一種基于GPRS的車載監(jiān)控系統(tǒng)設計

陸婷++杜月林

摘要：隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展我們可以利用嵌入GPRS（通用分組無線業(yè)務）和MMS（多媒體信息服務）實現(xiàn)對車載系統(tǒng)的遠程控制。一個智能車載監(jiān)控系統(tǒng)能夠幫助用戶更好地了解車輛所處的環(huán)境，該文利用GPRS技術(shù)和MMS技術(shù)構(gòu)建車載監(jiān)控系統(tǒng)來解決汽車的安全問題，GPRS模塊被用來構(gòu)建一個在圖像收集和用戶平臺之間的通信平臺。利用手機作為用戶平臺，發(fā)送命令獲得數(shù)據(jù)，利用單片機和串口攝像頭作為數(shù)據(jù)收集和處理的平臺，從而實現(xiàn)圖像收集和遠程控制的功能。

關(guān)鍵詞：車載監(jiān)控；GPRS；MMS

中圖分類號：TN722.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）26-0109-03

隨著城市的發(fā)展，更多的人擁有了私家車。車輛在帶給人們方便的同時也把安全問題帶入了人們的視線。一個智能車載監(jiān)控系統(tǒng)能夠幫助用戶更好地了解車輛所處的環(huán)境，特別是當車輛超出用戶的視線范圍之內(nèi)的時候。通過遠程控制技術(shù)，駕駛員可以在很遠的地方對車在系統(tǒng)的功能進行控制。近來隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展，可以利用嵌入GPRS（通用分組無線業(yè)務）和MMS（多媒體信息服務）實現(xiàn)對車載系統(tǒng)的遠程控制。利用GPRS技術(shù)和MMS技術(shù)構(gòu)建車載監(jiān)控系統(tǒng)解決汽車的安全問題，GPRS模塊被用來構(gòu)建一個在圖像收集和用戶平臺之間的通信平臺。利用手機作為用戶平臺，發(fā)送命令獲得數(shù)據(jù)。利用單片機和串口攝像頭作為數(shù)據(jù)收集和處理的平臺。從而實現(xiàn)圖像收集和遠程控制的功能。

1 系統(tǒng)方案設計

1.1 硬件結(jié)構(gòu)設計

車載監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是收集監(jiān)控地點的實時圖像，然后將圖像發(fā)送到特定的手機。它的其他功能還有用手機控制打開報警燈。因此手機被用作是遠程控制終端，它發(fā)送命令控制遠方系統(tǒng)完成相應的指令。系統(tǒng)的工作原理圖如圖1所示。

該系統(tǒng)根據(jù)不同的功能劃分成5個子系統(tǒng)。它們是照相機模塊，單片機模塊，GPRS模塊，電源模塊和報警燈模塊。照相機模塊用來捕獲監(jiān)控地點的圖像信息并且將圖像壓縮并發(fā)送。單片機模塊是GPRS模塊和單片機模塊的連接模塊。單片機用來處理圖像數(shù)據(jù)和控制命令。GPRS是一個在系統(tǒng)和遠程控制終端的通信模塊。報警燈模塊是系統(tǒng)的衍生功能。這一模塊可由遠方的移動手機進行遠程控制。電源模塊為整個系統(tǒng)提供需要的能量。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.2 圖像收集模塊的設計

該設計中所使用的照相機模塊是串口相機PTC08。 PTC08是一款集圖像采集、拍攝控制、數(shù)據(jù)壓縮、串口傳輸于一體的工業(yè)級圖像處理模塊。其內(nèi)置的高性能數(shù)字信號處理芯片實現(xiàn)了對原始圖像的高比例壓縮。產(chǎn)品圖像輸出采用標準JPEG格式，可方便兼容各種圖像處理軟件。標準的三線式RS-232通信接口以及簡單的圖像傳輸協(xié)議是的攝像頭可以方便地實現(xiàn)與電腦以及各種嵌入式系統(tǒng)的連接。

1.3 單片機模塊設計

該設計中使用STC12C5A60S2 單片機模塊，該單片機具有兩個串行口。該設計中需要建立連接照相機模塊和單片機模塊，單片機模塊到GPRS模塊的通信通道。所以要求芯片具有兩個串行口。

1.4 GPRS模塊的設計

SIM300S模塊是工業(yè)級GSM，GPRS模塊，內(nèi)部嵌入TCP/IP協(xié)議和彩信協(xié)議，支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真，工作在EGSM900和DCS1800/PCS1900三個頻段，電源范圍是3.4-4.5V。SIM卡電壓支持1.8V和3V，支持TEXT和PDU格式的短信息發(fā)送與接收。

2 軟件設計

2.1 軟件全局流程圖

圖3顯示了主函數(shù)的軟件流程圖。當主函數(shù)開始的時候，第一步是初始化一些單元模塊，比如用于精準控制時間的定時器0，在單片機和GPRS模塊之間的串口1，在單片機和攝像頭模塊的串口2。第二步是注冊GSM模塊。這一步是很重要的，因為GPRS在沒有連接到移動網(wǎng)絡的時候是沒有辦法工作。之后需要設置GPRS模塊的一些參數(shù)，比如收到信息的存儲位置和格式。最后，當初始化工作完成之后，就進入了程序的大循環(huán)。系統(tǒng)會查詢標志位是否被置位了，按鍵是否被按下和是否有新消息收到。

