基于衛星定位和4G技術(shù)的新型監控報警系統

本系統就是針對傳統監控報警產(chǎn)品的缺點(diǎn)開(kāi)發(fā)的一套基于衛星定位和4G技術(shù)的新型監控報警系統，用于實(shí)現遠距離、準確和實(shí)時(shí)監控報警和導航定位。

本系統以汽車(chē)為開(kāi)發(fā)平臺，通過(guò)安裝傳感監控裝置，收集信息傳遞給以單片機為中心的控制系統，經(jīng)過(guò)分析處理后經(jīng)由GSM(全球移動(dòng)通信系統) /GPRS(通用分組無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò )，將報警信息通過(guò)電話(huà)、SMS(短信業(yè)務(wù))或MMS(多媒體信息業(yè)務(wù))等形式通知用戶(hù)，從而實(shí)現遠距離、準確和實(shí)時(shí)報警?，F在市場(chǎng)上的GPS(全球定位系統)可實(shí)現精確的定位尋車(chē)及一般的導航，但是GPS的核心技術(shù)掌握在美國手中，如果一旦發(fā)生戰爭，美國關(guān)閉應用，后果不堪設想，尤其不利于軍用，所以我們采用了GPS和我國自主研發(fā)的北斗雙星雙模導航定位技術(shù)。

1 硬件系統

本系統由MCU控制模塊、數據采集模塊、信息的接收和發(fā)送模塊、GPS模塊和北斗雙星定位模塊5部分組成。數據采集模塊利用不同的傳感器將采集到的信號送到MCU，MCU進(jìn)行分析和處理后發(fā)出控制信息和報警指令給GSM模塊，然后通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )或北斗雙星向用戶(hù)傳遞報警信息，達到監控報警的目的。系統將根據用戶(hù)的決策采取諸如遠程喊話(huà)示警、遙控拍照和切斷油路等操作保證車(chē)輛安全。同時(shí)，該系統還利用GPS和北斗雙星雙模定位的方法，實(shí)現全天候、高精度的實(shí)時(shí)導航定位，定位精度可達3 m～10 m。

MCU以串行通信的方式實(shí)現與GSM、GPS和北斗雙星終端的物理連接，并且留有與PC機的。RS-232串行通信接口。利用北斗雙星定位終端實(shí)現快速定位，并將位置信息通過(guò)GSM或者雙星簡(jiǎn)短通信的方式發(fā)送到用戶(hù)和中心站，同時(shí)，北斗衛星的雙向短報文通信功能可以實(shí)現區域報警。

1.1 MCU控制模塊

該模塊起著(zhù)對傳感器報警信息和用戶(hù)控制信息的接收、分析和處理，是本系統的核心組成部分。它的設計包括電源部分、電平轉換部分、存儲器設計部分和外部接口部分(包括傳感器信號輸入、MCU控制外部設備信號輸出顯示、MCU與北斗雙星定位模塊和GSM模塊之間的通信接口)。

1.2 數據采集模塊

數據采集模塊中可供利用的有多種傳感器，如振動(dòng)傳感器、壓力傳感器、開(kāi)關(guān)式和斷線(xiàn)式傳感器等多種類(lèi)型的傳感器，當汽車(chē)受到振動(dòng)、車(chē)門(mén)被打開(kāi)或者有人坐在座位上時(shí)就會(huì )產(chǎn)生不同的信息，將這些傳感器收集到的不同數據和信息輸入系統MCU，以供后續處理。此模塊設計思路是充分利用車(chē)載已有的安全成熟的產(chǎn)品作為系統部分。其優(yōu)點(diǎn)是：系統安全性和穩定性將大幅提高;可以較好地解決系統狀態(tài)控制問(wèn)題，若僅考慮利用手機短信進(jìn)行設防和解防，不僅很不方便，而且長(cháng)期的額外信息費用也是不可忽視的;可在原有基礎上進(jìn)行改裝，降低產(chǎn)品的成本，同時(shí)還可以合理有效地利用已有車(chē)載設備，使資源得到合理有效的配置。

1.3 信息的接收和發(fā)送模塊

以GSM模塊為核心，實(shí)現系統與用戶(hù)之間的信息交互，在系統中發(fā)揮了發(fā)送報警信息和接收用戶(hù)回應的功能。該模塊通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據通信，無(wú)需設置運營(yíng)中心，大大降低了生產(chǎn)推廣成本。此模塊的設計思路是：使用開(kāi)放性較好的GSM模塊，并且嚴格執行歐洲電信聯(lián)盟的GSM0707、GSM0705、 GSM0338等規范和協(xié)議，方便系統軟件開(kāi)發(fā)，并增強系統軟件的通用性。

1.4 GPS模塊

GPS技術(shù)在軍用和民用方面的應用都很成熟，通過(guò)使用GPS和北斗雙星雙模定位的方法，可以大大提高導航定位的精度。

1.5 北斗雙星定位終端

利用此終端實(shí)現快速定位，并將位置信息通過(guò)GSM和雙星簡(jiǎn)短通信兩種方式發(fā)送到用戶(hù)和中心站，并且利用雙星簡(jiǎn)短通信實(shí)現區域報警。主要功能是：快速定位，為服務(wù)區域內的用戶(hù)提供全天候、實(shí)時(shí)定位服務(wù)，定位精度與GPS相當;短報文通信，一次可傳送多達120個(gè)漢字的信息;精密授時(shí)，精度達20 ns。

　　2 軟件設計

　　本系統軟件主要參照歐洲電信聯(lián)盟的GSM0707、GSM0705、GSM0338等規范和協(xié)議，結合標準的AT指令集設計編輯而成，并且通過(guò)RS -232串口收發(fā)來(lái)實(shí)現MCU與GSM模塊、CPS模塊和北斗雙星導航定位終端的雙向通信。經(jīng)過(guò)大量試驗，該軟件在系統上運行穩定，其通用性和移植性都很好。系統軟件設計流程圖見(jiàn)圖2。