基于的汽车跟踪系统

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数据
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启动GPRs模块
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GPRs连接服务端

启动oPs模块

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万方数据
l断开连接I

等待:。秒钟
5系统测试
测试中,用户发送一条汽车丢失的短信到车载 模块,模块处理短信内容,立即报警,把GPs传输到服 务器端。 GPS数据数据接收模块支持NAMEA0183的通信 标准,输出的4条语句¥GPGGA,¥GPGSA,¥GPRMC, ¥GPVTG。¥GPRMC是标准推荐的输出语句,该语句 包括uTc时间、接受状态、经度、纬度、速度和航向等 信息。语句¥GPRMc,052613.000,A,32lO.740238,N,
过这条数据通道传送来的车辆位置数据通过GIS数 据技术显示在电子地图上。在简要分析SIM908串口 通信控制、AT指令、短信息通讯的PDu模式分析和 GPs定位信息提取的基础上,完成了发送PDu码短信
启动系统
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启动lq车模块
配置Mcu模块
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起。
3车载终端模块硬件设计
车载移动终端主要由四大部分组成:电源模块、 GPRS模块、GPS模块、控制模块。ARM对整个系统 进行控制,接收GPS的数据将其打包发送。车载终 端能够采集GPS卫星定位数据并对该数据进行一定 的运算处理和拆封处理,其次要能够通过GPRS无线 数据链路连接到IP数据网,访问位于监控中心的服 务器。如图2所示:
型。 (1)GPRS(GeIleral
Packet Radio
数据网、3G无线数据网、无线局域网何LAN)、移动网
络等。国内外许多机构都投入了大量人力物力财力, 进行相关的研究和开发,其最新研究成果就是基于 GPRs/GPs的网络式汽车防盗系统。现阶段的汽车跟 踪产品,价格昂贵,可开发升级性不高。本文主要是 针对于性价比来设计出一款跟踪产品。以往汽车的 跟踪技术车载终端模块中GPs和GPRs是相互分开 的,即需要用户在GPS和GPRs模块之间进行端口的 连接进行测试,成本不仅高昂,并且体积也会比较 大。那么针对于此,在这里则是使用的是集成GPs和 GPRS的sIM908模块,这样占用空间小,这样就容易 嵌入在比较隐蔽的地方。使用ARM推出的Conex—M3
式显示在地图上。
图1远程跟踪j气车的架构图
基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端对端的、 广域的无线IP连接。GPRs具有网络覆盖面广可永远 在线按流量计费等特点,适合用于公路车辆跟踪【4】。 GPRs模块接收用户的控制短信,短信中有控制汽车 的命令。车载端通过GPRS模块可以将汽车的状态, 包括汽车地理位置、汽车速度、汽车防盗,发送到服 务端的监控中心。车主和监控中心可以主动通过手 机短信或Intemet来跟踪和控制汽车状态,包括强制 上锁、强制解锁、强制断油断电等。GPRs网络负责将 汽车车载端、监控中心、车主三方面紧密结合在一
现汽车的跟踪和控制。
关键词:GPRs;GPS;sTM32控制器;嵌入式系统 中图分类号:tp316.89文献标识码:A
1引言
现代社会汽车给人们的生活带来了很大的便利, 但频频的盗车案件成了车主们新的担忧;汽车运输公 司为更好地管理本公司的汽车,提高运输的安全性, 如果知道汽车的实时定位数据,就可以很好地进行汽 车调度、汽车安全检查、汽车救援,可以极大地提高汽 车运输管理的质量【l】。汽车防盗设备按其结构和功能 可分为四大类:机械式,电子式,芯片式和网络式。 其中网络式汽车防盗技术与其他几种防盗形式相 比。目前还尚未成熟这也给本设计有了更多对其 研究和设计的创新空间【2】。网络式主要有GPRS无线
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主 腔 单冗
