基于GPS的汽车防盗定位系统设计

基于 GPS 的汽车防盗定位系统设计 摘 要 针对汽车安全问题提出了一种基于 GPS GIS 以及 GPRS 的汽车远程定位防盗系统设计方案 该方案利用 GPS 信号接收模块定位得到汽车位置的原始数据 通过中央 控制模块的处理获得具体的位置信息 最后由 GPRS 远程传 输模块将数据传到远端的服务器端 服务器端使用 VB 进行 开发 并利用 MapX 控件通过 GIS 软件 MapInfo 制作地图 将被监测汽车的位置等信息实时在 PC 机数据接收系统的数 字地图上显示出来 通过地图每秒刷新一次的频率 配合 其放大 缩小 平移等功能实现了对汽车直观 快捷 实 时的远程跟踪监测 关键词 北斗 定位 通用分组无线服务技术 显示 防盗 地理信息系统 中图分类号 U495 文献标识码 A 文章编号 2095 1302 2016 05 00 02 0 引 言 随着人们生活水平的日益提高 在汽车大量普及的同 时 汽车的安全问题也得到了越来越广泛的关注 汽车防 盗装置包括发动机防盗系统 安全锁 指纹识别以及人脸 识别等 这些技术虽然先进但成本过高 普及难度大且无 法实现实时了解汽车动态的功能 本文利用全球定位系统 Global Positioning System GPS 作为汽车定位依据 其 定位精度在几米之内 1 通过通用分组无线服务技术 General Packet Radio Service GPRS 将定位信息远程传输 到车主的个人 PC 机 PC 机上的地理信息系统 Geographic Information System GIS 包括一个可视化的地图界面 其 经纬度信息以定位点的形式显示在地图上 可供车主直观 查看 从而通过车主对汽车的跟踪监测功能达到了防盗的 目的 2 3 1 系统硬件设计 1 1 硬件电路 系统总体框图如图 1 所示 其中 GPS 定位系统 GPRS 系统以及中央控制系统为硬件电路部分 TD3017A 芯片 GPS 从外部提供的有源天线接收北斗卫星定位信号 信 号经放大混频 滤波器处理之后由模拟数字转换成数字中 频信号送给基带芯片 基带芯片接收到送来的数字信号后 经过一系列算法处理后由串口输出 NMEA 0183 格式的定位 数据传输给单片机 STC12C5A60S2 单片机对接收到的数据 进行提取以及换算后将经纬度信息显示在 LCD12864 液晶显 示屏上 同时将所提取的数据通过 GPRS 模块发送到电脑端 的软件地图界面 显示经纬度的同时在地图上实时标识出 所定的位置 图 1 系统总体框图 1 2 单片机程序设计 单片机控制的硬件系统实现流程如图 2 所示 STC12C5A60S2 具有两个串口 利用其中一个串口实现定位 数据接收 单片机从接收到的 NMEA 0183 数据格式的数据 中提取经纬度数据并显示在 LCD12864 液晶显示屏上 另一 个串口控制 GPRS 远程通信模块与 PC 机端的数据接收显示 系统连接与通信 主要将控制 AT 指令以及经纬度信息通过 网络传递到显示系统 单片机程序采用 Keil Vision4 利用 C 语言编程实现 其中经纬度信息根据 NMEA 0183 格式数 据的规律性提取 4 其核心代码如下 GetData str 3 char Latitude2 获取第 3 个 后的纬度方向字段 GetData str 4 char direct2 获取第 4 个 后的纬度字段 GetData str 5 char Latitude1 获取第 5 个 后的经度方向字段 GetData str 6 char direct1 获取第 6 个 后的经度字段 单片机与 GPRS 模块连接的核心代码为 SET LOCAL PORT AT CLPORT TCP 2022 r 设置本地端口 SET LOCAL PORT CONNECTION IP AT CIPSTART TCP 117 139 245 35 8080 r UART Two Printf SET LOCAL PORT 发送设置端口信息 UART Two Printf CONNECTION IP 发送连接信息 图 2 系统硬件实现流程图 2 系统软件设计 2 1 