雷莎莎-基于網(wǎng)絡(luò)的多功能小型轎車

1、基于網(wǎng)絡(luò)的多功能小型轎車摘要：隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入到我們的生活之中，由于我們的生活已近離不開汽車，所以，我們來研究網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)，GPS，CAN總線，分散式計(jì)算，云計(jì)算 引言： 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車行業(yè)發(fā)展很快，我們現(xiàn)在每天都會為這些技術(shù)而驚喜，所以，本文對現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車行業(yè)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行分析，通過分析，我們就能更好的發(fā)展新的技術(shù)。1.汽車防盜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用今天汽車防盜成為一個(gè)重要的社會問題，防盜技術(shù)已經(jīng)與安全、環(huán)保、節(jié)能一起被列為汽車技術(shù)發(fā)展的四大課題。目前世界上還沒有絕對安全的汽車，任何一種防盜裝置都有被破解的可能，只是隨著時(shí)間的

2、推移，人們在汽車領(lǐng)域里的創(chuàng)新發(fā)明也越來越多，應(yīng)用到汽車方面的防盜技術(shù)也在隨著盜車賊的大量出現(xiàn)而變得更加先進(jìn)。汽車防盜主要有各種防盜產(chǎn)品和原廠防盜設(shè)備。汽車防盜產(chǎn)品主要分兩大類，機(jī)械防盜產(chǎn)品和電子防盜產(chǎn)品。機(jī)械防盜產(chǎn)品有車輪鎖,擋鎖和方向盤鎖。電子防盜產(chǎn)品從普通的電子防盜器到手機(jī)遙控的GSM和衛(wèi)星定位的GPS。機(jī)械防盜產(chǎn)品是市面上最簡單最廉價(jià)的一種，其原理是將轉(zhuǎn)向盤和控制踏板或擋柄鎖住。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，安裝簡便;缺點(diǎn)是防盜不徹底，機(jī)械式防盜器主要是起到限制車輛操作的作用，對防盜方面能夠提供的幫助有限，很難抵擋住鐵撬、鋼鋸、大剪刀等重型工具的盜竊。但如果歹徒用特制的開鎖工具，或者用高腐蝕性的化學(xué)

3、試劑通過鎖孔腐蝕鎖芯，偷盜汽車也只是幾分鐘的事情。此外每次拆裝麻煩，不用時(shí)還要找地方放置。所謂電子防盜，簡而言之就是給車鎖加上電子識別，開鎖配鑰匙都需要輸入十幾位密碼的汽車防盜方式，它一般具有遙控技術(shù)，是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種防盜方式。電子防盜系統(tǒng)在機(jī)械式防盜器的基礎(chǔ)上，加入電子防盜，實(shí)際上就是給車鎖加上電子識別碼，開鎖或配鑰匙都需要輸入十幾位密碼。主要靠鎖定點(diǎn)火或起動來達(dá)到防盜的目的。但是電子防盜系統(tǒng)價(jià)格稍高，警報(bào)聲誤報(bào)情況也較多，容易引起居民的反感。GPS的工作原理是利用接收衛(wèi)星發(fā)射信號與地面監(jiān)控設(shè)備和GPS信號接收機(jī)組成全球定位系統(tǒng)，衛(wèi)星星座連續(xù)不斷發(fā)送動態(tài)目標(biāo)的三維位置

4、、速度和時(shí)間信息。保證車輛在地球上的任何地點(diǎn)、任何時(shí)刻都至少能收到衛(wèi)星發(fā)出的信號。GPS主要是靠鎖定點(diǎn)火或啟動來達(dá)到防盜的目的，同時(shí)還可通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將報(bào)警處和報(bào)警車輛所在位置無聲地傳送到報(bào)警中心。因此，只要每輛移動車輛上安裝的GPS車載機(jī)能正常的工作，再配上相應(yīng)的信號傳輸鏈路(如GSM移動通訊網(wǎng)絡(luò)和電子地圖)，建一個(gè)專門接收和處理各個(gè)移動目標(biāo)發(fā)出的報(bào)警和位置信號的監(jiān)控室，就可形成一個(gè)衛(wèi)星定位的移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)。GPS網(wǎng)絡(luò)防盜器不僅可以在一定范圍內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛位置，還可以通過車載移動電話監(jiān)聽車內(nèi)聲音，必要時(shí)可以通過手機(jī)關(guān)閉車輛油路、電路并鎖死所有門窗。如果GPS防盜器被非法拆卸，它還

