基于GPRS的车辆实时监控管理系统设计

运载工具、大型机械设备的增多对企业的管理提出了挑战，需加强对生产过程中车辆实时监控管理。设计了一种针对大型运输车辆的实时监控系统，并根据系统需要设计了高精度电容式油位传感器，解决车辆熄火状态下的防盗油问题，系统采用STM32作为主控芯片，集信号采集、数据分析、信号处理、GPRS网络通讯一体，具有车辆状态实时监测、无线通信、智能调度等功能。

随着现代物流、矿山等行业的发展迅速，各种运载工具、大型机械设备越来越多，经常发生不按规定变更路线、超速、盗油等现象，严重威胁了企业的经济利益[1]。但这些车辆一般处于移动状态或偏远矿区，特别是车辆熄火后现有监控设备都将失去作用，目前市场上尚未存在有效防范方法。本论文设计一套带有燃油实时检测、GPS 定位和GPRS 无线传输功能的车载监控系统，能够实时掌握车辆位置、是否存在异常状况，从而提高运输效益。

2. 系统结构 系统由车载终端设备、GPRS 网络以及控制中心组成，整体框图如图1 所示。车载终端采集监测数据，将数据打包通过GPRS 以TCP/IP 协议发送到服务器[2]。服务器是一台具有公网固定IP 地址的计算机，可将车载终端发来的数据包进行解析与储存。客户端是因特网上的一个数据终端，通过网络访问服务器获取数据，采用C/S 结构，支持多台终端同时查看监控信息[3]。监控终端集各功能模块一体，系统实现油耗管理、GPS 定位管理、驾驶员操作监控，满足现代企业的管理需求。

系统的工作原理为：油位传感器将采集的油位数据转换成电压信号，在监控终端经AD 转换后实时采样，并对数据进行滤波、分析和处理，判断油箱内燃油状态(正常消耗、加油或盗油)。同时，采集GPS位置信息，最后通过GPRS 无线通信网络将相关数据发送至服务器，存入数据库。

3. 电容式油位传感器设计 汽柴油是易燃易爆物体，需要无接触采样。电容式传感器可将非电量的变化转换为电容量变化。将传感部分设计为同轴的圆柱，燃油的高度变化将引起传感器壳体和感应电极之间电容量的变化[4]。设计的电容传感器采用差动脉冲宽度调制法测量电容，图2 为电路原理图，图中C1 为被测电容传感器，C2可调参考电容。A1、A2 是两个比较器，Ur 为参考电压[5]。

图中1C 与1R ， 2C 与2R 组成两个震荡电路，所产的频率分别为：11112πfR C=、22212πfR C=。将这两列信号。将abU经过低通滤波后，就得到直流电压0U 为： 12120111121212ABTTTTUUUUUUTTTTTT−=−=−=+++ 其中AU 、BU 为A 和B 两点的直流分量；1T 、2T 为电容1C 和2C 的充电时间， 11111lnrUTR CUU=−、