一种基于GPRS的车载监控系统设计

陆婷++杜月林

摘要：随着网络通信技术的发展我们可以利用嵌入GPRS（通用分组无线业务）和MMS（多媒体信息服务）实现对车载系统的远程控制。一个智能车载监控系统能够帮助用户更好地了解车辆所处的环境，该文利用GPRS技术和MMS技术构建车载监控系统来解决汽车的安全问题，GPRS模块被用来构建一个在图像收集和用户平台之间的通信平台。利用手机作为用户平台，发送命令获得数据，利用单片机和串口摄像头作为数据收集和处理的平台，从而实现图像收集和远程控制的功能。

关键词：车载监控；GPRS；MMS

中图分类号：TN722.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0109-03

随着城市的发展，更多的人拥有了私家车。车辆在带给人们方便的同时也把安全问题带入了人们的视线。一个智能车载监控系统能够帮助用户更好地了解车辆所处的环境，特别是当车辆超出用户的视线范围之内的时候。通过远程控制技术，驾驶员可以在很远的地方对车在系统的功能进行控制。近来随着网络通信技术的发展，可以利用嵌入GPRS（通用分组无线业务）和MMS（多媒体信息服务）实现对车载系统的远程控制。利用GPRS技术和MMS技术构建车载监控系统解决汽车的安全问题，GPRS模块被用来构建一个在图像收集和用户平台之间的通信平台。利用手机作为用户平台，发送命令获得数据。利用单片机和串口摄像头作为数据收集和处理的平台。从而实现图像收集和远程控制的功能。

1 系统方案设计

1.1 硬件结构设计

车载监控系统的主要功能是收集监控地点的实时图像，然后将图像发送到特定的手机。它的其他功能还有用手机控制打开报警灯。因此手机被用作是远程控制终端，它发送命令控制远方系统完成相应的指令。系统的工作原理图如图1所示。

该系统根据不同的功能划分成5个子系统。它们是照相机模块，单片机模块，GPRS模块，电源模块和报警灯模块。照相机模块用来捕获监控地点的图像信息并且将图像压缩并发送。单片机模块是GPRS模块和单片机模块的连接模块。单片机用来处理图像数据和控制命令。GPRS是一个在系统和远程控制终端的通信模块。报警灯模块是系统的衍生功能。这一模块可由远方的移动手机进行远程控制。电源模块为整个系统提供需要的能量。系统的硬件结构如图2所示。

1.2 图像收集模块的设计

该设计中所使用的照相机模块是串口相机PTC08。 PTC08是一款集图像采集、拍摄控制、数据压缩、串口传输于一体的工业级图像处理模块。其内置的高性能数字信号处理芯片实现了对原始图像的高比例压缩。产品图像输出采用标准JPEG格式，可方便兼容各种图像处理软件。标准的三线式RS-232通信接口以及简单的图像传输协议是的摄像头可以方便地实现与电脑以及各种嵌入式系统的连接。

1.3 单片机模块设计

该设计中使用STC12C5A60S2 单片机模块，该单片机具有两个串行口。该设计中需要建立连接照相机模块和单片机模块，单片机模块到GPRS模块的通信通道。所以要求芯片具有两个串行口。

1.4 GPRS模块的设计

SIM300S模块是工业级GSM，GPRS模块，内部嵌入TCP/IP协议和彩信协议，支持数据、语音、短消息和传真，工作在EGSM900和DCS1800/PCS1900三个频段，电源范围是3.4-4.5V。SIM卡电压支持1.8V和3V，支持TEXT和PDU格式的短信息发送与接收。

2 软件设计

2.1 软件全局流程图

图3显示了主函数的软件流程图。当主函数开始的时候，第一步是初始化一些单元模块，比如用于精准控制时间的定时器0，在单片机和GPRS模块之间的串口1，在单片机和摄像头模块的串口2。第二步是注册GSM模块。这一步是很重要的，因为GPRS在没有连接到移动网络的时候是没有办法工作。之后需要设置GPRS模块的一些参数，比如收到信息的存储位置和格式。最后，当初始化工作完成之后，就进入了程序的大循环。系统会查询标志位是否被置位了，按键是否被按下和是否有新消息收到。

