基于物聯網的汽車安全監控裝置

解慧中　王智慧　張海濱　楊康　劉永進

摘要：車載防盜監控系統的實現將大大改變人們生活和出行方式，提高出行的效率。智能交通的數字化、網絡化、移動互聯網、圖像遠程傳輸等技術正在逐步的發展和成熟，智能化的車載智能終端逐步走向我們日常出行的生活中，每年汽車增有量的快速增加，智能化的車載防盜終端系統越來越受到用戶的青睞，因此該應用具有非常廣闊的前景。

關鍵詞：物聯網汽車安全監控裝置

傳統的汽車安全報警器，在汽車遇到震動的時候會發出警報，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控系統，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的車門內部，盜賊在開啟車門進入汽車后，傳感器即已經被觸發，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、關閉汽車火花塞電路等。

一、基于物聯網的汽車安全監控裝置各功能模塊、電控件的選型與兼容性設計

車載防盜監控系統是以嵌入式開發平臺為核心，智能安卓手機為遠程監控終端，語言識別、傳感網絡、通信模塊、控制終端等為基礎的監控系統。

二、系統總體方案

智能車載系統是未來段時間發展智能交通的新技術，是實現在網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，并根據車載的不同功能實行對該車輛的運行狀態進行監控和提供綜合服務。根據智能車載系統的總體要求，本文構建具有防盜、管理、監控等體化功能的車載系統。該車載防盜防盜系統主要有以下幾個部分組成：車載主控器、傳感網絡裝置、控制終端、智能安卓手機、通信裝置、語言識別裝置構成。

三、防盜控制邏輯軟件設計、灌裝、調試

（一）車載系統整體方案

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

2.車載系統選擇wifi集成器和GSM集成器與手機終端進行數據交換，因此設計了兩個通信模塊，當在有wifi網絡情況下，可選擇wifi網絡進行數據傳輸，當在室外沒有wifi網絡時，選擇手機短信功能實現數據傳輸和監控。

3.車載系統選擇指紋系統為門禁識別系統，指紋模塊以串口通信方式連接嵌入式開發平臺，實現兩者之間的數據交換和數據存儲。

4.車載系統選擇語言識LD3320集成器為語音系統，通過語言系統實現系統的應用功能。

5.車載系統選擇溫濕度傳感器、紅外傳感器、觸摸按鍵、cmos攝像頭為傳感網絡，系統從傳感網絡采集實時現場數據，根據數據處理結果可分析當前系統功能狀態。

6.車載系統選擇報警器、門禁開關、空調、引擎等為控制端裝置，控制端功能主要是根據當前狀態執行相應的動作。

（二）車載終端硬件電路設計

1.嵌入式開發系統設計

本次采用的開發系統為GEC210高性能開發板，由廣州粵嵌通信科技股份有限公司研發生產，是以SSPV210為中央處理器。

2.北斗定位模塊設計

北斗衛星導航定位系統主要以芯星通UM220為核心的，設計結構緊湊，重量輕，超低功耗的集成系統，內部結構圖如3-3所示。從功能結構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成。

3.語音識別模塊設計

LD3320是一顆基于語音識別技術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難題。

4.GSM通信模塊設計

TC35i是西門子公司生產的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無線通信模塊內部結構設計緊湊，如圖3-9所示，其內部結構主要由電源ASIC、40腳ZIF連接器、Flash ROM、GSM基帶處理器、天線插口、GSM射頻部分等構成，具有系統結構的設備能夠實現數字和模擬信號轉換和處理等功能。

5.汽車門禁指紋采集模塊設計

指紋識別系統主要有以下5部分組成，分別為指紋信息采集；數字圖像信息進行預處理；指紋特征的數字化圖像；數據進行匹配和對比；輸出顯示結果。

6.傳感網絡硬件設計

7.車載制動端硬件設計

四、服務器端和手持終端控制軟件開發

（一）智能安卓手機終端軟件設計

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

（二）各功能模塊軟件設計

1.登錄界面模塊軟件設計

登錄界面主要包括四個部分：界面背景圖片，模式選擇控健（短信模式控健、wifi模式控健、推出模式控健）、文本提示、網絡輸入框。該界面程序設計主要用了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絡設置編輯框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同步監控界面軟件設計

Wm監控界面軟件設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、經緯度顯示框）、wifi同步監控控健（空調控健、剎車控健、報警控健、車窗控健、車門控健、左右燈控健）。Wm同步監控界面首先使用Relative Layout布局背景圖片，接著在背景適當的位置布局編輯框Image View：然后在背景右邊布局溫濕度經緯度顯示框Edit Text，最后把wifi監控同步控健Image Button布局界面下方，并實現相應的控健功能。Wifi同步。

3.短信收發模塊軟件設計

短信收發模塊軟件設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緯度）、短信監控健（發送特定短信指令監控車載制動裝置）。短信收發監控界面首先使用Relative Layout布局背景圖片；接著在背景適當的位置布局編輯框提示圖片Image View和編輯框EditText，編輯框顯示經緯度和車載電話號碼；最后把短信收發控健Image Button布局界面右邊和左下邊，實現相應的控健功能。監控車載各種制動裝置。

4.防盜拍攝模塊軟件設計

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時，車載終端通過套接字socket發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備信息線程，建立接收拍攝照片線程發送給車載終端，然后進入等待拍攝圖片接收狀態。

五、系統通訊設計、聯動調試

（一）登錄界面測試效果圖：

當輸入系統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、系統設置、空調開關、車窗開關、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功能，可設置電話號碼功能。經過多次的測試，手機可正確接電話餓收發短信，不出現亂碼現象。

（四）指紋驗證性能測試界面：

指紋驗證系統主要用于汽車的門禁系統，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）用戶設置性能測試界面。