機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)視系統(tǒng)

李宏燚 楊俊雄 徐銘璐 江雨秋 蘭雪瑩 熊鳴

摘要：運(yùn)輸行業(yè)和保險行業(yè)都需要機(jī)動車的狀態(tài)信息，機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)視系統(tǒng)就是通過傳感器得到機(jī)動車的行駛狀態(tài)，如車輛的地理位置、速度、加速度、角速度等，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至指定服務(wù)器并儲存，實現(xiàn)機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)視。

關(guān)鍵詞：實時監(jiān)控;存儲數(shù)據(jù);收集信息;虛擬服務(wù)器

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）52-0064-02

一、引言

傳統(tǒng)車險是基于車輛的新車售價來定價的，越貴的車保險費(fèi)用越高。UBI車險即駕駛行為保險是基于車輛的當(dāng)前狀態(tài)來定價的，UBI車險可以通過讀取大量的行車數(shù)據(jù)，并且將需要的數(shù)據(jù)傳輸至指定的服務(wù)器。按照保險公司提供的計算方法可以分析出車輛狀況和車主的駕駛狀況，從而綜合判斷出保險公司進(jìn)行賠償?shù)母怕视卸啻?。所以無論從社會效益講還是從經(jīng)濟(jì)效益講，這都是更加先進(jìn)、更加科學(xué)的保險方式。

隨著時代的發(fā)展，貿(mào)易進(jìn)入全球一體化的時代，運(yùn)輸行業(yè)也得到了空前的發(fā)展。在我們當(dāng)下的社會，航空運(yùn)輸?shù)乃俣入m然是最快的，但成本也是最高;海運(yùn)成本雖然低，但是需耗費(fèi)更多的時間，無論什么商品，都需要經(jīng)過陸地運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)，才能到達(dá)他們的目的地，所以陸地運(yùn)輸成為當(dāng)代速運(yùn)最好的選擇。又因為在所有運(yùn)輸行業(yè)中，貨車運(yùn)輸?shù)氖鹿事首罡?。?dāng)發(fā)生事故之后，當(dāng)對于事故責(zé)任的鑒定的時候，人們需要更多數(shù)據(jù)的支撐，以此來判定是由于司機(jī)操作的失誤還是一些其他的原因。

從上述可以看出，運(yùn)輸行業(yè)和保險行業(yè)都需要機(jī)動車的狀態(tài)信息，機(jī)動車實時監(jiān)視系統(tǒng)可減少共享行業(yè)以及運(yùn)輸保險行業(yè)的損失以及成本，同時將駕駛信息反饋給駕駛員，提高駕駛安全系數(shù)。

二、監(jiān)視系統(tǒng)總體框架

監(jiān)視系統(tǒng)的中央處理采用的是由意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32F103VB芯片，內(nèi)核為Cortex-M3。傳感器采用的是JY-901模塊，核心芯片為MPU9250。它提供了一個三軸加速度計，一個三軸角速度計和一個三軸地磁計?？梢苑謩e用來收集機(jī)動車的加速度，角速度。GPS芯片采用的是Ublox公司生產(chǎn)的ATK-NEO-6M-V23，采用外接天線的方式，將天線模塊外置在車頂。因為機(jī)動車行駛的地方有時比較偏僻，經(jīng)常會出現(xiàn)沒有3G或4G信號的情況，所以采用了2G通訊模塊USR-GM3。監(jiān)視系統(tǒng)還集成了一個TF卡的卡槽和一塊顯示屏幕，用以存儲和顯示數(shù)據(jù)。

監(jiān)視系統(tǒng)的電源系統(tǒng)有兩種工作方式。

1.使用自帶的電池，因為是測試版本，所以采用了600mA的小容量的電池，大概可以支持系統(tǒng)工作6小時。

2.采用車輛內(nèi)部12V電源供電，與此同時，利用車內(nèi)電源對RTMT系統(tǒng)自帶電池進(jìn)行充電。這兩種充電方式之間可以實現(xiàn)無縫切換。

