基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的轎車3G/4G遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究

靳文凱+王志愿+韓利麗+于秀秀+段瑞

摘 要：針對(duì)車輛傳統(tǒng)安全措施的局限性，文章提出了基于Android智能終端的移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。將網(wǎng)絡(luò)、GSM短信模塊和單片機(jī)結(jié)合、傳感器等技術(shù)相結(jié)合，利用已有的GSM/SMS服務(wù)和低成本的硬件設(shè)施搭建一個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)串口與GSM無(wú)線MODEM相連，通過短信業(yè)務(wù)，利用GSM公用網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)控。用手機(jī)App和短信模塊與單片機(jī)相結(jié)合進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

關(guān)鍵詞：Android；GSM/SMS；遠(yuǎn)程操控

隨著車輛的普及，私家車已經(jīng)成為主要的代步工具，但是同時(shí)也存在著一些安全隱患。其安全隱患主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：（1）粗心大意的車主忘記關(guān)閉門窗。（2）遭到外力破壞。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以上2個(gè)因素造成的損失占車輛損失的68%。另外，現(xiàn)在也存在一些碰瓷或者惡意剮蹭等不法行為。以上這些情況都給車主的人身財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了隱患乃至于損失。因此一種強(qiáng)有力的防盜系統(tǒng)顯得極為重要，綜合考查國(guó)內(nèi)的車輛市場(chǎng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，目前汽車的防盜措施都是發(fā)出警報(bào)，而且警報(bào)范圍十分有限，發(fā)現(xiàn)丟失后的措施一律是報(bào)警，查看相關(guān)的視頻監(jiān)控，這樣的措施的效率是十分低下的。

本文通過GSM短信模塊、手機(jī)App和網(wǎng)絡(luò)及時(shí)了解車輛的安全情況，并且通過防盜系統(tǒng)實(shí)時(shí)短信通知車主，提供信息方便追回。這種新的遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)在基于GSM和網(wǎng)絡(luò)背景下一定會(huì)有廣闊的市場(chǎng)前景。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 技術(shù)需求

（1）在測(cè)量車間安全距離和遠(yuǎn)程控制中，報(bào)警模塊中利用多種傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛狀況的信息采集。（2）車載監(jiān)控系統(tǒng)中車輛安全信息的數(shù)據(jù)化處理和自動(dòng)存儲(chǔ)。（3）車輛安全信息與車主的掌上移動(dòng)通信設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸與格式轉(zhuǎn)換。（4）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。（5）監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝和管理。（6）由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)要面向移動(dòng)終端使用，為節(jié)省移動(dòng)終端內(nèi)電池的消耗，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有節(jié)能管理功能。

1.2 客戶需求

（1）吃飯或工作時(shí)，不能實(shí)時(shí)關(guān)注車輛的安全狀態(tài)。使用該技術(shù)可以隨時(shí)查看車輛的安全情況。（2）一旦出現(xiàn)刮蹭、被盜等不法行為時(shí)，不能及時(shí)的知曉，造成財(cái)產(chǎn)安全損失。車輛一旦出現(xiàn)異常，車輛上的控制器會(huì)第一時(shí)間把相關(guān)信息通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)或WiFi條件下傳輸?shù)绞謾C(jī)上，提醒車主做好應(yīng)對(duì)措施。（3）經(jīng)濟(jì)需求。傳感器等設(shè)備技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，價(jià)格相對(duì)低廉，使用該系統(tǒng)并不會(huì)過多的增加車輛的價(jià)格，適合大眾化推廣使用。

2 主要內(nèi)容

該系統(tǒng)中，單片機(jī)作為基本的模板，嵌入GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。而今GPS導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，不僅可以幫助車主進(jìn)行路線導(dǎo)航，還可以為車主提供空車位的相關(guān)信息，以減少時(shí)間，免受停車難的困擾。

在單片機(jī)上設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口，有3G/4G芯片和無(wú)線接入口、萬(wàn)能鑰匙，當(dāng)檢測(cè)到有可用的WiFi時(shí)自動(dòng)接入，減少因移動(dòng)數(shù)據(jù)造成的經(jīng)濟(jì)損失。車主還可以通過手動(dòng)設(shè)置接入信號(hào)良好的無(wú)線或3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，方便快捷。

該遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。影響遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的因素主要有實(shí)時(shí)性因素、系統(tǒng)穩(wěn)定性因素等。實(shí)時(shí)性是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的一個(gè)比較重要的性能指標(biāo)。如果監(jiān)控用戶發(fā)送的控制命令不能立即生效，或者設(shè)備的一些狀態(tài)信息不能及時(shí)反饋給用戶，必然引起用戶在判斷設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)偏差，極有可能給用戶帶來(lái)不必要的損失。穩(wěn)定性因素是指遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在監(jiān)控終端的監(jiān)控下，能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，不產(chǎn)生中斷、失控等不正?，F(xiàn)象。

窗戶的車窗上方安裝傳感器，設(shè)置安全距離，當(dāng)超過安全距離時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并將報(bào)警信息以短信的方式發(fā)給車主，提醒車主做好應(yīng)對(duì)措施。在車內(nèi)安裝微型監(jiān)控器，一端通過網(wǎng)絡(luò)與車主手機(jī)相連，車主在需要時(shí)可以隨時(shí)查看車內(nèi)的情況；車門中安裝的其他傳感器還可以在行駛過程中檢測(cè)車間安全距離。

3 項(xiàng)目簡(jiǎn)介及特色

3.1 項(xiàng)目大致簡(jiǎn)略圖（見圖1）

3.2 技術(shù)框圖（見圖2）

3.3 項(xiàng)目創(chuàng)新特色

（1）可通過手機(jī)控制：通過手機(jī)與車載網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如車窗忘記關(guān)閉，可通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程關(guān)閉。（2）自動(dòng)報(bào)警：當(dāng)車輛遭到破壞等緊急情況時(shí)，會(huì)第一時(shí)間通過SMS通知車主，以便于車主第一時(shí)間做出反應(yīng)，減少財(cái)產(chǎn)損失。（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控：該系統(tǒng)將克服以往單純的視頻錄像系統(tǒng)不能實(shí)時(shí)監(jiān)控的不足，通過3G云臺(tái)設(shè)備和GPRS的無(wú)線傳輸功能，將車輛的實(shí)時(shí)安全數(shù)據(jù)保存到車載的儲(chǔ)存卡（SD卡、移動(dòng)硬盤、固態(tài)硬盤等），實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛安全的綜合管理，有效地提高了車輛的安全性。（4）信息存儲(chǔ)：該系統(tǒng)通過對(duì)車輛情況的監(jiān)測(cè)，對(duì)車輛的實(shí)時(shí)安全狀況進(jìn)行記錄，并設(shè)有報(bào)警顯示模塊，第一時(shí)間提示車主，能有效的降低財(cái)產(chǎn)損失。由于該系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)量大，圖像模塊采用的JPEG圖像壓縮格式，可達(dá)到3～5幀/秒的上傳速率，滿足一般車輛監(jiān)控的要求。（5）便捷性：手機(jī)、平板電腦等掌上移動(dòng)通信設(shè)備已經(jīng)商品化，而且3G網(wǎng)絡(luò)已十分普遍，數(shù)據(jù)的傳輸與共享很方便。該系統(tǒng)有助于利用三方（車輛、云臺(tái)、手機(jī)等智能設(shè)備）的優(yōu)勢(shì)，對(duì)車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控與遙控，降低意外的發(fā)生頻率，減少損失。

4 應(yīng)用前景

國(guó)內(nèi)家用汽車擁有量的迅速增加，家用汽車的安全措施卻不容客觀，車輛丟失事件時(shí)常發(fā)生，傳統(tǒng)的安全措施難以保證車輛安全，但此系統(tǒng)將車輛與手機(jī)設(shè)備實(shí)時(shí)連接，對(duì)車輛的各項(xiàng)功能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；若車輛發(fā)生意外可以通過車輛上的設(shè)備立即以手機(jī)等智能設(shè)備通知車主，以便車主做出措施，將極大地減少車主損失。

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Study on 3G/4G Remote Monitoring System of a Car Based on the Technology of Internet

Jin Wenkai， Wang Zhiyuan， Han Lili， Yu Xiuxiu， Duan Rui

（School of Computer and Information Engineering， Henan Normal University， Xinxiang， 453007， China）

Abstract： Aiming at the limitation of traditional vehicle safety measures， this paper presents a mobile monitoring system based on Androidintelligent terminal.Combining network， GSM short message module and single chip microcomputer and sensor technology combined， using existing GSM / SMS service and low cost hardware facilities to build a remote measurement and control system， will be linked to the computer serial port and GSM wireless modem， through SMS using GSM public network for remote control. Using mobile phone App and SMS module combined with single chip microcomputer for remote operation.

Key words： Android； GSM/SMS； remote controlendprint