5、會自己發(fā)出報(bào)警信息。但是，它也存在一些缺點(diǎn)：在沒有建立衛(wèi)星定位地面監(jiān)控中心的地區(qū)GPS便無法工作，同時(shí)，由于衛(wèi)星數(shù)量有限，信息掃描覆蓋存在一定“盲區(qū)”，從而使監(jiān)控實(shí)際上經(jīng)常處于間斷“丟失”狀態(tài)；再次，價(jià)格一般都在數(shù)千元以上，令普通車主望而卻步。目前，汽車被盜的情況時(shí)有發(fā)生，盡管車主及有關(guān)部門采取了多種辦法，但收效甚微，原因是小汽車價(jià)格較貴，在經(jīng)濟(jì)利益地驅(qū)動下，盜賊們會鋌而走險(xiǎn)。一般說來，采用政府部門的GPS 全球定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確地跟蹤被盜車輛，給破案帶來先機(jī)。但由于該系統(tǒng)費(fèi)用較高，只有那些高檔車（如奔馳等）才會考慮安裝，中低檔的車通常是不會安裝的，這就造成了這些車輛的大量流失。還有一種給車輛導(dǎo)航

6、的也是借助于GPS 的定位顯示器，它只需接收24顆地球同步衛(wèi)星中的兩顆以上（越多越精確）就可以顯示出當(dāng)前車輛的位置，但它只能接受信息而沒有發(fā)射功能，故對于防盜沒有作用。1.1工作原理熟悉手機(jī)的人，都知道手機(jī)有定位功能，將規(guī)定的字母發(fā)送至特定的號碼，便可以獲得短信的回復(fù)，告知你當(dāng)前所處的位置。當(dāng)然，它是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺來實(shí)現(xiàn)的。對移動通信平臺而言，規(guī)定的字母是：ZJ；特定的號碼是：05058。也即將ZJ 字母發(fā)送至05058 時(shí)，便可以獲得移動通信網(wǎng)絡(luò)送回的短信，告知你當(dāng)前的位置信息。這種位置信息通常是以極坐標(biāo)的方式（，），它是以附近的一座著名的建筑物為極點(diǎn)，再以你當(dāng)今位置與極點(diǎn)的距離為

7、矢徑，并告知矢徑的方向來進(jìn)行定位的。如何利用移動通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)汽車的定位功能？圖1 給出了該技術(shù)的工作示意圖。它是由汽車跟蹤處理器、車主手機(jī)等，再利用移動通信網(wǎng)絡(luò)平臺等構(gòu)成的系統(tǒng)。其核心部分是裝在汽車內(nèi)的一個(gè)“汽車跟蹤處理器”，該處理器由一臺手機(jī)、一個(gè)單片機(jī)、振動傳感器等等構(gòu)成。通常傳感器不工作，當(dāng)車主離開汽車時(shí)，傳感器開始工作，此時(shí)，如有盜賊動汽車，傳感器輸出信號使單片機(jī)系統(tǒng)工作，并將ZJ 字母通過報(bào)警手機(jī)發(fā)送到移動通信網(wǎng)絡(luò)的05058，并獲得移動網(wǎng)絡(luò)回送的該汽車的位置信息。然后由單片機(jī)控制，將該位置信息通過移動網(wǎng)絡(luò)再發(fā)送至車主的手機(jī)，由此可見，不管車主在何位置，都能了解汽車的實(shí)際位置。當(dāng)盜

8、賊開動汽車時(shí)，汽車跟蹤處理器會定時(shí)（一分鐘至一分半鐘）地重復(fù)前面的過程，將當(dāng)前汽車的位置一一告知車主，起到了一個(gè)位置跟蹤的作用。若車主在開車的過程中被盜賊劫持，只需來一個(gè)不起眼的小動作，按動一個(gè)隱藏的小開關(guān)，就能使汽車跟蹤處理器定時(shí)地重復(fù)上述過程，當(dāng)然，位置信息的接受者不是車主本人，而是自己的親朋戚友（如向110 求救，則需由親朋戚友的手機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，因目前110 還沒有接收短信的功能）！使他們了解自己的去向，贏得最短的營救時(shí)間。1.2 硬件設(shè)計(jì)這里的硬件設(shè)計(jì)是指“汽車跟蹤處理器”的設(shè)計(jì)，主要部分是其中的單片機(jī)系統(tǒng)。圖2給出了硬件設(shè)計(jì)簡圖。單片機(jī)采用當(dāng)前最流行的最廉價(jià)的小體積（20 腳）的AT89C

