隨著生活水平的提高,，擁有私家車已成為家庭進入時尚,、現(xiàn)代生活的標志之一。但是隨著汽車數(shù)量的增多,，盜竊分子也開始把目光投向作為高檔消費品的汽車,。雖然當(dāng)前大多數(shù)汽車都裝有原廠的防盜器件，市場上還有多種品牌的汽車附加防盜器,，可是這些防盜裝置不是只側(cè)重于被動地處理遇警情況，就是對于報警器判斷被盜過程的可靠性未有足夠的重視，致使錯報,、漏報現(xiàn)象時有發(fā)生,，給車主造成了很多不必要的麻煩。
基于傳感器信息融合技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)在綜合分析汽車被盜的多種方式的基礎(chǔ)上,，利用多傳感器在性能上的差異性與互補性,，綜合來自各個傳感器的多種數(shù)據(jù)信息，采用融合方法進行數(shù)據(jù)分析,，可以主動而準確地判斷汽車的狀態(tài),。并且系統(tǒng)還可以利用無線網(wǎng)絡(luò)同車主進行通信，及時報告汽車狀況,，提高了報警系統(tǒng)的可靠性,。
防盜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
基于多傳感器信息融合的防盜系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)。在選用保證系統(tǒng)功能的基本模塊的基礎(chǔ)上,，可以根據(jù)用戶需求的不同,，增減模塊或傳感器的數(shù)量，以適應(yīng)個性化產(chǎn)品的需求,。系統(tǒng)主要由監(jiān)測模塊,、中央處理模塊、報警模塊,、執(zhí)行模塊和通訊模塊組成,，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。
其中監(jiān)測模塊由多組傳感器及信號處理電路構(gòu)成,，用于車況信息的采集,，并將采集的數(shù)據(jù)信號加以處理后傳輸至中央處理模塊。
中央處理模塊接收來自各個傳感器的信息進行數(shù)據(jù)融合,，處理的結(jié)果是將警報分級,。中央處理模塊根據(jù)不同等級的警報觸發(fā)不同的報警信號和操作，并通過通訊模塊將事態(tài)判定結(jié)果傳輸給車主,；當(dāng)判定態(tài)勢嚴重時,，可以控制執(zhí)行模塊直接阻斷汽車的點火電路，使汽車不能發(fā)動,。
報警模塊接收中央處理模塊的指令,，利用聲音、閃光進行報警,。
執(zhí)行模塊以通過通訊模塊接收的車主指令為最高優(yōu)先權(quán),，車主可以方便地進行"汽車鎖死"、"警報解除"等操作,。
利用通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能,。系統(tǒng)將分級的報警信息以短信息形式通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳遞給車主，以提醒車主留意汽車的安全；同時車主可以利用手機短信對汽車進行遠程控制,。
檢測模塊傳感器的選擇
為實現(xiàn)合理選擇傳感器件的目的,，現(xiàn)對汽車失竊方式加以分析?？偟膩碚f竊賊最常用的盜竊手段有以下幾種方法：
?、僬嚢徇\法：使用拖車直接將車輛拖走，或?qū)⒄囇b入其它運載工具運走,。此種竊盜方式所需時間相當(dāng)短,，竊賊能迅速離開現(xiàn)場。
?、谄茐能圀w法：竊賊在無人看守的停車地點,，直接以工具破壞汽車門鎖或玻璃強行進入車中，以接電方式將車輛駛走,。
?、蹚?fù)制鑰匙或開鎖高手：將鑰匙復(fù)制或用開鎖工具打開車門，直接將車開走,。
?、芨`取車載物件：竊賊拆卸車體外部零件，或砸碎車窗盜竊車內(nèi)物品,。
竊賊的這些行為會引起車體振動,、傾斜等現(xiàn)象，同時還伴有中心波長為9~10μm的紅外輻射等人體生物信息,。根據(jù)竊賊盜竊汽車所引發(fā)的異?，F(xiàn)象，選擇恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測器件進行數(shù)據(jù)采集,，并采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理算法,，就可以實現(xiàn)準確預(yù)警的目的。
為了能夠提取足夠的信息,，實現(xiàn)對監(jiān)測目標的準確判斷,，選擇傳感器應(yīng)遵循一些基本原則：合理選擇傳感器并加以優(yōu)化組合，以實現(xiàn)系統(tǒng)高精度,、低成本的需求,；選用不同種類、不同功能的傳感器,，發(fā)揮各個傳感器的優(yōu)勢,，信息共享，降低虛報,、漏報的可能性,；選用多個同種類的傳感器,，合理布局，去除監(jiān)測死角,，提高系統(tǒng)的可靠性,。基于以上的分析,，選用以下傳感器構(gòu)成防盜系統(tǒng)的監(jiān)測模塊：
①微波多普勒傳感器[1],。利用多普勒效應(yīng)制成的傳感器可以用來探測人體或物體的移動,，該傳感器在人或物體靠近時接收器接收的頻率發(fā)生變化，當(dāng)頻率變化至設(shè)定值時,，可以判斷為有人或物體進入防盜系統(tǒng)的預(yù)警范圍,；