2.2 软件功能分析

2.2.1 按键进行图像收集

首先要进行硬件的初始化，包括了定时器的初始化，串口的初始化，拍照模块的初始化，GPRS模块的初始化。在硬件的初始化完成之后， 需要注册GSM模块。之后要检测图像发送功能键（键1）有没有被按下。如果单片机检测到该键被置为了低电平则说明图像发送功能键被按下了，然后单片机模块就要调用彩信发送功能获取照片并发送到目的手机了。如图4所示为按键控制的功能流程图。

2.2.2 发送信息后拍摄图片

在这个部分，硬件的初始化依然需要，当把GSM模块注册入网之后。软件将会不停的检测代有‘camera字符的新短信。如果在缓存中的短信中有这个关键字，那么单片机将会调用彩信发送功能，收集实时图片并且发送到指定收集。

2.2.3 通过短信打开LED灯

在这个部分，硬件的初始化依然需要，当我们把GSM模块注册入网之后。软件将会不停的检测代有‘onyellow， offyellow， ‘onred， ‘offred等关键字的新短信。如果在缓存中的短信含有以上提到的关键字，那么SCM将会控制LED灯点亮。

3 远程控制台软件的设计

该系统利用了Android的ADT平台设计了用户软件帮助用户在Android系统的手机上更好地进行系统的控制。这个用户软件可以让用户通过点击触摸屏上的对应按键实现对车载控制系统的远程控制。

3.1 设计用户界面

在之前的设计中利用让用户发送固定的短消息到指定手机的方式进行系统控制。程序后台通过readme文档将操作的细节告知用户。在这种情况下，用户需要记得短消息从而才能进行系统的控制。这对于一些用户来说是十分困难的。但是在新设计中可以使用Android开发工具ADT 开发出可以直接在Android手机上安装的apk包。需要使用的固定短信全部被封装在系统中通过按键的方式进行调用。因此，用户不再需要记住那么多的固定短信。通过观察用户软件，用户们便可以清楚地了解怎样操控整个系统。

3.2 用户界面的设计

在Android设计的ADT中，利用xml语言在activity_mian.xml文件中对整个用户界面的框架进行搭建。在这个设计中利用了两个常用的组件TextView和ImageButton对整个用户界面进行布局. 通过使用TextView，，可以添加系统的标题并且解释每个按键的功能。通过使用ImageButton可以将系统功能和屏幕上的按键对应起来。而且ImageButton与其他的Button相比，它使用直观的图片形式将按键与功能挂钩。因此通过图片和文字用户可以更加简单清晰的了解每个按键的功能。

在这个设计中使用了RelativeLayout的布局方式，通过xml语言，可以对各个元素进行布局使得用户界面更加的美观。图5是用户界面的样式。

3.3 功能设计

远程控制系统的功能是发送指定的短信到指定的移动号码。在软件中每一个按钮都与OnClickListener相连接。所以当按键被按下的时候， OnClickListener将会得知，并且调用OnClickListener类之中的OnClick 函数。在OnClick 方法中。发送短消息方法被调用。特定的手机号码和特定的短信通过参数传递到函数之中。另外一个方法在短信发送成功之后跳出一个短信发送成功的对话框也在这之后被调用。因此通过按特定的按键用户可以发送固定的短信去控制远端的车载监控系统。而且也可以通过跳出的对话框来了解短信是否被成功的发送了。

4 实验测试及结论

本文通过GPRS技术和MMS技术构建车载监控系统，解决了汽车的安全问题，利用手机作为用户平台，发送命令获得数据，利用单片机和串口摄像头作为数据收集和处理的平台，从而实现图像收集和远程控制的功能。该系统测试稳定，简单便捷，在现实中具有一定的实用意义。

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