机动车行驶状态实时监视系统

李宏燚 杨俊雄 徐铭璐 江雨秋 兰雪莹 熊鸣

摘要：运输行业和保险行业都需要机动车的状态信息，机动车行驶状态实时监视系统就是通过传感器得到机动车的行驶状态，如车辆的地理位置、速度、加速度、角速度等，将这些数据发送至指定服务器并储存，实现机动车行驶状态实时监视。

关键词：实时监控;存储数据;收集信息;虚拟服务器

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）52-0064-02

一、引言

传统车险是基于车辆的新車售价来定价的，越贵的车保险费用越高。UBI车险即驾驶行为保险是基于车辆的当前状态来定价的，UBI车险可以通过读取大量的行车数据，并且将需要的数据传输至指定的服务器。按照保险公司提供的计算方法可以分析出车辆状况和车主的驾驶状况，从而综合判断出保险公司进行赔偿的概率有多大。所以无论从社会效益讲还是从经济效益讲，这都是更加先进、更加科学的保险方式。

随着时代的发展，贸易进入全球一体化的时代，运输行业也得到了空前的发展。在我们当下的社会，航空运输的速度虽然是最快的，但成本也是最高;海运成本虽然低，但是需耗费更多的时间，无论什么商品，都需要经过陆地运输的环节，才能到达他们的目的地，所以陆地运输成为当代速运最好的选择。又因为在所有运输行业中，货车运输的事故率最高。当发生事故之后，当对于事故责任的鉴定的时候，人们需要更多数据的支撑，以此来判定是由于司机操作的失误还是一些其他的原因。

从上述可以看出，运输行业和保险行业都需要机动车的状态信息，机动车实时监视系统可减少共享行业以及运输保险行业的损失以及成本，同时将驾驶信息反馈给驾驶员，提高驾驶安全系数。

二、监视系统总体框架

监视系统的中央处理采用的是由意法半导体公司生产的STM32F103VB芯片，内核为Cortex-M3。传感器采用的是JY-901模块，核心芯片为MPU9250。它提供了一个三轴加速度计，一个三轴角速度计和一个三轴地磁计。可以分别用来收集机动车的加速度，角速度。GPS芯片采用的是Ublox公司生产的ATK-NEO-6M-V23，采用外接天线的方式，将天线模块外置在车顶。因为机动车行驶的地方有时比较偏僻，经常会出现没有3G或4G信号的情况，所以采用了2G通讯模块USR-GM3。监视系统还集成了一个TF卡的卡槽和一块显示屏幕，用以存储和显示数据。

监视系统的电源系统有两种工作方式。

1.使用自带的电池，因为是测试版本，所以采用了600mA的小容量的电池，大概可以支持系统工作6小时。

2.采用车辆内部12V电源供电，与此同时，利用车内电源对RTMT系统自带电池进行充电。这两种充电方式之间可以实现无缝切换。

监测系统总体结构如图1所示。

三、监视系统各主要模块

本监视系统各主要模块的功能如下。

1.CPU模块。该模块选用了STM32F103VB芯片，内核为Cortex-M3，作为监测系统的微处理器，是所有数据的处理单元。本监测系统选用STM32F103VB型单片机，负责接收GPS的位置数据和传感器数据，对这些数据进行处理后，显示在屏幕上并将数据传输给DTU模块将信息发送到虚拟服务器。

2.传感器模块。本系统采用的传感器是JY-901模块，主要负责对车辆的行驶信息如角速度、加速度等进行实时监测，并将数据传递给CPU。而且JY-901模块具备GPS连通能力，能够将GPS模块和JY-901模块连接，可以方便获取到车辆的形态以及位置信息。

3.GPS模块。ATK-NEO-6M-V23 GPS模块，具有高精度、低功耗、体积小，因为其极高追踪灵敏度，使其可以覆盖普通GPS接收模块不能定位的地方，如偏远的山区，较为原始的山林等，ATK-NEO-6M-V23都能准确定位。ATK-NEO-6M-V23模块的高精度、小静态漂移、低功耗及较小的体积，都非常适用于对车辆的实时监测及其他移动定位系统的应用。

4.DTU模块。USR-GM3是简单的二次开发模块（模块厂家已经做好一种程序在模块内部），这种程序的功能为：我们只需要将连接服务器的信息通过串口发送给USR-GM3模块，USR-GM3模块会自动连接到我们指定的服务器上，并且不会在断开（模块本身不需使用者进行监测即可自行保持连接），省去了我们检测是否断网的工作，保证了联网的稳定性。另一方面即是当连接上服务器后，我们只需要通过串口将要发送的数据传给USR-GM3模块即可，而后USR-GM3模块将会自动上传数据到虚拟服务器，省去了我们通过烦琐的编程去监控是否发送成功的工作，所以USR-GM3模块会让链接服务器和发送数据都变得相当简单，而且我们不必再担忧模块联网过程中出现的问题，因为这些都是由USR-GM3模块自身所带程序自己解决的。

四、总结

由于现在智能手机都集成有各种传感器，所以大部分测量机动车形式状态都采用手机来测量，但是手机与车辆之间没有什么必然的联系。而本监视系统将传感器直接固定在机动车上，这样测量的效果更佳，并且专车专用。该监控系统只需要连通机动车上的电源即可工作，也不用访问原车的OBD信息，保持了原车信息的独立性。

本机动车行驶状态实时监控系统应用两种供电模式，通过传感器JY-901和GPS ATK-NEO-6M-V23采集信息并传输给CPU的STM32F103VB芯片进行处理，将处理好的信息，显示在屏幕上。连接上服务器后，只需要通过DTU模块将数据自动上传数据到虚拟服务器。

机动车行驶状态实时监控系统实际搭建电路如图2所示。

在我国机动车行驶系统中，由于目前还未引入机动车行驶状态实时监视系统，因此具有相当的市场，随着系统功能的不断完善将具有较强的推广性。

参考文献：

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