dòng)自行車處于鎖定狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行電機(jī)解鎖；如果電動(dòng)自行車處于使用狀態(tài)，則車載控制器控制執(zhí)行電機(jī)鎖定；如果使用人的手機(jī)終端沒有收到該應(yīng)答報(bào)文，則電機(jī)鎖定裝置保持原狀態(tài)。如果使用人的手機(jī)終端收到應(yīng)答報(bào)文，則自動(dòng)將其回復(fù)給車載控制器，如果電動(dòng)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(dòng)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(jī)終端沒有收到該應(yīng)答報(bào)文，則車輪鎖保持原狀態(tài)。所述車載控制器、手機(jī)終端、服務(wù)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(jī)應(yīng)用軟件的控制命令后，發(fā)送加密后的數(shù)據(jù)報(bào)文，等待服務(wù)器回復(fù)；在接收到服務(wù)器回復(fù)的應(yīng)答報(bào)文后進(jìn)行解密，按通信協(xié)議進(jìn)行處理，如果協(xié)議解析成功，則執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，否則不執(zhí)行動(dòng)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(bào)文：手機(jī)終端發(fā)送控制命令給車載控制器字節(jié)序號(hào)值說明155H起始標(biāo)志25數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度3C0H數(shù)據(jù)幀標(biāo)識(shí)4控制命令值：0=設(shè)防；1=解防5AAH結(jié)束標(biāo)志（2）數(shù)據(jù)報(bào)文：車載控制器發(fā)送給手機(jī)終端；手機(jī)終端發(fā)送給服務(wù)器（3）應(yīng)答報(bào)文：服務(wù)器回復(fù)應(yīng)答報(bào)文給手機(jī)終端；手機(jī)終端回復(fù)應(yīng)答報(bào)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(diǎn)：（1）采用雙重認(rèn)證機(jī)制，利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)手機(jī)號(hào)碼與SIM卡綁定的特性和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。結(jié)合圖1，本發(fā)明一種基于雙重認(rèn)證的電動(dòng)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(jī)終端及應(yīng)用軟件、服務(wù)器。所述車載控制器安裝在電動(dòng)自動(dòng)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(chǔ)模塊、藍(lán)牙模塊、電機(jī)控制模塊、處理器模塊、報(bào)警模塊等。所述電源模塊與電動(dòng)自行車蓄電池連接，為車載控制器供電，主要實(shí)現(xiàn)蓄電池到車載控制器的電壓變換。所述存儲(chǔ)模塊預(yù)先存儲(chǔ)注冊(cè)的車主手機(jī)號(hào)碼及相關(guān)信息，可采用存儲(chǔ)芯片實(shí)現(xiàn)。所述藍(lán)牙模塊用于實(shí)現(xiàn)車載控制器和手機(jī)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸，可采用藍(lán)牙芯片或由嵌入式微處理器集成的藍(lán)牙接口實(shí)現(xiàn)。所述電機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)自行車的電機(jī)控制，可根據(jù)電機(jī)的型號(hào)采用相應(yīng)的電路實(shí)現(xiàn)。處理器模塊是車載控制器的計(jì)算單元，可采用嵌入式微處理器芯片，運(yùn)行嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和控制功能。報(bào)警模塊接收處理器模塊的報(bào)警控制信號(hào)并給出報(bào)警提示，可采用蜂鳴器或由微處理器集成的音頻接口實(shí)現(xiàn)。所述手機(jī)終端指車主的智能手機(jī)，并安裝專用手機(jī)應(yīng)用軟件。在使用時(shí)，手機(jī)終端需打開藍(lán)牙和移動(dòng)數(shù)據(jù)連接功能，通過藍(lán)牙與車載控制器連接，通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接。手機(jī)應(yīng)用軟件通過功能鍵“設(shè)防”，“解防”等實(shí)現(xiàn)防盜功能的開啟和關(guān)閉，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)文的接收和發(fā)送處理。所述移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)指現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商提供的2G/3G/4G/5G公用通信網(wǎng)絡(luò)。所述服務(wù)器指高性能計(jì)算機(jī)和專用軟件，實(shí)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(duì)手機(jī)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文，進(jìn)行協(xié)議解密，提取車主手機(jī)號(hào)碼，并按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生應(yīng)答報(bào)文，對(duì)報(bào)文進(jìn)行加密，向該車主手機(jī)號(hào)碼回復(fù)報(bào)文；車輛管理功能指供管理人員對(duì)車輛進(jìn)行管理。雙重認(rèn)證機(jī)制具體如下：認(rèn)證機(jī)制一：利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)手機(jī)號(hào)碼與SIM卡綁定的特性實(shí)現(xiàn)認(rèn)證。通過手機(jī)應(yīng)用軟件發(fā)送控制命令，車載控制器從存儲(chǔ)模塊獲取預(yù)先注冊(cè)的車主手機(jī)號(hào)碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)文，通過藍(lán)牙發(fā)送給手機(jī)終端；手機(jī)終端將該報(bào)文通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器接收到該報(bào)文后，進(jìn)行協(xié)議解析，提取出車主手機(jī)號(hào)碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議向該號(hào)碼回復(fù)應(yīng)答報(bào)文，車主手機(jī)終端收到該應(yīng)答報(bào)文后，自動(dòng)將其回復(fù)給車載控制器。因此僅有車主的手機(jī)終端能夠接收到服務(wù)器的應(yīng)答報(bào)文。其它手機(jī)終端即使與車載控制器通過藍(lán)牙建立連接，也無法對(duì)電動(dòng)自行車進(jìn)行操作。認(rèn)證機(jī)制二：車載控制器、手機(jī)終端、服務(wù)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(jī)應(yīng)用軟件的控制命令后，發(fā)送加密后的數(shù)據(jù)報(bào)文，等待服務(wù)器回復(fù)；在接收到服務(wù)器回復(fù)的應(yīng)答報(bào)文后進(jìn)行解密，按通信協(xié)議進(jìn)行處理，如果協(xié)議解析成功，則執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，否則不執(zhí)行動(dòng)作。