一种基于车辆运动状态的车载MIFI的控制系统及方法与流程

一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制系统及方法
技术领域
1.本发明涉及便携式宽带无线装置领域，尤其涉及一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制系统及方法。


背景技术：

2.mifi(mobile wifi)是一个便携式宽带无线装置，其大小相当于一个手机，便携式宽带无线装置可用来设置特定网络，通过蜂窝连接实现在任何地点共享网络连接。
3.车载mifi已经成了年轻一代消费者对于汽车配置的刚性需求，公开号为cn105897806a的公开文献，公开了一种基于车辆行驶状况的车载mifi设备上网行为控制方法及系统。该公开文献是以发送机转速为0或不为0为线索判断车辆的启停状态，得出车载mifi出现上网行为的时机，并通过服务器下发指令的方式对其上网行为进行约束。
4.由于车辆行驶过程中经常碰到临时停车(例如等红灯、堵车)，此时车辆自动熄火，当需要继续前进时重启发动机。因此，上述专利以发送机转速为0或不为0为线索判断车辆的启停状态，临时停车时会导致服务器向车载mifi发出禁止上网指令，继而临时停车时车载mifi无法为使用者继续提供网络。
5.为了更好的控制和管理车载mifi，需要研究出一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制系统及方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制系统及方法，依据传感器采集到的加速度、角速度等数据，识别出车辆当前所处的运动状态；通过车辆的运动状态和保持在当前运动状态的时长自动控制wifi热点的开启和关闭。
7.实现本发明目的的技术方案如下：
8.第一方面，本发明提供了一种基于车辆运动状态的车载mifi控制系统，包括：
9.数据采集单元，所述数据采集单元用于采集当前车辆的运动数据；
10.车辆运动状态检测单元，所述车辆运动状态检测单元与所述数据采集单元连接，所述车辆运动状态检测单元处理所述运动数据，通过运算输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；所述车辆运动状态检测单元还根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
11.开关控制单元，所述开关控制单元与所述车辆运动状态检测单元连接，所述开关控制单元控制车载mifi处于所述实时工作状态。
12.结合第一方面，在一些实施例中，所述车辆运动状态检测单元包括：
13.运算模块，所述运动数据输入所述运算模块，得到当前车辆的运动变化数据；
14.分析模块，所述分析模块接收所述运动变化数据，所述分析模块储存有阈值，所述分析模块把所述运动变化数据与所述阈值对比，得到车辆的当前运动状态和保持在所述当前运动状态的时长；
15.识别模块，所述当前运动状态和保持在所述当前运动状态的时长输入所述识别模块，所述识别模块输出车载mifi的实时工作状态。
16.结合第一方面，在一些实施例中，所述识别模块包括识别模型，所述识别模型选取标准差作为指标，先分别计算x轴、y轴、z轴在δt时间内加速度的标准差s
x
、sy、sz，再对s
x
、sy、sz做加权平均。
17.结合第一方面，在一些实施例中，所述数据采集单元包括：
18.三轴加速度传感器，用于监测当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号；
19.角速度传感器，用于监测当前车辆的角速度信号；
20.所述车辆运动状态检测单元处理当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号、当前车辆的角速度信号。
21.结合第一方面，在一些实施例中，所述车辆运动状态检测单元运算加速度信号和角速度信号，输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长。
22.结合第一方面，在一些实施例中，所述当前运动状态包括静止状态和运动状态，所述静止状态包括车辆未发动状态、车辆怠速状态、启动静止状态、停车静止状态；
23.所述车载mifi的所述实时工作状态，包括开启状态、关闭状态。
24.结合第一方面，在一些实施例中，还包括：
25.服务器认证单元，所述服务器认证单元与所述开关控制单元连接，所述服务器认证单元携带sim卡标识向服务器发起认证请求；
26.服务器，所述服务器与服务器认证单元连接，所述服务器接收认证请求并返回网络链路的使用期限，使用期限在有效期内视为认证通过。
27.第二方面，本发明的实施例提供一种基于车辆运动状态的车载mifi控制方法，包括：
28.采集当前车辆的运动数据；
29.输出所述当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
30.根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
31.控制车载mifi处于所述实时工作状态。
32.结合第二方面，在一些实施例中，所述输出所述当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长，包括：
33.所述运动数据输入运算模块，得到当前车辆的运动变化数据；
34.分析模块把所述运动变化数据与其储存的所述阈值对比，得到车辆的当前运动状态和保持在所述当前运动状态的时长；
35.识别模块根据所述当前运动状态和保持在所述当前运动状态的时长，输出车载mifi的实时工作状态。
36.结合第二方面，在一些实施例中，所述识别模块通过识别模型输出车载mifi的实时工作状态，所述识别模型输入有所述当前运动状态和保持在所述当前运动状态的时长；
37.所述识别模型选取标准差作为指标，先分别计算x轴、y轴、z轴在δt时间内加速度的标准差s
x
、sy、sz，再对s
x
、sy、sz做加权平均。
