CN104424797A - 车载监控管理系统 - Google Patents

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朱长林
滕诣迪
方赓
申明磊
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Abstract

本发明公开了一种车载监控管理系统，包括以下部分：GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块；监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告；车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息；GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位；GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。本发明通过对车辆的信息进行监控和导航，同时对车辆静止时具有防盗报警的功能，能够全面的对车的情况进行监控。

Description

车载监控管理系统
技术领域
本发明车载控制领域，更具体的涉及一种车载监控管理系统。 
背景技术
汽车是目前人类主要的交通工具之一，随着社会经济的发展，科技的进步，汽车的使用越来越多。根据搜狐汽车的报道，全球主要国家的2010年3月份的销量为 401.75万辆，中国2009年的需求量为1364万辆。可见汽车越来越成为人们不可缺少的交通工具。但是，随着汽车的日益增多，车辆的盗窃也随着增加，根据国内警方的报道，近来汽车盗窃率频频增加，手法也更加的先进。为降低汽车的盗窃率，各汽车厂家都在不断的加装或改进防盗装置。尤其是随着嵌入式技术的发展和运用，汽车防盗技术正向着自动化、智能化、多元化、人性化方向发展。目前，防盗技术己经与安全、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。国内外许多科研机构，企业，政府都投入了大量人力物力，从各个方面进行相关的研究和开发，其最新研究成果就是基于GSM与GPS的网络式汽车防盗系统。目前基于GSM与GPS的网络式汽车防盗系统在国外己经大量使用，在国内汽车防盗系统领域也开始崭露头角。 
    汽车网络防盗主要是突破了距离的限制。目前主要使用的网络是全球卫星定位系统(简称GPS)和全球移动通讯系统(简称GSM)。基于GSM与GPS汽车防盗系统属于网络式防盗系统，其基本原理是通过GSM网络车载装置传递给车主或者监控中心GPS数据，同时车主或者监控中心也可以通过GSM网络发送命令给车载系统，可以通过网络的方式控制全程的车辆。GPS应用于汽车防盗系统是因为GPS系统可以24小时不间断的提供高精度的GPS数据。该系统由安装在监控中心的中央控制系统、安装在车辆上的嵌入式终端以及GSM通信网络组成，车载终端的GPS接收机接收到GPS数据经过处理后得到经纬度，时间等信息，然后通过GSM网络传递给监控中心，这样就可以实时获得车辆的位置信息。 
     基于GSM与GPS的车载防盗系统，由于成本，操作不方便等各方面的原因，现只有少量应用在长途公交系统中，用于民用防盗的非常少见。本项目正是要研究开发，基于嵌入式开发技术，开发体积小，低成本，易于操作，适于民用的车载防盗系统。基于GSM与GPS的车载防盗系统完成后可直接推广应用于个人的汽车防盗。对寻找失窃的汽车提供有效的工具，有效地保护个人的汽车财产安全。 
基于网络是车载发展的必然趋势，更是符合我国国情的选择，基于网络GPS/GSM精确定位车载位置和实现导航，可以实现车载和终端全天候的连接，终端高效利用网络对车载实行全天候的跟踪，不但可以实现定位导航和车载内部信息反馈，而且是实现少事故和少损失的有效途径。 
发明内容
1、本发明的目的。 
为了有效的保护汽车财产安全，通过远程监控防止汽车被盗，并且对行驶过程中汽车进行全程远距离监控而提出的一种车载导航监控管理系统。 
2、本发明所采用的技术方案。 
车载监控管理系统，包括以下部分： GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块； 
监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告；
车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息；
GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位；
GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。
更进一步，由于现有的路面状况复杂，经常有路面障碍物或者路面塌陷情况发生，为了实时监控路面情况，对路面障碍物进行监控，在车内信息采集模块的路面检测模块，按照以下步骤进行监控： 
a、首先，在前后帧图像序列中提取两幅图像，分别对两幅图像进行Harris 角点检测；
b、通过两幅图像间的距离及灰度信息将两幅图像中的角点进行删减，使其一一对应，得到两幅图像的位移信息图；
c、根据位移信息图的信息，选取阀值，将位移信息图的灰度值大于阀值的点作为目标检测，小于阀值的点为虚点忽略。
d、根据目标与虚点的灰度差别，确定目标点； 
3、本发明的有益效果。
（1）通过监控中心模块对该系统中对车辆的信息进行监控，例如超速，路途前方情况等，同时对车辆静止时具有防盗报警功能，能够全面的对车的情况进行监控。 