9、2051。當(dāng)車主離開汽車時(shí)，應(yīng)按閉合工作開關(guān)W1。當(dāng)車主被劫持時(shí)，應(yīng)閉合劫持報(bào)警W2。這兩個(gè)開關(guān)應(yīng)裝在比較隱蔽但手容易觸摸到的地方。 AT89C2051 的P1 口（P10P17）的八個(gè)腳分別用來控制A1A8 八個(gè)光電耦合器的通斷（腳低電平時(shí)導(dǎo)通），采用光耦的好處是能起到電路之間的隔離作用，因手機(jī)鍵盤的電平與單片機(jī)系統(tǒng)的電平并不相同。單片機(jī)系統(tǒng)初始化時(shí)，各輸入輸出腳（P10P17, P30P33 等）均呈高電平。振動傳感器不工作時(shí)輸出高電平，單片機(jī)不工作；當(dāng)汽車被盜時(shí)，傳感器輸出低電平，觸發(fā)單片機(jī)工作。通過P10P17控制A1A8 導(dǎo)致K1K8 分別通斷，模擬報(bào)警手機(jī)的一系列的按鍵動作，完成整

10、個(gè)報(bào)警過程。報(bào)警手機(jī)的聽筒必須斷開，以防盜車賊聽到。但它的輸出信號還必須保留，并將其輸入到R3、9013，作為移動通信網(wǎng)絡(luò)回送位置信息的提示信號。IC 的P32 腳原為高電平，當(dāng)出現(xiàn)提示時(shí)，變?yōu)榈碗娖剑谑菃纹瑱C(jī)控制報(bào)警手機(jī)將位置信息發(fā)送出去（車主手機(jī)、朋友手機(jī)或轉(zhuǎn)發(fā)110 等）。報(bào)警手機(jī)雖有19 個(gè)鍵，但我們只用8 個(gè)。見圖3 中的標(biāo)上了K1K8 的鍵，每個(gè)鍵接入對應(yīng)的兩根線。因報(bào)警手機(jī)可以采用多種款式，故具體的鍵盤排列及各鍵的功能并不相同，使用時(shí)應(yīng)區(qū)別對待，當(dāng)然，程序的編制也有所不同，這點(diǎn)尤應(yīng)注意。我們采用的手機(jī)是一種最便宜的手機(jī)（波導(dǎo)：BiRD_ S1160）,手機(jī)本身不要錢，交500

11、元作話費(fèi)即可。該手機(jī)的每個(gè)鍵均有多種功能，如K1 能編發(fā)短信等；K2 能進(jìn)入預(yù)置電話本；K3 能關(guān)機(jī)、倒退等；K4、K5 可上翻下翻等；K6 開機(jī)、確認(rèn)等；K7、K8 能鍵入“ZJ”字母等。限于篇幅，不能詳盡，可參考BiRD_S1160 使用說明書。圖4 給出了汽車跟蹤處理器電源供電圖。它由汽車上的蓄電池分兩次降壓后供給，先由7805穩(wěn)壓成5V 供給單片機(jī)系統(tǒng)，再由兩個(gè)二極管降為3.6V 供給報(bào)警手機(jī)。由報(bào)警手機(jī)、單片機(jī)、振動傳感器、電源供電器等構(gòu)成的“汽車跟蹤處理器”該放置在汽車內(nèi)部比較隱蔽的地方。報(bào)警手機(jī)的這種連接，并不防礙手機(jī)的原有性能和使用。報(bào)警手機(jī)在使用前，應(yīng)在手機(jī)內(nèi)的電話本上先按順

12、序預(yù)置三個(gè)電話號碼： 1：車主電話，先存儲車主姓名，再存儲車主的電話號碼；2：位置信息，先存儲中文“位置信息”，再存儲05058；3：報(bào)警電話，先存儲“救！AX-33445”(后面字母及數(shù)字為汽車牌照號)，再存儲朋友電話號碼。到時(shí)只需進(jìn)入該電話本選用就行。不同的手機(jī)功能鍵的使用也不相同，本手機(jī)的使用詳情可參考BiRD_S1160 使用說明書。1.3 軟件設(shè)計(jì)本機(jī)的程序固化在AT89C2051 內(nèi)，主要是用來模擬報(bào)警手機(jī)的按鍵過程。圖5 給出了汽車跟蹤處理器的軟件框圖。在接通電源開關(guān)W0 后，程序在不斷地檢查按鍵W1、W2 是否閉合？若W1 閉合，則進(jìn)入汽車防盜系統(tǒng)，報(bào)警手機(jī)進(jìn)入待機(jī)界面，并刪除