通過對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，進(jìn)一步增強(qiáng)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(jī)終端、服務(wù)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶囟〝?shù)據(jù)格式，包括命令格式、報(bào)文格式、應(yīng)答報(bào)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(rèn)證的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)的認(rèn)證方法，其工作原理包括以下步驟：步驟1、車載控制器預(yù)先存儲(chǔ)車主的手機(jī)號(hào)碼。步驟2、車載控制器通電，處于運(yùn)行狀態(tài)。步驟3、車主手機(jī)終端打開藍(lán)牙，當(dāng)持手機(jī)接近電動(dòng)自動(dòng)車時(shí)，手機(jī)和車載控制器通過藍(lán)牙連接。車主手機(jī)打開移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，運(yùn)行手機(jī)應(yīng)用軟件，和服務(wù)器連接。步驟4、車主通過手機(jī)應(yīng)用軟件功能鍵發(fā)送操作命令，如設(shè)防、解防等。步驟5、車載控制器通過藍(lán)牙模塊接收到手機(jī)終端的操作命令，從存儲(chǔ)模塊獲取預(yù)先注冊(cè)的車主手機(jī)號(hào)碼，并根據(jù)防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)文，對(duì)報(bào)文進(jìn)行加密，并通過藍(lán)牙發(fā)送給手機(jī)終端。步驟6、手機(jī)終端接收到車載控制器發(fā)送的報(bào)文后，將該報(bào)文通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器。步驟7、服務(wù)器接收到手機(jī)終端發(fā)送的報(bào)文后，進(jìn)行協(xié)議解析，提取出車主手機(jī)號(hào)碼，然后按照防盜數(shù)據(jù)通信協(xié)議產(chǎn)生應(yīng)答報(bào)文，對(duì)報(bào)文進(jìn)行加密，向該車主手機(jī)號(hào)碼回復(fù)報(bào)文。步驟8、車主的手機(jī)終端接收到服務(wù)器回復(fù)的應(yīng)答報(bào)文，將該報(bào)文通過藍(lán)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(jī)終端回復(fù)的應(yīng)答報(bào)文，對(duì)應(yīng)答報(bào)文進(jìn)行解密，進(jìn)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(yīng)動(dòng)作，當(dāng)操作命令為“設(shè)防”時(shí)，執(zhí)行步驟10；當(dāng)操作命令為“解防”時(shí)，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(yīng)動(dòng)作。步驟10、操作命令為“設(shè)防”時(shí)，車載控制器發(fā)送命令給電機(jī)控制器，限制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)報(bào)警模塊給出提示。步驟11、操作命令為“解防”時(shí)，車載控制器發(fā)送命令給電機(jī)控制器，允許電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)報(bào)警模塊給出提示。車主可以開啟電動(dòng)自行車。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)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(gè)功能模塊供電。存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)車主手機(jī)號(hào)碼等信息，可采用Flash存儲(chǔ)芯片實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)芯片可選用三星公司的K9W4G08U1MFLASH芯片或Ramtron公司的64位鐵電存儲(chǔ)器FM25CL64B；或采用微處理器內(nèi)置的Flash存儲(chǔ)器。藍(lán)牙模塊可采用深圳金泰田科技有限公司的BTM98系列的藍(lán)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(yuǎn)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(lán)牙模塊。電機(jī)控制模塊采用現(xiàn)有的成熟方案，根據(jù)電機(jī)型號(hào)參數(shù)的不同采用的相應(yīng)的電路。報(bào)警模塊可采用蜂鳴器或通過微處理器的音頻接口和揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)。手機(jī)終端指車主的手機(jī)，需為基于Android或iOS操作系統(tǒng)的智能手機(jī)。手機(jī)專用應(yīng)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(jī)中。該軟件使用時(shí)需打開手機(jī)的藍(lán)牙和移動(dòng)數(shù)據(jù)功能。服務(wù)器可選用高性能計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，在Windows操作系統(tǒng)下開發(fā)專用的軟件實(shí)現(xiàn)防盜系統(tǒng)的服務(wù)器功能。通信協(xié)議采用自定義格式，在數(shù)據(jù)報(bào)文中包含手機(jī)號(hào)碼；數(shù)據(jù)加密方式采用成熟的加密算法實(shí)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(dòng)車的車載控制器預(yù)先存儲(chǔ)車主的手機(jī)號(hào)碼。車主使用該系統(tǒng)時(shí)，需首先打開手機(jī)終端的藍(lán)牙和移動(dòng)數(shù)據(jù)功能，并運(yùn)行專用手機(jī)應(yīng)用軟件。車主持手機(jī)靠近電動(dòng)自行車時(shí)，手機(jī)和車載控制器通過藍(lán)牙自動(dòng)建立連接。車主通過專用手機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行“設(shè)防”、“解防”等操作，本發(fā)明的防盜系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸和身份認(rèn)證，當(dāng)認(rèn)證通過后，車載控制器才會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；如果認(rèn)證失敗，車載控制器不執(zhí)行任何動(dòng)作。通過本發(fā)明的防盜系統(tǒng)，只有車主通過手機(jī)才能啟動(dòng)電動(dòng)自動(dòng)車，而車輛盜竊人員無法通過認(rèn)證，防盜效果好。由上可知，本發(fā)明的電動(dòng)自行車防盜系統(tǒng)及認(rèn)證方法能夠有效實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的防盜，系統(tǒng)安全性好，可靠性高，防盜效果好。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3