38.结合第二方面，在一些实施例中，所述采集当前车辆的运动数据，包括：
39.三轴加速度传感器监测当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号；角速度传感器监测
当前车辆的角速度信号。
40.结合第二方面，在一些实施例中，所述车辆运动状态检测单元输出所述当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
41.所述车辆运动状态检测单元根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
42.所述车辆运动状态检测单元运算加速度信号和角速度信号，输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长。
43.结合第二方面，在一些实施例中，所述当前运动状态包括静止状态和运动状态，所述静止状态包括车辆未发动状态、车辆怠速状态、启动静止状态、停车静止状态；
44.所述车载mifi的所述实时工作状态，包括开启状态、关闭状态。
45.结合第二方面，在一些实施例中，还包括：
46.服务器认证单元携带sim卡标识向服务器发起认证请求；
47.服务器接收认证请求并返回网络链路的使用期限，使用期限在有效期内视为认证通过。
48.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
49.1、本发明将车辆运动状态作为控制车载mifi是否自动打开和关闭wifi热点的一个关键因素，旨在引导用户合理、适时地使用wifi，避免无谓的流量损耗，控制使用网络流量的资费。
50.2本发明采用服务器对sim卡信息的认证机制，相关厂商可对mifi上网进行方便的管理。
附图说明
51.图1为根据本发明的一些实施例提供的一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制系统原理框图；
52.图2为根据本发明的一些实施例提供的一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制方法流程图。
具体实施方式
53.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
54.本发明提供了一种基于车辆运动状态的车载mifi控制系统，包括：
55.数据采集单元，数据采集单元用于采集当前车辆的运动数据；
56.车辆运动状态检测单元，车辆运动状态检测单元与数据采集单元连接，车辆运动状态检测单元处理运动数据，通过运算输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；车辆运动状态检测单元还根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
57.开关控制单元，开关控制单元与车辆运动状态检测单元连接，开关控制单元控制车载mifi处于实时工作状态。
58.在一些实施例中，车辆运动状态检测单元包括：
59.运算模块，运动数据输入运算模块，得到当前车辆的运动变化数据；
60.分析模块，分析模块接收运动变化数据，分析模块储存有阈值，分析模块把运动变化数据与阈值对比，得到车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
61.识别模块，当前运动状态和保持在当前运动状态的时长输入识别模块，识别模块输出车载mifi的实时工作状态。
62.在一些实施例中，识别模块包括识别模型，识别模型选取标准差作为指标，先分别计算x轴、y轴、z轴在δt时间内加速度的标准差s
x
、sy、sz，再对s
x
、sy、sz做加权平均。
63.在一些实施例中，数据采集单元包括：
64.三轴加速度传感器，用于监测当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号；
65.角速度传感器，用于监测当前车辆的角速度信号；
66.车辆运动状态检测单元处理当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号、当前车辆的角速度信号。
67.在一些实施例中，车辆运动状态检测单元运算加速度信号和角速度信号，输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长。
68.在一些实施例中，当前运动状态包括静止状态和运动状态，静止状态包括车辆未发动状态、车辆怠速状态、启动静止状态、停车静止状态；
69.车载mifi的实时工作状态，包括开启状态、关闭状态。
70.在一些实施例中，还包括：
71.服务器认证单元，服务器认证单元与开关控制单元连接，服务器认证单元携带sim卡标识向服务器发起认证请求；
72.服务器，服务器与服务器认证单元连接，服务器接收认证请求并返回网络链路的使用期限，使用期限在有效期内视为认证通过。
73.本发明的实施例提供一种基于车辆运动状态的车载mifi控制方法，包括：
74.采集当前车辆的运动数据；
75.步骤s110、输出当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
76.步骤s120、根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
77.步骤s130、控制车载mifi处于实时工作状态。
78.在一些实施例中，输出当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长，包括：
79.运动数据输入运算模块，得到当前车辆的运动变化数据；
80.分析模块把运动变化数据与其储存的阈值对比，得到车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
81.识别模块根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长，输出车载mifi的实时工作状态。