13、原有全部短信，以免造成錯(cuò)誤的短信輸出。A 然后檢查振動傳感器是否有輸出？(是否盜車？)，沒有就循環(huán)等待，如有則按動K7、K8, 鍵入ZJ 兩字母，并將其發(fā)送至05058。再次刪除全部短信，等待移動通信回送的位置信息（實(shí)際上是在檢查IC 的P32 是否出現(xiàn)低電平。如有回信，則報(bào)警手機(jī)聽筒輸出高電平，P32 呈低電平）。再將位置信息轉(zhuǎn)發(fā)給車主。然后再返回，進(jìn)行下一次的發(fā)送，間隔約一分半鐘。W1 按下延時(shí)3 分鐘是留給車主離開汽車時(shí)用的，否則，一按下W1 就會引起報(bào)警。若車主被劫持，閉合W2 就可以完成報(bào)警，過程與前者近似，只是不用振動傳感器，而位置信息是發(fā)送給朋友或轉(zhuǎn)發(fā)110。5 結(jié)束語在向朋友報(bào)

14、警時(shí)，可以采用短信目錄或短信內(nèi)容兩種方式。采用前者簡單，但字?jǐn)?shù)受到嚴(yán)格限制。它是將“救！AX-33445”寫入電話本的人名處，在對應(yīng)的號碼處再填入朋友手機(jī)號碼。當(dāng)它發(fā)送到朋友手機(jī)時(shí)，對方首先會看到短信的條“救！AX-33445”。便可以采取營救行動；也可由朋友手機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)110，不斷地告知被劫車輛的牌照號和實(shí)際位置，由110出動營救。采用短信內(nèi)容方式比較復(fù)雜，它不可以編寫好求救的短信先存儲起來，使用時(shí)再調(diào)用，因?yàn)槭謾C(jī)經(jīng)常會收到一些亂七八糟的短信，而且會打亂原有的次序，手機(jī)沒有區(qū)分這些短信的功能, 故只能在發(fā)送時(shí)臨時(shí)編寫，這樣就需要更多的按鍵才行，導(dǎo)致硬件復(fù)雜，程序編制過程繁瑣。本設(shè)備自動化程度高，

15、使用簡便，閉合W1，車主便可離開汽車；回來時(shí)，斷開W1。在駕駛過程中被劫持，閉合W2 就可。而且成本低廉，而且也無需交納各種報(bào)警費(fèi)用，很適合中低檔汽車安裝。本系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。因?yàn)槟壳八杰嚁?shù)量迅猛增加，汽車防盜迫在眉睫。而該系統(tǒng)不需要購買昂貴手機(jī)（現(xiàn)在有很多“存話費(fèi)送手機(jī)”的活動），使用時(shí)只需繳付月租費(fèi)和短信費(fèi)，對廣大車主來說非常有吸引力，創(chuàng)造上百萬的經(jīng)濟(jì)效益是沒有問題的。本文作者創(chuàng)新點(diǎn): 它利用中國移動通信平臺的技術(shù)支持，采用手機(jī)短信的方式對被盜汽車的行蹤進(jìn)行監(jiān)視，對盜賊的抓捕提供了很大的便利；當(dāng)車主被劫持時(shí)，能及時(shí)發(fā)出求救信號，并不斷地提供車輛的現(xiàn)場位置，贏得了營救的時(shí)間，是一

16、種方便、實(shí)用、有效的新型方式。2.全球定位系統(tǒng)GPS在汽車中的應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）是一個(gè)基于衛(wèi)星的導(dǎo)航、定位及計(jì)時(shí)的系統(tǒng)。接受器通過（GPS）衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算二維（經(jīng)度、緯度）或三維（經(jīng)度、緯度、高度）位置。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)可以顯示車輛當(dāng)前所在位置并將運(yùn)行中有關(guān)道路圖、停車設(shè)施、道路屬性（道路名稱、單向交通路段、禁止轉(zhuǎn)彎路段、載重限制及凈空限制等）和其他有用的服務(wù)信息直觀地呈現(xiàn)在駕駛員面前，協(xié)助駕駛員在陌生的交通道路環(huán)境中，準(zhǔn)確掌握前往目的地的道路，當(dāng)駕駛員將目的地輸入車中電腦，提出要求電腦便能根據(jù)市內(nèi)道路情況、紅綠燈數(shù)、速度限制等選出最佳行駛路線，并顯示在熒屏上。它不僅指示車輛避開擁擠阻

17、塞的路線，還幫助疏散車輛。另外，它還有修改功能例如車主不小心錯(cuò)過路口、沒有走該系統(tǒng)推薦的最佳路線、車輛位置偏離最佳路線200m以上，該系統(tǒng)會根據(jù)所在新位置重新為車主設(shè)計(jì)最佳路線。目前世界各國已有多種汽車導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品，并競相降低價(jià)格，我國也不例外。2.1 GPS的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是由GPS導(dǎo)航、自主導(dǎo)航、智能化地圖匹配器、微處理器（MPC）或數(shù)字信息處理器（DSP）、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅(qū)動器或DVD-ROM驅(qū)動器、顯示器以及電子地圖數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的軟件組成。從系統(tǒng)方框圖及車載導(dǎo)航設(shè)備安裝示意圖可以看出，汽車上需裝備主要有：GPS天線，GPS接收機(jī)（接收板），計(jì)算機(jī)（CPU）

