機動車行駛狀態實時監視系統

李宏燚 楊俊雄 徐銘璐 江雨秋 蘭雪瑩 熊鳴

摘要：運輸行業和保險行業都需要機動車的狀態信息，機動車行駛狀態實時監視系統就是通過傳感器得到機動車的行駛狀態，如車輛的地理位置、速度、加速度、角速度等，將這些數據發送至指定服務器并儲存，實現機動車行駛狀態實時監視。

關鍵詞：實時監控;存儲數據;收集信息;虛擬服務器

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）52-0064-02

一、引言

傳統車險是基于車輛的新車售價來定價的，越貴的車保險費用越高。UBI車險即駕駛行為保險是基于車輛的當前狀態來定價的，UBI車險可以通過讀取大量的行車數據，并且將需要的數據傳輸至指定的服務器。按照保險公司提供的計算方法可以分析出車輛狀況和車主的駕駛狀況，從而綜合判斷出保險公司進行賠償的概率有多大。所以無論從社會效益講還是從經濟效益講，這都是更加先進、更加科學的保險方式。

隨著時代的發展，貿易進入全球一體化的時代，運輸行業也得到了空前的發展。在我們當下的社會，航空運輸的速度雖然是最快的，但成本也是最高;海運成本雖然低，但是需耗費更多的時間，無論什么商品，都需要經過陸地運輸的環節，才能到達他們的目的地，所以陸地運輸成為當代速運最好的選擇。又因為在所有運輸行業中，貨車運輸的事故率最高。當發生事故之后，當對于事故責任的鑒定的時候，人們需要更多數據的支撐，以此來判定是由于司機操作的失誤還是一些其他的原因。

從上述可以看出，運輸行業和保險行業都需要機動車的狀態信息，機動車實時監視系統可減少共享行業以及運輸保險行業的損失以及成本，同時將駕駛信息反饋給駕駛員，提高駕駛安全系數。

二、監視系統總體框架

監視系統的中央處理采用的是由意法半導體公司生產的STM32F103VB芯片，內核為Cortex-M3。傳感器采用的是JY-901模塊，核心芯片為MPU9250。它提供了一個三軸加速度計，一個三軸角速度計和一個三軸地磁計。可以分別用來收集機動車的加速度，角速度。GPS芯片采用的是Ublox公司生產的ATK-NEO-6M-V23，采用外接天線的方式，將天線模塊外置在車頂。因為機動車行駛的地方有時比較偏僻，經常會出現沒有3G或4G信號的情況，所以采用了2G通訊模塊USR-GM3。監視系統還集成了一個TF卡的卡槽和一塊顯示屏幕，用以存儲和顯示數據。

監視系統的電源系統有兩種工作方式。

1.使用自帶的電池，因為是測試版本，所以采用了600mA的小容量的電池，大概可以支持系統工作6小時。

2.采用車輛內部12V電源供電，與此同時，利用車內電源對RTMT系統自帶電池進行充電。這兩種充電方式之間可以實現無縫切換。

監測系統總體結構如圖1所示。

三、監視系統各主要模塊

本監視系統各主要模塊的功能如下。

1.CPU模塊。該模塊選用了STM32F103VB芯片，內核為Cortex-M3，作為監測系統的微處理器，是所有數據的處理單元。本監測系統選用STM32F103VB型單片機，負責接收GPS的位置數據和傳感器數據，對這些數據進行處理后，顯示在屏幕上并將數據傳輸給DTU模塊將信息發送到虛擬服務器。

2.傳感器模塊。本系統采用的傳感器是JY-901模塊，主要負責對車輛的行駛信息如角速度、加速度等進行實時監測，并將數據傳遞給CPU。而且JY-901模塊具備GPS連通能力，能夠將GPS模塊和JY-901模塊連接，可以方便獲取到車輛的形態以及位置信息。

3.GPS模塊。ATK-NEO-6M-V23 GPS模塊，具有高精度、低功耗、體積小，因為其極高追蹤靈敏度，使其可以覆蓋普通GPS接收模塊不能定位的地方，如偏遠的山區，較為原始的山林等，ATK-NEO-6M-V23都能準確定位。ATK-NEO-6M-V23模塊的高精度、小靜態漂移、低功耗及較小的體積，都非常適用于對車輛的實時監測及其他移動定位系統的應用。

4.DTU模塊。USR-GM3是簡單的二次開發模塊（模塊廠家已經做好一種程序在模塊內部），這種程序的功能為：我們只需要將連接服務器的信息通過串口發送給USR-GM3模塊，USR-GM3模塊會自動連接到我們指定的服務器上，并且不會在斷開（模塊本身不需使用者進行監測即可自行保持連接），省去了我們檢測是否斷網的工作，保證了聯網的穩定性。另一方面即是當連接上服務器后，我們只需要通過串口將要發送的數據傳給USR-GM3模塊即可，而后USR-GM3模塊將會自動上傳數據到虛擬服務器，省去了我們通過煩瑣的編程去監控是否發送成功的工作，所以USR-GM3模塊會讓鏈接服務器和發送數據都變得相當簡單，而且我們不必再擔憂模塊聯網過程中出現的問題，因為這些都是由USR-GM3模塊自身所帶程序自己解決的。

四、總結

由于現在智能手機都集成有各種傳感器，所以大部分測量機動車形式狀態都采用手機來測量，但是手機與車輛之間沒有什么必然的聯系。而本監視系統將傳感器直接固定在機動車上，這樣測量的效果更佳，并且專車專用。該監控系統只需要連通機動車上的電源即可工作，也不用訪問原車的OBD信息，保持了原車信息的獨立性。

本機動車行駛狀態實時監控系統應用兩種供電模式，通過傳感器JY-901和GPS ATK-NEO-6M-V23采集信息并傳輸給CPU的STM32F103VB芯片進行處理，將處理好的信息，顯示在屏幕上。連接上服務器后，只需要通過DTU模塊將數據自動上傳數據到虛擬服務器。

機動車行駛狀態實時監控系統實際搭建電路如圖2所示。

在我國機動車行駛系統中，由于目前還未引入機動車行駛狀態實時監視系統，因此具有相當的市場，隨著系統功能的不斷完善將具有較強的推廣性。

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