基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車安全監(jiān)控裝置

解慧中　王智慧　張海濱　楊康　劉永進

摘要：車載防盜監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)將大大改變?nèi)藗兩詈统鲂蟹绞?，提高出行的效率。智能交通的?shù)字化、網(wǎng)絡化、移動互聯(lián)網(wǎng)、圖像遠程傳輸?shù)燃夹g(shù)正在逐步的發(fā)展和成熟，智能化的車載智能終端逐步走向我們?nèi)粘３鲂械纳钪校磕昶囋鲇辛康目焖僭黾?，智能化的車載防盜終端系統(tǒng)越來越受到用戶的青睞，因此該應用具有非常廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)汽車安全監(jiān)控裝置

傳統(tǒng)的汽車安全報警器，在汽車遇到震動的時候會發(fā)出警報，但是這種警報器很容易被盜賊破解，而且當汽車遠離車主的時候，報警器只是會起到恐嚇的作用，對汽車防盜并沒有大的幫助。

有鑒于此，需要研制一種更加可靠的汽車安全監(jiān)控系統(tǒng)，不但安全可靠，而且具有更加廣泛的功能，比如，當本裝置的CPU連接汽車火花塞電路時，可通過遠程控制關(guān)閉火花塞電路，振動傳感器和加速度傳感器安裝在汽車靠近駕駛員側(cè)的車門內(nèi)部，盜賊在開啟車門進入汽車后，傳感器即已經(jīng)被觸發(fā)，車主通過連接遠端服務器的手機即可以得到報警信號，可以立即采取相應的措施，如報警、關(guān)閉汽車火花塞電路等。

一、基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車安全監(jiān)控裝置各功能模塊、電控件的選型與兼容性設(shè)計

車載防盜監(jiān)控系統(tǒng)是以嵌入式開發(fā)平臺為核心，智能安卓手機為遠程監(jiān)控終端，語言識別、傳感網(wǎng)絡、通信模塊、控制終端等為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)總體方案

智能車載系統(tǒng)是未來段時間發(fā)展智能交通的新技術(shù)，是實現(xiàn)在網(wǎng)絡信息平臺對控制車輛的屬性信息和動、靜信息的有效提醒和利用，并根據(jù)車載的不同功能實行對該車輛的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和提供綜合服務。根據(jù)智能車載系統(tǒng)的總體要求，本文構(gòu)建具有防盜、管理、監(jiān)控等體化功能的車載系統(tǒng)。該車載防盜防盜系統(tǒng)主要有以下幾個部分組成：車載主控器、傳感網(wǎng)絡裝置、控制終端、智能安卓手機、通信裝置、語言識別裝置構(gòu)成。

三、防盜控制邏輯軟件設(shè)計、灌裝、調(diào)試

（一）車載系統(tǒng)整體方案

1.車載系統(tǒng)選擇我國自主的北斗衛(wèi)星的定位集成模塊UM220，系統(tǒng)的定位首先通過北斗定位UM220模塊接收機接收經(jīng)緯度等信息，然后通過RS232集成器傳輸給系統(tǒng)，根據(jù)主控系統(tǒng)的處理和地圖匹配，實現(xiàn)車輛的定位、監(jiān)控和跟蹤。

2.車載系統(tǒng)選擇wifi集成器和GSM集成器與手機終端進行數(shù)據(jù)交換，因此設(shè)計了兩個通信模塊，當在有wifi網(wǎng)絡情況下，可選擇wifi網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，當在室外沒有wifi網(wǎng)絡時，選擇手機短信功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控。

3.車載系統(tǒng)選擇指紋系統(tǒng)為門禁識別系統(tǒng)，指紋模塊以串口通信方式連接嵌入式開發(fā)平臺，實現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)存儲。

4.車載系統(tǒng)選擇語言識LD3320集成器為語音系統(tǒng)，通過語言系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)的應用功能。

5.車載系統(tǒng)選擇溫濕度傳感器、紅外傳感器、觸摸按鍵、cmos攝像頭為傳感網(wǎng)絡，系統(tǒng)從傳感網(wǎng)絡采集實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果可分析當前系統(tǒng)功能狀態(tài)。

6.車載系統(tǒng)選擇報警器、門禁開關(guān)、空調(diào)、引擎等為控制端裝置，控制端功能主要是根據(jù)當前狀態(tài)執(zhí)行相應的動作。

（二）車載終端硬件電路設(shè)計

1.嵌入式開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

本次采用的開發(fā)系統(tǒng)為GEC210高性能開發(fā)板，由廣州粵嵌通信科技股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)，是以SSPV210為中央處理器。

2.北斗定位模塊設(shè)計

北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)主要以芯星通UM220為核心的，設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，超低功耗的集成系統(tǒng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如3-3所示。從功能結(jié)構(gòu)上看主要有以下幾部分組成：RF天線、RF前端、基帶處理器、RTC、flash存儲器、各種支持接口端六部分構(gòu)成。