18、、CD-ROM驅(qū)動器及LCD顯示屏。自主導(dǎo)航設(shè)備由車速傳感器和陀螺傳感器組成。當(dāng)汽車行駛在隧道、高層樓群、高架橋、高山群澗、密集森林等地段時(shí)，將與GPS失去聯(lián)系，在中斷信號的瞬間，機(jī)內(nèi)自動導(dǎo)人自主導(dǎo)航系統(tǒng)此時(shí)車速傳感器從汽車前進(jìn)的速度檢測出車速脈沖，通過汽車微處理器（MPU）的數(shù)據(jù)處理，由速度和時(shí)間直接求出前進(jìn)的距離。為了減少高速行駛中因輪胎受熱膨脹而影響計(jì)算精度的誤差要取一個(gè)距離系數(shù)進(jìn)行修正，以提高導(dǎo)航的精度。陀螺傳感器可直接測出前進(jìn)方向的變化和行駛路線狀態(tài)，例如汽車行駛在勾狀山道、發(fā)夾式彎路、蛇形路面、環(huán)狀盤形路、雪道空地打滑、輪渡過河等地段時(shí)所有這些曲線行駛的距離與衛(wèi)星導(dǎo)航的經(jīng)緯度比較會

19、產(chǎn)生較大誤差此時(shí)只有通過陀螺傳感器和微處理器的運(yùn)算修正才能得到汽車的正確位置。車速傳感器常采用數(shù)字里程表，陀螺傳感器采用壓電晶體陀螺。由于GPS導(dǎo)航和自主導(dǎo)航（包括車速傳感器和陀螺傳感器）所測得的汽車坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)、前進(jìn)的方向和行駛路線軌跡在電子地圖上都存在一定誤差，為了修正這些誤差，需采用地圖匹配技術(shù)。增加一個(gè)地圖匹配電路，對汽車行駛的路線（包括各種傳感器檢測到的軌跡）與電子地圖上道路的偏差進(jìn)行定時(shí)數(shù)字相關(guān)匹配，作出自動修正，然后由微處理器整理程序進(jìn)行實(shí)時(shí)快速處理在電子地圖上得到汽車正確位置的顯示。云計(jì)算的出現(xiàn)將對汽車信息娛樂系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，預(yù)示谷歌Android等標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，以及應(yīng)用商店

20、和Wi-Fi連接等現(xiàn)在與智能手機(jī)聯(lián)系在一起的其它技術(shù)將進(jìn)入汽車。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)受到的沖擊最大。一旦連入基于云的解決方案，如谷歌地圖或諾基亞的Ovi地圖，onboard解決方案將難以繼續(xù)立足。導(dǎo)航有三個(gè)要素：道路，本地興趣點(diǎn)(POI)，以及訪問基于地址服務(wù)(LBS)內(nèi)容。這些要素都需要接入云，以保證提供最新信息。當(dāng)司機(jī)可以訪問本地搜索時(shí)，甚至最好的on-board 興趣點(diǎn)系統(tǒng)也難以與其匹敵。交通與本地化事故數(shù)據(jù)也是如此。當(dāng)司機(jī)有了這些東西，就別無所求。3.基于CAN 總線的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)隨著無線通信技術(shù)、地理信息技術(shù)和GPS 技術(shù)的發(fā)展， 車載監(jiān)控系統(tǒng)已在智能交通、物流管理及特種車輛的監(jiān)

21、控調(diào)度等方面得到廣泛應(yīng)用， 并且?guī)砜捎^的經(jīng)濟(jì)和社會效益?；贕PS/GSM 的車輛監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地獲得車輛的位置、速度等信息， 為車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了一種有效途徑。但是GPS 卻無法獲得諸如氣壓、水溫、轉(zhuǎn)速等重要車況信息， 因此對車輛的監(jiān)控缺乏全面性。而普通的汽車行駛記錄儀， 又稱“汽車黑匣子”是對車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲并可通過接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置， 卻不能實(shí)時(shí)地向監(jiān)控中心傳回車輛的運(yùn)行情況， 屬于事后監(jiān)督， 因此在預(yù)防交通安全事故方面所起的作用有限。針對目前傳統(tǒng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)的不足， 本文設(shè)計(jì)了一種基于CAN 現(xiàn)場總線和GSM