2.2 軟件功能分析

2.2.1 按鍵進行圖像收集

首先要進行硬件的初始化，包括了定時器的初始化，串口的初始化，拍照模塊的初始化，GPRS模塊的初始化。在硬件的初始化完成之后， 需要注冊GSM模塊。之后要檢測圖像發(fā)送功能鍵（鍵1）有沒有被按下。如果單片機檢測到該鍵被置為了低電平則說明圖像發(fā)送功能鍵被按下了，然后單片機模塊就要調(diào)用彩信發(fā)送功能獲取照片并發(fā)送到目的手機了。如圖4所示為按鍵控制的功能流程圖。

2.2.2 發(fā)送信息后拍攝圖片

在這個部分，硬件的初始化依然需要，當把GSM模塊注冊入網(wǎng)之后。軟件將會不停的檢測代有‘camera字符的新短信。如果在緩存中的短信中有這個關(guān)鍵字，那么單片機將會調(diào)用彩信發(fā)送功能，收集實時圖片并且發(fā)送到指定收集。

2.2.3 通過短信打開LED燈

在這個部分，硬件的初始化依然需要，當我們把GSM模塊注冊入網(wǎng)之后。軟件將會不停的檢測代有‘onyellow， offyellow， ‘onred， ‘offred等關(guān)鍵字的新短信。如果在緩存中的短信含有以上提到的關(guān)鍵字，那么SCM將會控制LED燈點亮。

3 遠程控制臺軟件的設計

該系統(tǒng)利用了Android的ADT平臺設計了用戶軟件幫助用戶在Android系統(tǒng)的手機上更好地進行系統(tǒng)的控制。這個用戶軟件可以讓用戶通過點擊觸摸屏上的對應按鍵實現(xiàn)對車載控制系統(tǒng)的遠程控制。

3.1 設計用戶界面

在之前的設計中利用讓用戶發(fā)送固定的短消息到指定手機的方式進行系統(tǒng)控制。程序后臺通過readme文檔將操作的細節(jié)告知用戶。在這種情況下，用戶需要記得短消息從而才能進行系統(tǒng)的控制。這對于一些用戶來說是十分困難的。但是在新設計中可以使用Android開發(fā)工具ADT 開發(fā)出可以直接在Android手機上安裝的apk包。需要使用的固定短信全部被封裝在系統(tǒng)中通過按鍵的方式進行調(diào)用。因此，用戶不再需要記住那么多的固定短信。通過觀察用戶軟件，用戶們便可以清楚地了解怎樣操控整個系統(tǒng)。

3.2 用戶界面的設計

在Android設計的ADT中，利用xml語言在activity_mian.xml文件中對整個用戶界面的框架進行搭建。在這個設計中利用了兩個常用的組件TextView和ImageButton對整個用戶界面進行布局. 通過使用TextView，，可以添加系統(tǒng)的標題并且解釋每個按鍵的功能。通過使用ImageButton可以將系統(tǒng)功能和屏幕上的按鍵對應起來。而且ImageButton與其他的Button相比，它使用直觀的圖片形式將按鍵與功能掛鉤。因此通過圖片和文字用戶可以更加簡單清晰的了解每個按鍵的功能。

在這個設計中使用了RelativeLayout的布局方式，通過xml語言，可以對各個元素進行布局使得用戶界面更加的美觀。圖5是用戶界面的樣式。

3.3 功能設計

遠程控制系統(tǒng)的功能是發(fā)送指定的短信到指定的移動號碼。在軟件中每一個按鈕都與OnClickListener相連接。所以當按鍵被按下的時候， OnClickListener將會得知，并且調(diào)用OnClickListener類之中的OnClick 函數(shù)。在OnClick 方法中。發(fā)送短消息方法被調(diào)用。特定的手機號碼和特定的短信通過參數(shù)傳遞到函數(shù)之中。另外一個方法在短信發(fā)送成功之后跳出一個短信發(fā)送成功的對話框也在這之后被調(diào)用。因此通過按特定的按鍵用戶可以發(fā)送固定的短信去控制遠端的車載監(jiān)控系統(tǒng)。而且也可以通過跳出的對話框來了解短信是否被成功的發(fā)送了。

4 實驗測試及結(jié)論

本文通過GPRS技術(shù)和MMS技術(shù)構(gòu)建車載監(jiān)控系統(tǒng)，解決了汽車的安全問題，利用手機作為用戶平臺，發(fā)送命令獲得數(shù)據(jù)，利用單片機和串口攝像頭作為數(shù)據(jù)收集和處理的平臺，從而實現(xiàn)圖像收集和遠程控制的功能。該系統(tǒng)測試穩(wěn)定，簡單便捷，在現(xiàn)實中具有一定的實用意義。

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