软件功能设计方案 在 Visual Basic 6 0 中制作好的 GIS 系统界面最终效果如 图 3 所示 GIS 系统界面主要实现的功能包括以下 6 项 1 地图绘制功能 使用 Map 控件完成地图的绘制 Map 控件是图 3 中标号 3 所示的地球状控件 2 地图查看功能 完成对地图放大 缩小 平移的 功能 3 远程连接功能 通过 Winsock 控件实现 GPRS 模 块与 GIS 系统的远程连接 Winsock 控件是图 3 中标号 2 所 示的电脑状控件 4 数据接收与提取功能 该功能完成对经纬度信息 的接收以及提取功能 5 定位显示功能 将接收到的经纬度信息显示在相 应文本框中 并通过 Visual Basic 6 0 软件实现位置的确定以 及定点标注 6 定时刷新功能 此功能使地图以每秒一次的频率 更新 由定时器控件 Timer 实现 Timer 控件是图 3 中标号 1 所示的钟表状控件 2 2 地图的制作与实现 由 GIS 地图制作软件 MapInfo 制作编辑好地图 将制作 好的地图保存为 gst 格式 此格式的地图可以通过具有很强 的地图分析功能的 Mapx 控件打开 也可以通过 GeoDict DCT 文件连接到 Visual Basic 6 0 的 Map 控件 通过 Map 控件就可以绘制出在 MapInfo 中制作好的地图 5 7 其中 通过经纬度信息在地图图层中添加定位点的程序为 Dim mobileobj As MapXLib Feature 定义图元 Dim mobileftr As New MapXLib Feature Dim lyr As MapXLib Layer 定义图层 mobileftr Attach Map1 将图元依附在 Map1 上 mobileftr Type miFeatureTypeSymbol 定义点图元类型 mobileftr Style Map1 DefaultStyle 暂时定为为默认样 式 For Each lyr In Map1 Layers If lyr Name BDLayer Then Map1 Layers Remove lyr 删除原轨迹图层 如果有的 话 Set lyr Map1 Layers CreateLayer BDLayer 创建轨迹图层 Set Map1 Layers AnimationLayer lyr 将轨迹图层设为动态图层 加快刷新速度 mobileftr Point Set BDLon BDLat 将转换为度格式后北斗经纬度数据赋值给该点图元 Set mobileobj Map1 Layers BDLayer AddFeature mobileftr 将点图元增加到动态图层 实时 地显示汽车在地图中的位置 mobileftr Point Set BDLon BDLat 重新为北斗导航点赋值经纬度 Map1 Layers BDLayer Refresh 刷新地图的动态图层 图 3 GIS 系统 3 系统测试 经过多次调试 系统能够正确接收到 GPS 定位模块传 来的数据并通过中央控制模块正确处理之后显示在 LCD12864 液晶显示屏上 具体如图 4 所示 图 4 液晶显示结果 同时 在 PC 机数据接收显示系统中的 GIS 图中也可以 看到经纬度的显示数据以及在地图上的具体位置 图 5 所 示的信科院旁边的红色小点 即为定位地点 图 5 GIS 系统显示结果 4 结 语 本文介绍了一种基于 GPS 的汽车防盗定位系统设计 系统以 STC12C5A60S2 为中央控制系统 利用其双串口功能 实现接收数据的同时控制 GPRS 模块与远端的 GIS 系统相互 通信 通过对汽车进行实时定位与显示 从而实现了防盗 的功能 参考文献 1 李佳 刘巍巍 车辆 GPS 定位系统设计 J 黑龙江科技 信息 2009 15 65 2 张伟芳 曾连荪 姚南 基于 GPS GPRS 的车载监控 终端系统 J 计算机辅助工程 2008 12 96 99 3 胡最 汤国安 闾国年 GIS 作为新一代地理学语言 的特征 J 地理学报 2012 67 7 867 877 4 丁若婷 孙越 汪毅雄 等 基于 4G 移动通信的实 时