22、短消息的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的車載監(jiān)控設(shè)備首先從車輛的CAN 接口上獲得詳細(xì)的車況信息， 然后依托我國目前最成熟、應(yīng)用最廣的GSM 移動通信系統(tǒng)與監(jiān)控中心進(jìn)行通信， 來實(shí)現(xiàn)對車輛全面、動態(tài)、實(shí)時(shí)的監(jiān)控。使用CAN 總線，不僅可獲得全面、詳細(xì)的車況信息， 而且使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性， 例如， 可以將GPS 模塊作為CAN 的一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)掛接在總線上， 這樣系統(tǒng)就具備了監(jiān)控車輛位置的能力。3.1 監(jiān)控系統(tǒng)工作原理車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)和車載終端單元三部分組成， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成見圖1 所示。車載終端單元利用CAN 總線技術(shù)采集車輛的各種信息， 例如車輛每次的起動時(shí)間、行駛里程、行

23、駛時(shí)間、最高車速以及每次最高車速的持續(xù)時(shí)間， 儲存停車前20 s 的車輛信息， 安裝有GPS 導(dǎo)航儀的車輛還可以采集到車輛位置信息。利用現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡(luò)， 將采集到的信息以短消息的形式傳送給監(jiān)控中心， 以實(shí)現(xiàn)對車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在CAN 總線上傳輸?shù)能囕v行參數(shù)非常多，數(shù)據(jù)量很大， 而GSM 網(wǎng)絡(luò)的SMS業(yè)務(wù)傳輸速度有限， 因此不可能將CAN 總線上的所有信息都傳回監(jiān)控中心。實(shí)際上也沒有必要監(jiān)控所有的車輛運(yùn)行參數(shù)， 只要監(jiān)控我們最關(guān)心的、與行車安全關(guān)系最緊密的一些參數(shù)就足夠了。對于不同的參數(shù)， 監(jiān)控的形式是不同的， 有些信息是需要定時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控， 比如車輛位置信息， 而有些信息只有在超出正常范圍

24、時(shí)才需要發(fā)送， 如車速或轉(zhuǎn)速信息等。3.2 監(jiān)控系統(tǒng)車載端硬件結(jié)構(gòu)車載端監(jiān)控設(shè)備的主控芯片采用一款基于ARM920T 內(nèi)核的16/32 位RISC 嵌入式微處理器S3C2440A。該處理器主要面向手持設(shè)備以及高性價(jià)比、低功耗的應(yīng)用， 運(yùn)行的頻率可達(dá)400MHZ。監(jiān)控中心由監(jiān)控端PC 機(jī)與GSM 模塊組成。由S3C2440A 構(gòu)成的車載監(jiān)控設(shè)備硬件連接示意圖如圖2 所示。3.3 CAN 總線模塊設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)是由許多節(jié)點(diǎn)通過CAN 總線相連而組成的一個(gè)局域網(wǎng)， 因此CAN 總線模塊設(shè)計(jì)就顯得極為重要。其中， CAN 控制器、CAN 收發(fā)器的選取以及抗干擾措施將成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。CAN 控制器的選取。

25、MCP2510 是一款帶有SPI 接口的獨(dú)立CAN 協(xié)議控制器， 是為簡化連接CAN 總線的應(yīng)用而開發(fā)的。它完全支持CAN 總線V2.0A/B 技術(shù)規(guī)范，能夠發(fā)送和接收標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的信息幀， 同時(shí)還具有驗(yàn)收濾波和報(bào)文管理的功能。MCP2510 的通信是通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口（SPI） 來實(shí)現(xiàn)的， 其最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)5Mb/s。MCP2510 內(nèi)含三個(gè)發(fā)送緩沖器、二個(gè)接收緩沖器， 同時(shí)還具有靈活的中斷管理能力， 這些特點(diǎn)使得MCU 對CAN 總線的操作變得非常簡便。CAN 收發(fā)器的選取。收發(fā)器選用PCA82C250， 是一種應(yīng)用廣泛的CAN 控制器與物理總線間的接口芯片，能夠?qū)偩€的信息進(jìn)

26、行差動發(fā)送和接收。它能增大通信距離， 提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力， 保護(hù)總線， 降低射頻干擾等。SPI 接口協(xié)議是一種使用時(shí)鐘線和2 根數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)的同步串行協(xié)議。MCP2510 將在一個(gè)CS 的下降沿選用一種SPI 模式。在SPI 模式0-0 時(shí)， 命令和數(shù)據(jù)在SCK 的上升沿通過SI 腳送入MCP2510， 在SCK 的下降沿通過SO 腳送出數(shù)據(jù)。當(dāng)執(zhí)行這些操作時(shí)， CS 引腳始終保持在低電平。MCP2510 作為S3C2440A 的一個(gè)從設(shè)備， 可以將S3C2440A 的SPI 接口直接接在MCP2510 的SPI 接口上。具體接法是： S3C2440A 的接收引腳MISO接MCP251