3.語音識別模塊設(shè)計

LD3320是一顆基于語音識別技術(shù)非特定人的語音識別，聲控芯片，該芯片為用戶解決了語音識別的技術(shù)難題。

4.GSM通信模塊設(shè)計

TC35i是西門子公司生產(chǎn)的GSM無線通信模塊，其中接口連接器連接SIM讀卡器，天線連接器連接天線。GSM無線通信模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，如圖3-9所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由電源ASIC、40腳ZIF連接器、Flash ROM、GSM基帶處理器、天線插口、GSM射頻部分等構(gòu)成，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字和模擬信號轉(zhuǎn)換和處理等功能。

5.汽車門禁指紋采集模塊設(shè)計

指紋識別系統(tǒng)主要有以下5部分組成，分別為指紋信息采集；數(shù)字圖像信息進行預處理；指紋特征的數(shù)字化圖像；數(shù)據(jù)進行匹配和對比；輸出顯示結(jié)果。

6.傳感網(wǎng)絡硬件設(shè)計

7.車載制動端硬件設(shè)計

四、服務器端和手持終端控制軟件開發(fā)

（一）智能安卓手機終端軟件設(shè)計

智能安卓手機終端的實現(xiàn)有以下幾個功能模塊：1.登錄界面模塊；2 wifi同步監(jiān)控模塊；3.短信收發(fā)模塊；4.防盜拍攝模塊。

（二）各功能模塊軟件設(shè)計

1.登錄界面模塊軟件設(shè)計

登錄界面主要包括四個部分：界面背景圖片，模式選擇控?。ǘ绦拍Ｊ娇亟?、wifi模式控健、推出模式控?。?、文本提示、網(wǎng)絡輸入框。該界面程序設(shè)計主要用了RelativeLayout布局，先布置背景圖片，接著在背景中適當位置布置文本提示Text View，然后在提示對應位置布置網(wǎng)絡設(shè)置編輯框EditText，最后把選擇按鈕、退出按鈕lmageButton布置在界面右邊。登錄界面功能圖如圖4-3。

2.Wifi同步監(jiān)控界面軟件設(shè)計

Wm監(jiān)控界面軟件設(shè)計主要包括四個部分：界面背景圖片、編輯框提示、信息顯示框（溫濕度、經(jīng)緯度顯示框）、wifi同步監(jiān)控控?。照{(diào)控健、剎車控健、報警控健、車窗控健、車門控健、左右燈控?。?。Wm同步監(jiān)控界面首先使用Relative Layout布局背景圖片，接著在背景適當?shù)奈恢貌季志庉嬁騃mage View：然后在背景右邊布局溫濕度經(jīng)緯度顯示框Edit Text，最后把wifi監(jiān)控同步控健Image Button布局界面下方，并實現(xiàn)相應的控健功能。Wifi同步。

3.短信收發(fā)模塊軟件設(shè)計

短信收發(fā)模塊軟件設(shè)計主要包括兩大部分：界面背景圖片、編輯框和提示框（短信獲取車載終端信息和經(jīng)緯度）、短信監(jiān)控健（發(fā)送特定短信指令監(jiān)控車載制動裝置）。短信收發(fā)監(jiān)控界面首先使用Relative Layout布局背景圖片；接著在背景適當?shù)奈恢貌季志庉嬁蛱崾緢D片Image View和編輯框EditText，編輯框顯示經(jīng)緯度和車載電話號碼；最后把短信收發(fā)控健Image Button布局界面右邊和左下邊，實現(xiàn)相應的控健功能。監(jiān)控車載各種制動裝置。

4.防盜拍攝模塊軟件設(shè)計

防盜拍攝界面主要包括三部分：圖片顯示框、文字提示框、“返回”控健。防盜拍攝功能是當車載終端的紅外模塊觸發(fā)時，車載終端通過套接字socket發(fā)送報警字符到安卓手機用戶端界面顯示，安卓手機接收后停止同步設(shè)備信息線程，建立接收拍攝照片線程發(fā)送給車載終端，然后進入等待拍攝圖片接收狀態(tài)。

五、系統(tǒng)通訊設(shè)計、聯(lián)動調(diào)試

（一）登錄界面測試效果圖：

當輸入系統(tǒng)正確的賬戶和密碼正確時，即可登錄車載終端的主界面。否則不能登錄。

（二）車載終端主界面測試效果圖：

當用戶成功登錄之后，進入車載終端的主界面，主界面主要由時間、溫濕度、各種控制按鈕組成，按鈕有：電話呼叫、導航、指紋門禁、系統(tǒng)設(shè)置、空調(diào)開關(guān)、車窗開關(guān)、剎車按鈕、語言按鈕等組成。

（三）電話短信呼叫測試界面：

在電話短信呼叫界面主要分兩部分，電話呼叫和短信接發(fā)功能，可設(shè)置電話號碼功能。經(jīng)過多次的測試，手機可正確接電話餓收發(fā)短信，不出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象。

（四）指紋驗證性能測試界面：

指紋驗證系統(tǒng)主要用于汽車的門禁系統(tǒng)，該界面主要是添加指紋和識別指紋這幾個功能，通過測試，可添加多個用戶的指紋，另外識別正確率為100%。

（五）用戶設(shè)置性能測試界面。