(2)GPS全球定位系统GPs可以在全球范围内为 数量不限的海陆空天用户提供全天候、连续精确的 位置、速度和时间信息。地面站收集来自卫星及系统 内有关的信息数据,经过加工处理后发现导航信号 和控制指令,通过卫星转发给覆盖区域的用户设备。 GPS能够准确定位汽车的具体位置。为保证实时跟 踪,GPS数据每30秒钟向服务端发送一次。 (3)控制器是该系统的中央单元,其能够准确的 分析短信命令,分析GPS数据,实时控制刹车。该车载 GSM/GPS防盗系统的主控制器就是STM32控制器,这 里采用了简单的实时操作系统RL_RTx实时系统。 RTx内核是一个实时操作系统,在嵌入式运用中这 是非常有用的,可以解决众多的调度、维护、定时等 问题。RT0s可以自由地分配系统资源,比如cPu和 内存,并且提供一种任务间通信机制。
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基于GPRS/GPS的汽车跟踪系统
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闫振(江苏大学计算机工程和通信学院江苏21 201 3) 摘要:针对于汽车防盗,本文设计了基于GPRs/GPs的跟踪系统。本系统使用集成GPs/GPRs功能的 sIM908芯片作为远程跟踪模块,并采用ARM cortex—M3芯片实现通信等任务的操作控制。服务端清晰的显示 汽车的具体的位置和速度,具有良好的人机交互的功能。用户端仅持有手机,使用发送短信的方法,就可以实
车速度。
参考文献
【1】卢海涛,侯彤璞,李健.基于GPS和GPRS的嵌入式汽车定位
系统车载终端的开发.计算机与数字工程,总第248期;2010
年第6期 [2】邓利军,王书贤.基于GsM网络无线远程汽车防盗监控系统 设计.农业装备与车辆工程,第50卷,第5期,2012年5月 【3】张俊林.家庭防盗系统设计.重庆科技学院学报(自然科学 版),第12卷第4期,2010年8月 【4】胡玉琦,李泉林.基于RFID的汽车零件运输跟踪系统设计. 计算机工程与应用,2008,44(33)
车载终端设备上的GPs卫星数据采集模块采集 到GPS定位数据,经过数据拆包得到车辆的地理坐 标、时间等有效信息,该信息再经ARM嵌入式系统重 新封装处理之后,由GPRs无线通信模块发送到GPRS 无线通信网上。GPRs网络根据相应的协议在车载终 端和接人因特网或GPRS网的监控中心之间建立一
条支持TCMP或UDMP的数据通道。监控中心把通
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图3系统软件的流程图
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级留下了空间。利用sTM32微处理器、GPS全球定位 技术和GPRS无线通信技术,开发嵌式汽车防盗系 统,车主通过手机短信就能实现对汽车的远程监控 功能和报警。使用基于GPs/GPRS技术的车载定位设 备实现被盗汽车的跟踪,GPRs网络通信和TcfyIP网 络协议是核心也是技术的关键,因此开展对GPRS和 TCfvIP网络技术的研究对实现车辆的定位跟踪有着
4.2软件设计流程。
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息,GPS定位任务,报警,传送GPS数据传送到服务 端,地图资料等主要应用程序的设计。 系统可实现 报警信号的检测、车主与系统之间的通讯、GPS定位 信息的获取、远程控制的操作,具有较高的实际应用 价值。具体的软件设计流程图如图3: 在整个系统中,包括GPRS、GPS、主控单元以及 刹车模块。首先加电开启整个车载终端,启动服务之 后,配置并使能主控单元的各个端口。单片机也通过 AT命令对GPRS模块进行初始化,包括监控中心的 IP地址及端口、SIM卡检查、GPRs服务号码配置 等m。此时主控单元就处于了监控用户短信的状态。 在没有用户短信的状态下,车载终端的模块都是出 于睡眠的状态下的。当由用户的短信到来,GPRS模 块就会检测到短信到来的标志。此时主控单元首先 去判断该短信是不是该车主发送来的,如果不是则 将短信删除掉,继续处于等待下次短信的到来。判断 是车主的短信,下一步就是读取短信的内容,正确读 取短信,删除短信。此时得知用户的车辆处于被盗的 状态,立即启动刹车模块,使得汽车处于减速状态。 主控单元就会在2号端口选择GPs模块接收到的最佳 GPS数据,并连接远程的服务端。在连接远程服务端 的时候是有些技巧的,由于信号的原因,每次连接到 服务端的时间或长或短,此时是不能在这里处于阻 塞状态始终在这里等待连接成功信号的发送。解决 方案是每隔20秒钟去判断是不是连接成功。如果不 成功就断开上次的连接,重新向服务端建立连接。连 接服务器成功之后,CPRS模块就将此时的GPS定位 数据发送到服务端。服务端在接收到GPS数据之后, 就会利用GIS技术准确的将汽车的位置显示在上位 机上。直到警方追踪到丢失车辆,就可以停止对车辆 的跟踪。