27、0 的發(fā)送引腳SO， S3C2440A 的發(fā)送引腳MOSI 接的是MCP2510 的SI 腳； 同步時(shí)鐘SPI-CLK 由S3C2440A 提供； MCP2510 的片選信號CS 由S3C2440A的標(biāo)準(zhǔn)I/ O 口GPB0 控制， GPB0 置低時(shí)選通MCP2510，反之則不選通； 中斷信號由MCP2510 發(fā)給S3C2440A；MCP2510 的復(fù)位引腳RESET 與S3C2440A 相連；MCP2510 輸出的CAN 收發(fā)信號和CAN 總線收發(fā)器PCA82C250 接在一起， 構(gòu)成一個(gè)完整的CAN 總線收發(fā)模塊。為了增強(qiáng)CAN 節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，MCP2510 的TXCAN

28、和RXCAN并不直接和PCA82C250CAN收發(fā)器的TXD 和RXD 相連， 而是通過高速邏輯門輸出光電耦合器6N137 與PCA82C250 相連， 這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電器隔離。不過應(yīng)當(dāng)指出的是， 在具體設(shè)計(jì)電路時(shí)， 光電耦合部分所采用的兩個(gè)電源也必須完全隔離， 否則采用光電耦合也就失去了意義， 這雖然增加了接口電路的復(fù)雜性， 卻提高了智能節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性。為降低射頻干擾， 將PCA82C250的引腳8 至地連接電阻進(jìn)行控制， 斜率正比于引腳8 上的電流輸出。CAN 接口電路原理圖如圖3 所示。3.4 GSM 短消息收發(fā)模塊GSM 模塊包括TC35i 模塊及其外圍電路

29、。TC35i 是無線通信模塊， 可以快速安全可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸、短消息服務(wù)（SMS）。作為GSM 網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)基本業(yè)務(wù)， SMS 以其實(shí)現(xiàn)簡單、通信成本低、頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、業(yè)務(wù)種類多、抗干擾能力強(qiáng)、國際自動漫游等特點(diǎn)， 受到了越來越多開發(fā)商的重視， 在遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、車輛監(jiān)控定位系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。TC35i 模塊主要由以下幾個(gè)部分組成: GSM 基帶處理器， GSM 無線部分， ASIC 專用電源， Flash 存儲器，ZIF 接口， 如圖4 所示。所有TC35i 與所有外圍接口電路都是通過專用40PinZIF (Zero Insertion For

30、ce) 接口相連的。外圍電路包括SIM 卡電路、天線、模塊啟動電路、電源供電電路、串行通信電路、DTMF 電路六大部分。監(jiān)控系統(tǒng)僅使用了GSM 網(wǎng)絡(luò)的SMS 業(yè)務(wù)， 因此主控芯片與TC35i僅需要其中的TXD 和RXD 兩個(gè)管腳就夠了， 主控制器S3C2440A 通過AT 命令實(shí)現(xiàn)對TC35i 控制。TC35i 數(shù)據(jù)接口工作在CMOS 電平（2.65V）， 通過MAX232 的電平轉(zhuǎn)換與車載端控制單元的RS232 接口連接。ZIF 連接器提供六個(gè)引腳給SIM 卡接口， 其中CCIN用來檢測SIM 卡是否插好。連接器的SYNC 腳控制燈的狀態(tài)， 以此判斷TC35i 的工作狀態(tài)。監(jiān)控中心也是由監(jiān)控

31、端PC 機(jī)與TC35i 模塊組成， 它們之間的電平轉(zhuǎn)換由電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 完成。終端系統(tǒng)工作電壓為5VDC。由于TC35i 模塊的突發(fā)耗電電流峰值可達(dá)3A， 故外加穩(wěn)壓器件必須達(dá)到足以提供該額定電流的條件。在該終端中， 采用了開關(guān)電源芯片MP2596 完成12V 到5V 的轉(zhuǎn)換， 作為TC35i 終端的供電電源。須加以注意的是， 由MP2596 芯片完成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換需大功率的電感和電容， 以提高儲能能力， 達(dá)到TC35i 的耗電需求。系統(tǒng)加電后， 為使TC35i進(jìn)入工作狀態(tài)， 必須給IGT 加一延時(shí)大于100ms 的低脈沖， 電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過1ms。啟動后， IGT 應(yīng)保持高電

32、平（3.3V）。驅(qū)動IGT 時(shí)TC35i 供電電壓不能低于3.3V， 否則TC35i 不能激活。4.改進(jìn)方案4.1 分布式計(jì)算所謂分布式計(jì)算是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)，它研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。 最近的分布式計(jì)算項(xiàng)目已經(jīng)被用于使用世界各地成千上萬位志愿者的計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力，通過因特網(wǎng)，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位數(shù)字的梅森質(zhì)數(shù)；您也可以尋找并發(fā)現(xiàn)對抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些項(xiàng)目都很龐大，需要驚人