監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、監(jiān)視系統(tǒng)各主要模塊

本監(jiān)視系統(tǒng)各主要模塊的功能如下。

1.CPU模塊。該模塊選用了STM32F103VB芯片，內(nèi)核為Cortex-M3，作為監(jiān)測系統(tǒng)的微處理器，是所有數(shù)據(jù)的處理單元。本監(jiān)測系統(tǒng)選用STM32F103VB型單片機(jī)，負(fù)責(zé)接收GPS的位置數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，顯示在屏幕上并將數(shù)據(jù)傳輸給DTU模塊將信息發(fā)送到虛擬服務(wù)器。

2.傳感器模塊。本系統(tǒng)采用的傳感器是JY-901模塊，主要負(fù)責(zé)對車輛的行駛信息如角速度、加速度等進(jìn)行實時監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳遞給CPU。而且JY-901模塊具備GPS連通能力，能夠?qū)PS模塊和JY-901模塊連接，可以方便獲取到車輛的形態(tài)以及位置信息。

3.GPS模塊。ATK-NEO-6M-V23 GPS模塊，具有高精度、低功耗、體積小，因為其極高追蹤靈敏度，使其可以覆蓋普通GPS接收模塊不能定位的地方，如偏遠(yuǎn)的山區(qū)，較為原始的山林等，ATK-NEO-6M-V23都能準(zhǔn)確定位。ATK-NEO-6M-V23模塊的高精度、小靜態(tài)漂移、低功耗及較小的體積，都非常適用于對車輛的實時監(jiān)測及其他移動定位系統(tǒng)的應(yīng)用。

4.DTU模塊。USR-GM3是簡單的二次開發(fā)模塊（模塊廠家已經(jīng)做好一種程序在模塊內(nèi)部），這種程序的功能為：我們只需要將連接服務(wù)器的信息通過串口發(fā)送給USR-GM3模塊，USR-GM3模塊會自動連接到我們指定的服務(wù)器上，并且不會在斷開（模塊本身不需使用者進(jìn)行監(jiān)測即可自行保持連接），省去了我們檢測是否斷網(wǎng)的工作，保證了聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定性。另一方面即是當(dāng)連接上服務(wù)器后，我們只需要通過串口將要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳給USR-GM3模塊即可，而后USR-GM3模塊將會自動上傳數(shù)據(jù)到虛擬服務(wù)器，省去了我們通過煩瑣的編程去監(jiān)控是否發(fā)送成功的工作，所以USR-GM3模塊會讓鏈接服務(wù)器和發(fā)送數(shù)據(jù)都變得相當(dāng)簡單，而且我們不必再擔(dān)憂模塊聯(lián)網(wǎng)過程中出現(xiàn)的問題，因為這些都是由USR-GM3模塊自身所帶程序自己解決的。

四、總結(jié)

由于現(xiàn)在智能手機(jī)都集成有各種傳感器，所以大部分測量機(jī)動車形式狀態(tài)都采用手機(jī)來測量，但是手機(jī)與車輛之間沒有什么必然的聯(lián)系。而本監(jiān)視系統(tǒng)將傳感器直接固定在機(jī)動車上，這樣測量的效果更佳，并且專車專用。該監(jiān)控系統(tǒng)只需要連通機(jī)動車上的電源即可工作，也不用訪問原車的OBD信息，保持了原車信息的獨(dú)立性。

本機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用兩種供電模式，通過傳感器JY-901和GPS ATK-NEO-6M-V23采集信息并傳輸給CPU的STM32F103VB芯片進(jìn)行處理，將處理好的信息，顯示在屏幕上。連接上服務(wù)器后，只需要通過DTU模塊將數(shù)據(jù)自動上傳數(shù)據(jù)到虛擬服務(wù)器。

機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)實際搭建電路如圖2所示。

在我國機(jī)動車行駛系統(tǒng)中，由于目前還未引入機(jī)動車行駛狀態(tài)實時監(jiān)視系統(tǒng)，因此具有相當(dāng)?shù)氖袌?，隨著系統(tǒng)功能的不斷完善將具有較強(qiáng)的推廣性。

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