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”，”5”，”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