33、的計(jì)算量，僅僅由單個(gè)的電腦或是個(gè)人在一個(gè)能讓人接受的時(shí)間內(nèi)計(jì)算完成是決不可能的。 分布式計(jì)算是近年提出的一種新的計(jì)算方式。所謂分布式計(jì)算就是在兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的多臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。分布式計(jì)算比起其它算法具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1、稀有資源可以共享。 2、通過分布式計(jì)算可以在多臺計(jì)算機(jī)上平衡計(jì)算負(fù)載。 3、可以把程序放在最適合運(yùn)行它的計(jì)算機(jī)上。實(shí)際上，網(wǎng)格計(jì)算就是分布式計(jì)算的一種。如果我們說某項(xiàng)工作是分布式的，那么，參與這項(xiàng)工作的一定不只是一臺計(jì)算機(jī)，而是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，顯然這種“螞蟻搬山”的方式將具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。網(wǎng)格計(jì)算

34、的實(shí)質(zhì)就是組合與共享資源并確保系統(tǒng)安全。通過分布式計(jì)算，會使得我們的系統(tǒng)更加的穩(wěn)定和安全，以上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過加入這些計(jì)算方法，系統(tǒng)都會得到很大提高，讓我們的生活更加的便利，也會增加相應(yīng)的新功能，比如，汽車音樂，3-D視頻等，我們的性能會得到最好的體現(xiàn)。4.2云計(jì)算云計(jì)算的三個(gè)服務(wù)模式IaaS、PaaS、SaaS IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。 PaaS(Platform-as-a- Service)：平臺即服務(wù)。PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù)，以SaaS的模式

35、提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。 SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務(wù)。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動。相對于傳統(tǒng)的軟件，SaaS解決方案有明顯的優(yōu)勢，包括較低的前期成本，便于維護(hù)，快速展開使用等。云計(jì)算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing ）、分布式計(jì)算（DistributedComputing）、并行計(jì)算（Parallel Computin

36、g）、效用計(jì)算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。 通過使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲系統(tǒng)。云計(jì)算常與網(wǎng)格計(jì)算（分布式計(jì)算的一種，由一群松散耦合的計(jì)算機(jī)集組成的一個(gè)超級虛擬計(jì)算機(jī)，常用來執(zhí)行大型任務(wù)）、效用計(jì)算（IT資源的一種打包和計(jì)費(fèi)方式，比如按照計(jì)算、存儲分別計(jì)量費(fèi)用，像傳

37、統(tǒng)的電力等公共設(shè)施一樣）、自主計(jì)算（具有自我管理功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）相混淆。事實(shí)上，許多云計(jì)算部署依賴于計(jì)算機(jī)集群（但與網(wǎng)格的組成、體系機(jī)構(gòu)、目的、工作方式大相徑庭），也吸收了自主計(jì)算和效用計(jì)算的特點(diǎn)。云計(jì)算的加入會使得以上的系統(tǒng)都會得到提升，可靠行和安全性都會提高，但是同時(shí)，成本也會相應(yīng)的增加，很多功能，需要基礎(chǔ)設(shè)施的支持，我們會覺得科技網(wǎng)絡(luò)給我們帶來很大的便利和快捷。5.結(jié)論本系統(tǒng)利用CAN 總線技術(shù)來獲得車輛的各種詳細(xì)信息， 并且應(yīng)用GSM 網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信， 不僅能實(shí)現(xiàn)了對車輛狀態(tài)信息的全面監(jiān)控， 還由于CAN 總線技術(shù)的采用， 使得通過增加CAN 的智能節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展監(jiān)控對象變得很容易。這就大大提高了監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性和全面性。同時(shí)利用GSM 短消息業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，連接簡單， 費(fèi)用低廉， 覆蓋范圍廣?，F(xiàn)場總線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線束傳輸， 是未來汽車內(nèi)部信息采集、共享、識別、控制的發(fā)展趨勢， 傳統(tǒng)的汽車記錄儀也將逐步被基于CAN 總線的汽車行駛記錄儀替代。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展、電子稱重、電子防盜、衛(wèi)星通訊等功能也會加入其中， 基于總線的工作方式， 會更加彰顯其優(yōu)越性。參考文獻(xiàn)：1 戴喜明, 袁濤, 吳定雪. 基于GSM/GPS/GIS 車輛狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J. 微計(jì)算機(jī)信息，2006，9-1：246-248。2 湖南移動新業(yè)務(wù)客戶手冊. 中國移動通信湖南