R’Ⅸ内核是
一个强大的实时操作系统,可以很容易地使用和运 行基于cortex—M3 cPU内核的微控制器。
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据,MCU初步分析GPS数据,并使用AT命令实现GPS 数据发送到服务端。 (3)控制模块,不断监测GPRS有没有车主的丢 失汽车的短信命令。检测到短信,先判断是不是恶意 手机短信。经过正确的判断到手机号之后,读取短信 内容。读取到报警信息,就会启动刹车模块,立即报 警,将地理位置传送到服务端和车主的手机里。 (4)系统设置模块,即是服务端,主要完成对车 主手机号码、报警信息内容、回复指令内容等内容的 修改,以增加系统的安全性。进一步分析接收到的 GPS数据,调用数据库,查看地图资料,显示出汽车的 在地图的位置,并给出最佳路线到达汽车位置。
重要的意义。
过处理,从中提取经度、纬度、速度、航向等有用信 息,这些信息是定位车辆位置的主要来源[8】。 根据以上的GPS的定位数据,服务端GIS就能够 正确的显示出汽车的位置。每隔一秒钟就会接收到 GPS数据,系统中会每隔5秒钟选择精确度最高的数 据显示在地图上。图四是整个服务端上位机的软件 视图,图五显示出了被盗汽车所在的地图位置和汽
Service)是一种
万方数据
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(4)刹车锁主要是由控制器来控制的。车内接收 装置在接到的用户用于锁车命令的短信,控制模块 就会锁住轮胎,控制车辆的移动,并立即启动报警系 统,车载控制器使车辆强行减速,锁死发动机和点火
线圈。
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(5)远程服务端,主要是包括GIS定位跟踪工作 站,接收被盗汽车发送的GPs数据,存储到数据库中, 将相应的车辆以图标的形式显示在地图上。GIs定位 跟踪工作站使用TCP网络通信协议接受从GPs定位 数据通信服务器发送来的GPs定位数据包,解析并处 理,根据得到的定位坐标将对应的车辆以图标的形
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GPRS模块
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———]GPs模块
旧断油信号,『
刹车
图2车载移动终端系统框图
4软件设计
4.1软件功能
(1)GPRS通讯模块软件,主要是负责用户短信 的发送和接收,将汽车定位的数据发送到服务端。系 统通过AT指令访问GSM/GPRS模组来实现短消息收 发嘲。AT即Attention,AT指令集,是从终端设备或数据 终端设备向终端适配器或数据电路终端设备发送【q。 (2)GPS定位模块,主要是定位汽车的具体位置。 该定位模块会每隔30秒钟向MCu的端口发送GPs数
处理器其价格低廉,性能很高,有很好的升级性。
2基于GPS/GPRS的跟踪系统设计
本文给出了基于采用ARM作为主控制器以及基 于GPRS和GPs技术的SIM908集成模块来实现的汽车 防盗系统。该系统采用ARM作为处理器,通过GPRs 网络建立无线通信链路,把车载移动终端的GPs定 位信息传到Intemet网上的服务器,实现在线实时监 测车辆行驶各类信息,实现了控制中心实时监测车 辆行驶状态,完成了车辆定位的目的。当车主发现自 己汽车失窃,车主可以通过短信向GPRs模块发送对 汽车进行远程锁死油路、声音报警等操作的信号,并 通过GPs模块获取车辆的GPs信息。同时GPRs模块还 会将GPs数据发送到服务器上,警察可以根据GPS数 据选择最佳路线进行在线指挥抓捕盗车罪犯。系统 需要保存的信息主要有接收方的手机号码,报警约 定的报警密码家庭地址【3】。整个GPS/GPRS的防盗系 统具体的系统架构图如图一所示: 采用STM生产的ARM cortex—M3微处理器作为 主控制器,根据系统的功能需要完成了GPRS通讯模 块/GPs定位模块、刹车模块和远程服务端模块的选
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