本發明涉及電動自行車安全防盜領域，具體是一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統及認證方法。
背景技術：
：電動自行車因其環保、價格低等特點，是市民最青睞的代步工具。但隨著數量的增加，被盜事件也日益嚴重，頻繁發生的偷盜活動給社會帶來不安定因素，也造成了巨大的經濟損失。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，（如專利申請號201521054922.7，專利申請號201420522790.5等），利用衛星定位功能，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防盜；基于RFID的防盜方案，（如專利申請號201510358271.9，專利申請號201320416948.6），利用車輛標簽和車主標簽成對出現的原理來發現是否被盜，適用于小區管理等場合，且需在固定點布置讀卡器和服務器，成本高。技術實現要素：本發明的目的在于克服現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及認證方法。實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統，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，實現防盜數據處理；手機終端，通過藍牙與車載控制器連接，通過移動通信網絡與服務器連接；手機終端和服務器通過數據報文的接收和發送處理實現防盜認證；電機鎖定裝置，與車載控制器連接，用于實現電機的開啟與關閉。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。手機終端內部設有數據報文的接收和發送處理模塊，接收車載控制器發送的數據報文，將該報文通過移動通信網絡發送給服務器，并接收給服務器的應答報文。服務器接收手機終端發送的數據報文，進行協議解析，將解析結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，并根據防盜數據通信協議產生數據報文，通過藍牙發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絡發送給服務器；服務器接收到該報文后，進行協議解析，提取出數據報文中包含的手機號碼，然后按照防盜數據通信協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，則車載控制器控制執行電機解鎖；如果電動自行車處于使用狀態，則車載控制器控制執行電機鎖定；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。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，則車載控制器控制執行車輪解鎖；如果電動自行車處于使用狀態，則車載控制器控制執行車輪鎖定；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。所述車載控制器、手機終端、服務器之間數據傳輸采用加密傳輸；車載控制器在接收到手機應用軟件的控制命令后，發送加密后的數據報文，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，按通信協議進行處理，如果協議解析成功，則執行相應動作，否則不執行動作。所述防盜數據通信協議具體內容如下（1）命令報文：手機終端發送控制命令給車載控制器字節序號值說明155H起始標志25數據幀長度3C0H數據幀標識4控制命令值：0=設防；1=解防5AAH結束標志（2）數據報文：車載控制器發送給手機終端；手機終端發送給服務器（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明與現有技術相比，其顯著優點：（1）采用雙重認證機制，利用移動通信網絡手機號碼與SIM卡綁定的特性和對數據進行加密處理，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為本發明的總體結構框圖。圖2是本發明的工作原理流程圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。結合圖1，本發明一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統，其系統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信息，可采用存儲芯片實現。所述藍牙模塊用于實現車載控制器和手機終端之間的數據傳輸，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。所述電機控制模塊實現對電動自行車的電機控制，可根據電機的型號采用相應的電路實現。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數據處理和控制功能。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。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據連接功能，通過藍牙與車載控制器連接，通過移動通信網絡與服務器連接。手機應用軟件通過功能鍵“設防”，“解防”等實現防盜功能的開啟和關閉，并實現數據報文的接收和發送處理。所述移動通信網絡指現有運營商提供的2G/3G/4G/5G公用通信網絡。所述服務器指高性能計算機和專用軟件，實現防盜數據處理、車輛管理等功能。其中，防盜數據處理指對手機終端發送的數據報文，進行協議解密，提取車主手機號碼，并按照防盜數據通信協議產生應答報文，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：利用移動通信網絡手機號碼與SIM卡綁定的特性實現認證。通過手機應用軟件發送控制命令，車載控制器從存儲模塊獲取預先注冊的車主手機號碼，并根據防盜數據通信協議產生數據報文，通過藍牙發送給手機終端；手機終端將該報文通過移動通信網絡發送給服務器；服務器接收到該報文后，進行協議解析，提取出車主手機號碼，然后按照防盜數據通信協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、服務器之間數據傳輸采用加密傳輸。車載控制器在接收到手機應用軟件的控制命令后，發送加密后的數據報文，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，按通信協議進行處理，如果協議解析成功，則執行相應動作，否則不執行動作。通過對傳輸的數據進行加密，進一步增強了系統的安全性和可靠性。所述通信協議指車載控制器、手機終端、服務器之間進行數據傳輸的特定數據格式，包括命令格式、報文格式、應答報文格式、數據加密方式等。具體而言，本發明一種基于雙重認證的電動自行車防盜系統的認證方法，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。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絡數據，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，并根據防盜數據通信協議產生數據報文，對報文進行加密，并通過藍牙發送給手機終端。步驟6、手機終端接收到車載控制器發送的報文后，將該報文通過移動通信網絡發送給服務器。步驟7、服務器接收到手機終端發送的報文后，進行協議解析，提取出車主手機號碼，然后按照防盜數據通信協議產生應答報文，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，進行協議解析。如果協議解析成功，車載控制器根據操作命令執行相應動作，當操作命令為“設防”時，執行步驟10；當操作命令為“解防”時，執行步驟11；如果協議解析失敗，則車載控制器不執行相應動作。步驟10、操作命令為“設防”時，車載控制器發送命令給電機控制器，限制電機轉動和車輪轉動；同時報警模塊給出提示。步驟11、操作命令為“解防”時，車載控制器發送命令給電機控制器，允許電機轉動和車輪轉動；同時報警模塊給出提示。車主可以開啟電動自行車。下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述。結合圖1，說明系統的組成和工作原理。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，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有的成熟方案，根據電機型號參數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。手機終端指車主的手機，需為基于Android或iOS操作系統的智能手機。手機專用應用軟件指基于Android或iOS操作系統開發的防盜專用軟件，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據功能。服務器可選用高性能計算機為硬件平臺，在Windows操作系統下開發專用的軟件實現防盜系統的服務器功能。通信協議采用自定義格式，在數據報文中包含手機號碼；數據加密方式采用成熟的加密算法實現。結合圖1和圖2，說明本發明防盜系統及方法的工作原理。電動車的車載控制器預先存儲車主的手機號碼。車主使用該系統時，需首先打開手機終端的藍牙和移動數據功能，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，本發明的防盜系統會自動進行相應的數據傳輸和身份認證，當認證通過后，車載控制器才會執行相應的動作；如果認證失敗，車載控制器不執行任何動作。通過本發明的防盜系統，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，本發明的電動自行車防盜系統及認證方法能夠有效實現電動車的防盜，系統安全性好，可靠性高，防盜效果好。當前第1頁1 2 3