82.在一些实施例中，识别模块通过识别模型输出车载mifi的实时工作状态，识别模型输入有当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
83.识别模型选取标准差作为指标，先分别计算x轴、y轴、z轴在δt时间内加速度的标
准差s
x
、sy、sz，再对s
x
、sy、sz做加权平均。
84.在一些实施例中，采集当前车辆的运动数据，包括：
85.三轴加速度传感器监测当前车辆x轴、y轴和z轴的加速度信号；角速度传感器监测当前车辆的角速度信号。
86.在一些实施例中，车辆运动状态检测单元输出当前车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长；
87.车辆运动状态检测单元根据当前运动状态和保持在当前运动状态的时长判断车载mifi的实时工作状态；
88.车辆运动状态检测单元运算加速度信号和角速度信号，输出车辆的当前运动状态和保持在当前运动状态的时长。
89.在一些实施例中，当前运动状态包括静止状态和运动状态，静止状态包括车辆未发动状态、车辆怠速状态、启动静止状态、停车静止状态；
90.车载mifi的实时工作状态，包括开启状态、关闭状态。
91.在一些实施例中，还包括：
92.服务器认证单元携带sim卡标识向服务器发起认证请求；
93.服务器接收认证请求并返回网络链路的使用期限，使用期限在有效期内视为认证通过。
94.本发明的实施例公开一种基于车辆运动状态的车载mifi的控制方法和装置，方法包括：依据装置内部的传感器采集到的加速度、角速度等数据，经过运算分析识别出车辆当前所处的运动状态；通过车辆的运动状态和保持在当前运动状态的时长自动控制wifi热点的开启和关闭。本发明的实施例将车辆运动状态作为控制车载mifi是否自动打开和关闭wifi热点的一个关键因素，旨在引导用户合理、适时地使用wifi，避免无谓的流量损耗，控制使用网络流量的资费；加以服务器对sim卡信息的认证机制，相关厂商可对mifi上网进行方便的管理。
95.本装置由以下几个部分组成:请求服务器认证单元、传感器数据采集单元、车辆运动状态检测单元、wifi热点开关控制单元。请求服务器认证单元：车载mifi开启wifi热点的首要前提是sim卡信息通过服务器认证。请求服务器认证单元携带sim卡标识向后台服务器发起认证请求，服务器返回网络链路的使用期限，使用期限在有效期内视为认证通过。传感器数据采集单元：通过装置内部的三轴加速度传感器采集数据，每10ms采集一次数据并记录，记录的数据包括当前时间戳和三轴加速度。车辆运动状态检测单元：车辆基本运动状态包括：静止状态和运动状态。车辆运动状态检测单元以采集到的传感器数据做为输入，经过运算，输出车辆运动状态。检测的主要依据如下：由于车辆静止时(包括未发动的车辆和处于怠速状态的车辆)，其三轴加速度传感器输出的数值都比较平稳；而运动起来的车辆，其三轴加速度传感器的数值变化比较明显。那么只要计算出一个能体现加速度数据变化大小程度的指标，就能有效分辨车辆处于运动或是静止状态，本方法中选取标准差(标准差是一组数据平均值分散程度的一种度量。一个较大的标准差，代表大部分数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。)来作为这个指标，先分别计算x、y、z轴在δt时间内加速度的标准差sx、sy、sz，再对sx、sy、sz做加权平均。
96.主要的计算过程如下：
97.(1)分别计算x、y、z轴在δt时间内加速度的平均值
98.将在δt时间内采集到的x轴加速度数值记为x1、x2、......xn，平均值记为x；y轴加速度数值记为y1、y2、......yn，平均值记为y；z轴加速度数值记为z1、z2、......zn，平均值记为z。则有：
99.x＝(x1+x2+......xn)/n
100.y＝(y1+y2+......yn)/n
101.z＝(z1+z2+......zn)/n
102.(2)分别计算x、y、z轴在δt时间内加速度的标准差
103.sx＝sqrt(((x1-x)^2+(x2-x)^2+......(xn-x)^2)/(n-1))
104.sy＝sqrt(((y1-y)^2+(y2-y)^2+......(yn-y)^2)/(n-1))
105.sz＝sqrt(((z1-z)^2+(z2-z)^2+......(zn-z)^2)/(n-1))
106.其中，sx为x轴加速度的标准差，sy为y轴加速度的标准差，sz为z轴加速度的标准差。
107.(3)对sx、sy、sz求加权平均值s
108.sx、sy、sz所占权重分别为20％、60％、20％(由于装置固定在车辆里时y轴指向车头的方向，所以sy占到的比重较大)。
109.s＝sx
×
20％+sy
×
60％+sy
×
20％
110.当s大于设定的阈值，则认为车辆处于运动状态，否则处于静止状态。
111.为便于wifi热点开关控制单元处理，引入装置上电启动和车辆状态变化，可再将静止状态分为：启动静止状态和停车静止状态。车辆启动时mifi装置随即启动，此时为启动静止状态；车辆由运动状态变为静止状态，此时为停车静止状态。
112.由上，车辆运动状态检测单元输出的车辆运动状态为：启动静止状态、运动状态、停车静止状态。
113.本发明实施例的wifi热点开关控制单元：wifi热点开关控制单元将车辆运动状态作为开关wifi热点的一个关键因素。车辆启动时mifi装置随即启动，wifi自动开启；此时，如果车辆一直处于启动静止状态(超过30分钟)，那么30分钟后wifi将自动关闭；车辆处于运动状态，则wifi一直开启；当车辆从运动状态变为并保持在停车静止状态时(超过60分钟)，wifi将在60分钟后关闭。本发明的实施例可做为分体式车载电子装置使用。
114.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
115.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
116.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。