基于物联网技术的轿车3G/4G远程监控系统研究

2024.01.15

靳文凯+王志愿+韩利丽+于秀秀+段瑞

摘要：针对车辆传统安全措施的局限性，文章提出了基于Android智能终端的移动监控系统。将网络、GSM短信模块和单片机结合、传感器等技术相结合，利用已有的GSM/SMS服务和低成本的硬件设施搭建一个远程测控系统，将计算机串口与GSM无线MODEM相连，通过短信业务，利用GSM公用网进行远程测控。用手机App和短信模块与单片机相结合进行远程操作。

关键词：Android；GSM/SMS；远程操控

随着车辆的普及，私家车已经成为主要的代步工具，但是同时也存在着一些安全隐患。其安全隐患主要表现在2个方面：（1）粗心大意的车主忘记关闭门窗。（2）遭到外力破坏。经调查发现，以上2个因素造成的损失占车辆损失的68%。另外，现在也存在一些碰瓷或者恶意剐蹭等不法行为。以上这些情况都给车主的人身财产安全带来了隐患乃至于损失。因此一种强有力的防盗系统显得极为重要，综合考查国内的车辆市场会发现，目前汽车的防盗措施都是发出警报，而且警报范围十分有限，发现丢失后的措施一律是报警，查看相关的视频监控，这样的措施的效率是十分低下的。

本文通过GSM短信模块、手机App和网络及时了解车辆的安全情况，并且通过防盗系统实时短信通知车主，提供信息方便追回。这种新的远程操控系统在基于GSM和网络背景下一定会有广阔的市场前景。

1 关键技术

1.1 技术需求

（1）在测量车间安全距离和远程控制中，报警模块中利用多种传感器等设备，实现对车辆状况的信息采集。（2）车载监控系统中车辆安全信息的数据化处理和自动存储。（3）车辆安全信息与车主的掌上移动通信设备之间的数据传输与格式转换。（4）物联网系统软件的设计和实现。（5）监测设备的设计安装和管理。（6）由于无线网络要面向移动终端使用，为节省移动终端内电池的消耗，网络应具有节能管理功能。

1.2 客户需求

（1）吃饭或工作时，不能实时关注车辆的安全状态。使用该技术可以随时查看车辆的安全情况。（2）一旦出现刮蹭、被盗等不法行为时，不能及时的知晓，造成财产安全损失。车辆一旦出现异常，车辆上的控制器会第一时间把相关信息通过3G/4G网络或WiFi条件下传输到手机上，提醒车主做好应对措施。（3）经济需求。传感器等设备技术已经相当成熟，价格相对低廉，使用该系统并不会过多的增加车辆的价格，适合大众化推广使用。

2 主要内容

该系统中，单片机作为基本的模板，嵌入GPS导航系统。而今GPS导航系统技术已经相当成熟，不仅可以帮助车主进行路线导航，还可以为车主提供空车位的相关信息，以减少时间，免受停车难的困扰。

在单片机上设置网络接口，有3G/4G芯片和无线接入口、万能钥匙，当检测到有可用的WiFi时自动接入，减少因移动数据造成的经济损失。车主还可以通过手动设置接入信号良好的无线或3G/4G移动网络，方便快捷。

该远程控制系统可以快速、准确、稳定、可靠的运行。影响远程控制系统正常运行的因素主要有实时性因素、系统稳定性因素等。实时性是远程控制系统的一个比较重要的性能指标。如果监控用户发送的控制命令不能立即生效，或者设备的一些状态信息不能及时反馈给用户，必然引起用户在判断设备运行时出现偏差，极有可能给用户带来不必要的损失。稳定性因素是指远程控制系统在监控终端的监控下，能够稳定可靠地运行，不产生中断、失控等不正常现象。

窗户的车窗上方安装传感器，设置安全距离，当超过安全距离时会自动报警，并将报警信息以短信的方式发给车主，提醒车主做好应对措施。在车内安装微型监控器，一端通过网络与车主手机相连，车主在需要时可以随时查看车内的情况；车门中安装的其他传感器还可以在行驶过程中检测车间安全距离。

3 项目简介及特色

3.1 项目大致简略图（见图1）

3.2 技术框图（见图2）

3.3 项目创新特色

（1）可通过手机控制：通过手机与车载网进行连接，实现对车辆安全状况的实时监控，例如车窗忘记关闭，可通过手机进行远程关闭。（2）自动报警：当车辆遭到破坏等紧急情况时，会第一时间通过SMS通知车主，以便于车主第一时间做出反应，减少财产损失。（3）实时监控：该系统将克服以往单纯的视频录像系统不能实时监控的不足，通过3G云台设备和GPRS的无线传输功能，将车辆的实时安全数据保存到车载的储存卡（SD卡、移动硬盘、固态硬盘等），实现了对车辆安全的综合管理，有效地提高了车辆的安全性。（4）信息存储：该系统通过对车辆情况的监测，对车辆的实时安全状况进行记录，并设有报警显示模块，第一时间提示车主，能有效的降低财产损失。由于该系统图像数据量大，图像模块采用的JPEG图像压缩格式，可达到3～5帧/秒的上传速率，满足一般车辆监控的要求。（5）便捷性：手机、平板电脑等掌上移动通信设备已经商品化，而且3G网络已十分普遍，数据的传输与共享很方便。该系统有助于利用三方（车辆、云台、手机等智能设备）的优势，对车辆实时监控与遥控，降低意外的发生频率，减少损失。

4 应用前景

国内家用汽车拥有量的迅速增加，家用汽车的安全措施却不容客观，车辆丢失事件时常发生，传统的安全措施难以保证车辆安全，但此系统将车辆与手机设备实时连接，对车辆的各项功能进行远程控制；若车辆发生意外可以通过车辆上的设备立即以手机等智能设备通知车主，以便车主做出措施，将极大地减少车主损失。

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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 control