（2）通过车内信息采集模块实时对车的各种状态进行采集，并能够准确的判断前方的目标，确保路面安全。 
（3）通过GPRS数据传输能够远距离传输监控数据，不受距离的限制，并通过GPS对车辆进行导航，方便用户出行。 
（4）通过对图像的处理，能够对微小的目标进行准确的监控，防止前方路障导致交通事故。 
（5）用户管理，对系统设置了专门的账户管理以便增添用户，或注删除用户以及出于安全的考虑会对密码进行及时的修改。 
（6）历史监控查询模块：用户可以更加方便快捷的进行历史数据的查询，将自己想要得到的历史数据选择后，点击查询可以得到特定时间内车载的所有数据。 
附图说明
图1系统结构图。 
图2 为GPS定位示意图。 
图3为监控中心架构。 
图4为系统用例图。 
图5为系统整体框架。 
具体实施方式
实施例1 
车载监控管理系统，包括以下部分： GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块；
监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告；
车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息；
GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位；
GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。
如附图2所示，GPS是Global Positioning System的简称，即全球定位系统。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。 
GPRS(General Packet Radio Service) 即通用分组无线服务技术，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。 
监控中心模块是车载监控定位系统的功能核心，也是整个监控系统功能的具体实现。整个系统以GIS电子地图为底层，根据车辆上传的位置信息在GIS电子地图上显示车辆具体位置和分布情况；并能根据上传车辆状态信息判断车辆的运行状态，是否有报警信息；同时监控中心可以对车辆实施远程调度、监听和控制。 
如附图3所示，监控中心模块由中心数据库和四大软件模块组成，分别是：通信模块，系统资料管理模块，GIS地理信息系统，报表统计模块，其中通信模块是系统的核心部分，可以支持多种通信方式的接入：GSM、GPRS、语音、寻呼等。 
随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，但汽车的盗窃日益猖獗，为了有效地防止汽车被盗，基于GPS定位技术的车载定位系统被运用于车辆监控中去。由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。 
本项目基于GPS／GPRS的车载防盗系统，以高性能ARM7架构的STM32为控制核心，结合了GPS的定位功能和GPRS无线通信技术，并采用了在实现已有防盗器现有各种功能的基础上，开发了远程控制功能和图像捕捉功能，使车主随时随地获取当前的汽车行驶状态，一旦汽车被盗，车主能够及时知晓，并获得车内信息，结合GSM／GPRS无线传输技术对汽车实现远距离控制，提高了汽车防盗系统的安全性。 
本系统把STM32嵌入式微处理器、GSM技术和GPS技术有机结合一起，制作成为一个同时具有防盗和定位的系统。系统的工作原理如下：汽车停车后，车主启动防盗模式离开汽车，系统进入监控状态，信号采集系统中的传感器检测模块处于工作状态，当车辆被盗后，通过GPS系统定位分析，生成报警信息，并通过嵌入式控器控制GSM模块拨打用户手机，并发送报警短信，并发送GPS坐标到用户手机，车主可以随时随地用手机对汽车的进行监控和监听及了解到车所在的地理位置，可通过发短信实现汽车发出控制指令，其家里人也可以通过手机对GSM进行发短信的形式了解其亲人的具体位置及情况。 
本发明还包括用户登录模块：用户登录成功以后可以对系统进行操作， 可以进行车载的管理，对车载的路径和运行情况的各项数据进行统计查询，同时还可以对车载通过无线方式进行信息反馈和命令传输控制。 
用户可以输入用户名密码进行登录，登录失败转入登录失败页面，校验成功进入系统页面显示本系统的介绍 
服务端：将发送过来的GPRS数据按各自的识别号（手机号码，车牌）进行分类存储。
设备管理模块：用户可以对设备进行添加，删除，修改的操作，并且可以通过应用程序中的控制开关通过无线的方式来控制。 
用户管理模块：可以进行添加删除用户的操作并且可以修改当前用户的密码 
专家系统模块：可以根据相应数据来反馈车载信息。
实施例2 
车载监控管理系统，包括以下部分： GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块、用户管理模块、信息查询模块、历史监控查询模块；
监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告，所述控制报警模块在车辆超速和前方路口危险时对车辆人员进行警告；
车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息，车内信息采集模块采集车辆行驶信息机状况信息包括车载行驶路径，车载状况历史数据，车载现况历史数据；并根据GPRS数据传输模块发回服务端的车载状况数据，定位车载的现行位置，通过车载状况历史数据得到车载行驶路径情况和车载状态。
GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位； 
GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。
用户管理模块，用于增加、删除用户，设置用户权限。 
信息查询模块，将车内信息采集模块采集到的数据及监控中心模块反馈回来的数据在车内显示并调用，并通过GPS定位模块对车辆的目的地进行导航设置。 
历史监控查询模块，存储车辆历史信息。 
实施例3 
车载监控管理系统，包括以下部分： GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块、用户管理模块、信息查询模块、历史监控查询模块；
监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告，所述控制报警模块在车辆超速和前方路口危险时对车辆人员进行警告；
车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息，车内信息采集模块采集车辆行驶信息机状况信息包括车载行驶路径，车载状况历史数据，车载现况历史数据；并根据GPRS数据传输模块发回服务端的车载状况数据，定位车载的现行位置，通过车载状况历史数据得到车载行驶路径情况和车载状态。
GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位； 
GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。
用户管理模块，用于增加、删除用户，设置用户权限。 
信息查询模块，将车内信息采集模块采集到的数据及监控中心模块反馈回来的数据在车内显示并调用，并通过GPS定位模块对车辆的目的地进行导航设置。 
历史监控查询模块，存储车辆历史信息。 
实施例3 
在实施例1或2的基础上，在车内信息采集模块中还包括路面检测模块，按照以下步骤进行：
a、首先，在前后帧图像序列中提取两幅图像，分别对两幅图像进行Harris 角点检测；
b、通过两幅图像间的距离及灰度信息将两幅图像中的角点进行删减，使其一一对应，得到两幅图像的位移信息图；
c、根据位移信息图的信息，选取阀值，将位移信息图的灰度值大于阀值的点作为目标检测，小于阀值的点为虚点忽略。
d、根据目标与虚点的灰度差别，确定目标点； 
实施例4
在实施例1或2的基础上，在车内信息采集模块中还包括路面检测模块，按照以下步骤进行：
a、首先，在前后帧图像序列中提取两幅图像，分别对两幅图像进行Harris 角点检测；
b、通过两幅图像间的距离及灰度信息将两幅图像中的角点进行删减，使其一一对应，得到两幅图像的位移信息图；
c、根据位移信息图的信息，选取阀值，以目标点为中心，取个(2N＋1)×(2N＋1)个点域，N大于等于1，根据位移信息图中的梯度采用以下公式判断目标点是否大于阀值，如果大于则为目标，否则为虚值舍弃：
其中，为相关窗口内像素灰度的平均值。
d、根据目标与虚点的灰度差别，确定目标点。 
通过目标点的相关度，能够精确确定微小目标在前方道路，提高报警的准确性，降低因路面不平整发生的交通安全事故。 
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种车载监控管理系统，其特征在于包括以下部分： GPS定位模块、GPRS数据传输模块、车内信息采集模块、监控中心模块、报警模块；
监控中心模块用于选择、编辑车载编号，对车内信息采集模块的数据通过GPRS发送到服务器端的数据进行显示并将控制指令发回到车内；通过GPS定位模块对车辆进行定位，控制报警模块对车辆人员进行警告；
车内信息采集模块用于采集及存储车辆的行驶信息及状况信息；
GPS定位模块用于对车辆的位置进行定位；
GPRS数据传输模块对车辆的信息通过GPRS传输到监控中心。
2.根据权利要求1所述的车载监控管理系统，其特征在于：车内信息采集模块采集车辆行驶信息机状况信息包括车载行驶路径，车载状况历史数据，车载现况历史数据；并根据GPRS数据传输模块发回服务端的车载状况数据，定位车载的现行位置，通过车载状况历史数据得到车载行驶路径情况和车载状态。
3.根据权利要求1或2所述的车载监控管理系统，其特征在于：所述控制报警模块在车辆超速和前方路口危险时对车辆人员进行警告。
4.根据权利要求1或2所述的车载监控管理系统，其特征在于：车内还包括信息查询模块，将车内信息采集模块采集到的数据及监控中心模块反馈回来的数据在车内显示并调用，并通过GPS定位模块对车辆的目的地进行导航设置。
5.根据权利要求1或2所述的车载监控管理系统，其特征在于：在车内信息采集模块中还包括路面检测模块，按照以下步骤进行：
a、首先，在前后帧图像序列中提取两幅图像，分别对两幅图像进行Harris 角点检测；
b、通过两幅图像间的距离及灰度信息将两幅图像中的角点进行删减，使其一一对应，得到两幅图像的位移信息图；
c、根据位移信息图的信息，选取阀值，将位移信息图的灰度值大于阀值的点作为目标检测，小于阀值的点为虚点忽略；
d、根据目标与虚点的灰度差别，确定目标点。
6.根据权利要求6所述的车载监控管理系统，其特征在于在所述的步骤c中，以目标点为中心，取个(2N＋1)×(2N＋1)个点域，N大于等于1，根据位移信息图中的梯度采用以下公式判断目标点是否大于阀值，如果大于则为目标，否则为虚值舍弃：
其中，为相关窗口内像素灰度的平均值。
7.根据权利要求1所述的车载监控管理系统，其特征在于还包括用户管理模块，用于增加、删除用户，设置用户权限。
8.根据权利要求1所述的车载监控管理系统，其特征在于：还包括历史监控查询模块，存储车辆历史信息。
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