基于物聯網技術的轎車3G/4G遠程監控系統研究

靳文凱+王志愿+韓利麗+于秀秀+段瑞

摘 要：針對車輛傳統安全措施的局限性，文章提出了基于Android智能終端的移動監控系統。將網絡、GSM短信模塊和單片機結合、傳感器等技術相結合，利用已有的GSM/SMS服務和低成本的硬件設施搭建一個遠程測控系統，將計算機串口與GSM無線MODEM相連，通過短信業務，利用GSM公用網進行遠程測控。用手機App和短信模塊與單片機相結合進行遠程操作。

關鍵詞：Android；GSM/SMS；遠程操控

隨著車輛的普及，私家車已經成為主要的代步工具，但是同時也存在著一些安全隱患。其安全隱患主要表現在2個方面：（1）粗心大意的車主忘記關閉門窗。（2）遭到外力破壞。經調查發現，以上2個因素造成的損失占車輛損失的68%。另外，現在也存在一些碰瓷或者惡意剮蹭等不法行為。以上這些情況都給車主的人身財產安全帶來了隱患乃至于損失。因此一種強有力的防盜系統顯得極為重要，綜合考查國內的車輛市場會發現，目前汽車的防盜措施都是發出警報，而且警報范圍十分有限，發現丟失后的措施一律是報警，查看相關的視頻監控，這樣的措施的效率是十分低下的。

本文通過GSM短信模塊、手機App和網絡及時了解車輛的安全情況，并且通過防盜系統實時短信通知車主，提供信息方便追回。這種新的遠程操控系統在基于GSM和網絡背景下一定會有廣闊的市場前景。

1 關鍵技術

1.1 技術需求

（1）在測量車間安全距離和遠程控制中，報警模塊中利用多種傳感器等設備，實現對車輛狀況的信息采集。（2）車載監控系統中車輛安全信息的數據化處理和自動存儲。（3）車輛安全信息與車主的掌上移動通信設備之間的數據傳輸與格式轉換。（4）物聯網系統軟件的設計和實現。（5）監測設備的設計安裝和管理。（6）由于無線網絡要面向移動終端使用，為節省移動終端內電池的消耗，網絡應具有節能管理功能。

1.2 客戶需求

（1）吃飯或工作時，不能實時關注車輛的安全狀態。使用該技術可以隨時查看車輛的安全情況。（2）一旦出現刮蹭、被盜等不法行為時，不能及時的知曉，造成財產安全損失。車輛一旦出現異常，車輛上的控制器會第一時間把相關信息通過3G/4G網絡或WiFi條件下傳輸到手機上，提醒車主做好應對措施。（3）經濟需求。傳感器等設備技術已經相當成熟，價格相對低廉，使用該系統并不會過多的增加車輛的價格，適合大眾化推廣使用。

2 主要內容

該系統中，單片機作為基本的模板，嵌入GPS導航系統。而今GPS導航系統技術已經相當成熟，不僅可以幫助車主進行路線導航，還可以為車主提供空車位的相關信息，以減少時間，免受停車難的困擾。

在單片機上設置網絡接口，有3G/4G芯片和無線接入口、萬能鑰匙，當檢測到有可用的WiFi時自動接入，減少因移動數據造成的經濟損失。車主還可以通過手動設置接入信號良好的無線或3G/4G移動網絡，方便快捷。

該遠程控制系統可以快速、準確、穩定、可靠的運行。影響遠程控制系統正常運行的因素主要有實時性因素、系統穩定性因素等。實時性是遠程控制系統的一個比較重要的性能指標。如果監控用戶發送的控制命令不能立即生效，或者設備的一些狀態信息不能及時反饋給用戶，必然引起用戶在判斷設備運行時出現偏差，極有可能給用戶帶來不必要的損失。穩定性因素是指遠程控制系統在監控終端的監控下，能夠穩定可靠地運行，不產生中斷、失控等不正常現象。

窗戶的車窗上方安裝傳感器，設置安全距離，當超過安全距離時會自動報警，并將報警信息以短信的方式發給車主，提醒車主做好應對措施。在車內安裝微型監控器，一端通過網絡與車主手機相連，車主在需要時可以隨時查看車內的情況；車門中安裝的其他傳感器還可以在行駛過程中檢測車間安全距離。

3 項目簡介及特色

3.1 項目大致簡略圖（見圖1）

3.2 技術框圖（見圖2）

3.3 項目創新特色

（1）可通過手機控制：通過手機與車載網進行連接，實現對車輛安全狀況的實時監控，例如車窗忘記關閉，可通過手機進行遠程關閉。（2）自動報警：當車輛遭到破壞等緊急情況時，會第一時間通過SMS通知車主，以便于車主第一時間做出反應，減少財產損失。（3）實時監控：該系統將克服以往單純的視頻錄像系統不能實時監控的不足，通過3G云臺設備和GPRS的無線傳輸功能，將車輛的實時安全數據保存到車載的儲存卡（SD卡、移動硬盤、固態硬盤等），實現了對車輛安全的綜合管理，有效地提高了車輛的安全性。（4）信息存儲：該系統通過對車輛情況的監測，對車輛的實時安全狀況進行記錄，并設有報警顯示模塊，第一時間提示車主，能有效的降低財產損失。由于該系統圖像數據量大，圖像模塊采用的JPEG圖像壓縮格式，可達到3～5幀/秒的上傳速率，滿足一般車輛監控的要求。（5）便捷性：手機、平板電腦等掌上移動通信設備已經商品化，而且3G網絡已十分普遍，數據的傳輸與共享很方便。該系統有助于利用三方（車輛、云臺、手機等智能設備）的優勢，對車輛實時監控與遙控，降低意外的發生頻率，減少損失。

4 應用前景

國內家用汽車擁有量的迅速增加，家用汽車的安全措施卻不容客觀，車輛丟失事件時常發生，傳統的安全措施難以保證車輛安全，但此系統將車輛與手機設備實時連接，對車輛的各項功能進行遠程控制；若車輛發生意外可以通過車輛上的設備立即以手機等智能設備通知車主，以便車主做出措施，將極大地減少車主損失。

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Study on 3G/4G Remote Monitoring System of a Car Based on the Technology of Internet

Jin Wenkai， Wang Zhiyuan， Han Lili， Yu Xiuxiu， Duan Rui

（School of Computer and Information Engineering， Henan Normal University， Xinxiang， 453007， China）

Abstract： Aiming at the limitation of traditional vehicle safety measures， this paper presents a mobile monitoring system based on Androidintelligent terminal.Combining network， GSM short message module and single chip microcomputer and sensor technology combined， using existing GSM / SMS service and low cost hardware facilities to build a remote measurement and control system， will be linked to the computer serial port and GSM wireless modem， through SMS using GSM public network for remote control. Using mobile phone App and SMS module combined with single chip microcomputer for remote operation.

Key words： Android； GSM/SMS； remote controlendprint