②振動傳感器[2],。利用加速度檢測器件制成的振動傳感器,，能夠?qū)圀w特殊頻段的振動進行監(jiān)測，在車體被外力破壞的情況可以產(chǎn)生警報,；
?、蹆A角傳感器[2]。傾角傳感器監(jiān)測車體相對于初始位置是否出現(xiàn)傾角變化,，如果這種角度的變化是以特定頻率出現(xiàn)或達到設(shè)定的閾值,，就可以判斷為汽車整體被搬運。
?、軣後岆娂t外傳感器[3],。熱釋電紅外傳感器只對中心波長為9~10μm的紅外線輻射敏感，能夠檢測到人體輻射的紅外信息,，可以用作人體入侵車內(nèi)的監(jiān)測器件,；
⑤霍爾開關(guān)器件[4],。通過霍爾開關(guān)器件可以對汽車的車門,、發(fā)動機艙蓋及后備箱蓋的非法開啟進行監(jiān)測。
以上幾種傳感器監(jiān)測波頻率的改變,、車體振動,、車體位態(tài)改變和人體生物信息等不同方面，再通過合理的布局去除監(jiān)測死角,，就能夠獲取汽車防盜所需的足夠信息,，最大程度地消除信息的不確定性，提高報警的可靠性,。
遇警信息的融合處理
多傳感器信息融合是指協(xié)同使用多種傳感器,，并將各種傳感信息有效地結(jié)合起來,，形成高性能的感知系統(tǒng)來獲取對環(huán)境的一致性描述的過程[5]。同單一傳感器相比,，多傳感器信息融合在降低信息的不確定性,、提高系統(tǒng)獲取信息的精確度、降低系統(tǒng)的成本,、提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度等方面具有顯著的優(yōu)勢,，因此可以采用信息融合技術(shù)對監(jiān)測模塊采集的數(shù)據(jù)進行融合處理。
信息融合模型可以從功能,、結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型等幾方面來研究表示[6],。功能模型從融合的過程出發(fā)，描述信息融合包括哪些主要功能,、數(shù)據(jù)庫,，以及進行信息融合時系統(tǒng)各組成部分之間的相互作用過程；結(jié)構(gòu)模型從信息融合的組成出發(fā),，說明信息融合系統(tǒng)的軟,、硬件組成，相關(guān)數(shù)據(jù)流,，系統(tǒng)與外部環(huán)境的人機界面,；數(shù)學(xué)模型則是信息融合算法和綜合邏輯。
多傳感器信息融合的功能模型可以分為檢測級融合,、位置級融合,、屬性級融合三個層次。而本防盜系統(tǒng)將報警級別劃分為"整車搬運",、"車體破壞",、"非法開啟"和"入車盜竊"四類，并利用不同的信息融合模型加以判斷,。其中"整車搬運",、"車體破壞"和"非法開啟"是檢測級的信息融合，是一個分布式檢測系統(tǒng),，各組傳感器監(jiān)測目標相互獨立,、無沖突，可以將它們的信息利用結(jié)合法[5]進行綜合疊加,； "入車盜竊"是屬性級的融合,，需對目標身份進行聯(lián)合估計，可以利用指導(dǎo)法[5]進行融合處理,。
在檢測級融合,，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型采用串行結(jié)構(gòu)。即在微波多普勒傳感器節(jié)點判斷結(jié)果的基礎(chǔ)上,，分別與傾斜傳感器,、振動傳感器及霍爾開關(guān)器件的檢測信息融合,，處理過程為：微波多普勒傳感器的反應(yīng)信號表明有人或物體接近。當(dāng)人或物體的接近達到預(yù)警距離后,，若傾斜傳感器判斷車體傾斜角度達到設(shè)定的閾值,，表明有"整車搬運"情況；若振動傳感器對車體特殊頻段的振動也產(chǎn)生感應(yīng),，則判斷為"車體破壞",；如果安裝于車門的霍爾開關(guān)器件做出反應(yīng)，表明車門或前后艙蓋被"非法開啟",。其各自的結(jié)構(gòu)形式如圖2所示,。
對于應(yīng)用屬性級融合的"入車盜竊"的判斷過程采用樹狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)"車體破壞"或"非法開啟"的節(jié)點判斷結(jié)果,，加上紅外傳感器的檢測信息，就可以判斷出是否有人進入車內(nèi),，信息融合的過程見圖3(略）,。
結(jié)論
利用多傳感器信息融合技術(shù)制成的汽車防盜系統(tǒng)不會出現(xiàn)單純使用震動傳感器的誤報情況，比單獨使用紅外傳感器擴大了監(jiān)測范圍,。其監(jiān)測結(jié)果具有很高的準確性,、可靠性和實時性，有傳統(tǒng)汽車防盜系統(tǒng)難以比擬的優(yōu)勢,。
結(jié)束語
本文討論的基于傳感器信息融合技術(shù)汽車防盜系統(tǒng)的監(jiān)測方法還可以利用于社區(qū)安防,、家庭防盜等多種場合。這種防盜手段具有非常廣闊的應(yīng)用空間,，應(yīng)該是安防系統(tǒng)的發(fā)展方向之一,。