基于衛星定位和4G技術的新型監控報警系統

本系統就是針對傳統監控報警產品的缺點開發的一套基于衛星定位和4G技術的新型監控報警系統，用于實現遠距離、準確和實時監控報警和導航定位。

本系統以汽車為開發平臺，通過安裝傳感監控裝置，收集信息傳遞給以單片機為中心的控制系統，經過分析處理后經由GSM(全球移動通信系統) /GPRS(通用分組無線電業務)網絡，將報警信息通過電話、SMS(短信業務)或MMS(多媒體信息業務)等形式通知用戶，從而實現遠距離、準確和實時報警。現在市場上的GPS(全球定位系統)可實現精確的定位尋車及一般的導航，但是GPS的核心技術掌握在美國手中，如果一旦發生戰爭，美國關閉應用，后果不堪設想，尤其不利于軍用，所以我們采用了GPS和我國自主研發的北斗雙星雙模導航定位技術。

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進行分析和處理后發出控制信息和報警指令給GSM模塊，然后通過GSM/GPRS網絡或北斗雙星向用戶傳遞報警信息，達到監控報警的目的。系統將根據用戶的決策采取諸如遠程喊話示警、遙控拍照和切斷油路等操作保證車輛安全。同時，該系統還利用GPS和北斗雙星雙模定位的方法，實現全天候、高精度的實時導航定位，定位精度可達3 m～10 m。

MCU以串行通信的方式實現與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現快速定位，并將位置信息通過GSM或者雙星簡短通信的方式發送到用戶和中心站，同時，北斗衛星的雙向短報文通信功能可以實現區域報警。

1.1 MCU控制模塊

該模塊起著對傳感器報警信息和用戶控制信息的接收、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，如振動傳感器、壓力傳感器、開關式和斷線式傳感器等多種類型的傳感器，當汽車受到振動、車門被打開或者有人坐在座位上時就會產生不同的信息，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載已有的安全成熟的產品作為系統部分。其優點是：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控制問題，若僅考慮利用手機短信進行設防和解防，不僅很不方便，而且長期的額外信息費用也是不可忽視的;可在原有基礎上進行改裝，降低產品的成本，同時還可以合理有效地利用已有車載設備，使資源得到合理有效的配置。

1.3 信息的接收和發送模塊

以GSM模塊為核心，實現系統與用戶之間的信息交互，在系統中發揮了發送報警信息和接收用戶回應的功能。該模塊通過GSM網絡進行數據通信，無需設置運營中心，大大降低了生產推廣成本。此模塊的設計思路是：使用開放性較好的GSM模塊，并且嚴格執行歐洲電信聯盟的GSM0707、GSM0705、 GSM0338等規范和協議，方便系統軟件開發，并增強系統軟件的通用性。

1.4 GPS模塊

GPS技術在軍用和民用方面的應用都很成熟，通過使用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

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

　　2 軟件設計

　　本系統軟件主要參照歐洲電信聯盟的GSM0707、GSM0705、GSM0338等規范和協議，結合標準的AT指令集設計編輯而成，并且通過RS -232串口收發來實現MCU與GSM模塊、CPS模塊和北斗雙星導航定位終端的雙向通信。經過大量試驗，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圖2。