基于Android和SIM900A模块位置实时监控系统的设计与实现

张维文，孙耀杰，王彬宇

（河北工业大学信息工程学院，天津 300401）

基于Android和SIM900A模块位置实时监控系统的设计与实现

张维文，孙耀杰，王彬宇

（河北工业大学信息工程学院，天津 300401）

为及时掌握特殊工作人员的位置信息进而保证其人身安全，研究设计出一种基于Android和SIM900A模块的位置实时监控系统。监控系统分为被监控端和监控端两个部分，每一部分又包括硬件设计和软件设计。被监控端硬件包括被监控对象携带的设备，由STC89C52单片机、电源电路、SIM900A模块和GPS模块等构成；被监控端软件包括基于KEIL的C语言编程。监控端硬件包括一部Android系统的手机；监控端软件包括基于Eclipse平台开发的监控端APP，该APP包括GPS信息接收和百度地图显现两个功能。被监控对象所带设备与监控端之间是通过GPRS来实现无线通信的。经过实际测试，本系统可实现对设定对象的位置监控等基本功能，还可应用到对户外采矿人员和运输矿物的车辆的实时监控。

Android；SIM900A；GPS信息；地图显示

Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。据统计，目前全世界采用Android系统的设备数量已经达到10亿台［1］。由此可以看出基于该系统的移动设备在群众中使用广泛，具有较大的开发价值。

如今快节奏的生活中，人们越来越重视人身和财产安全，特别是智能监控安全设备的应用逐渐普及。由于矿区面积大，存在因地势复杂人员走失的情况。针对此类安全问题，本文基于Android和SIM900A模块设计出位置实时监控系统。由于监控端运用Android系统的手机，从而提高便捷性和普及程度，降低成本。

1 系统总体设计

本系统在整体上可以分成两大部分，即被监控端和监控端。被监控端设备的设计是主要基于单片机STC89C52和通信模块SIM900A等来实现功能的，监控端是在基于Android操作系统的智能手机上开发实现。该系统内数据传输可采用 WiFi、GPRS或者3G网络等通信模式，定位采用的GPS卫星定位的方式。被监控端携带的设备，通过设置，定期将GPS定位后的位置数据，经过无线通信传输，传送到监控端（成人）的Android系统的智能手机上，然后利用位置分析数据库进行位置数据分析，在手机上载入电子地图，直观地显示被监控端的位置（若出现在非正常区域则进行提醒监控端）。系统总体的结构图如图1所示。

2 被监控端系统设计

2.1 硬件设计

本部分采用STC公司生产的微控制器STC89C52，它具备低功耗、高性能的优势。STC89C52使用经典的 MCS－51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案［2］。

SIM900A是ALIENTEK推出的一款高性能工业级GSM/GPRS模块。完全采用SMT封装形式，可以低功耗实现语音、SMS（短信，不支持彩信）、数据和传真信息的传输。SIM900A仅适用于中国市场，其性能稳定，外观精巧，性价比高，能满足多种需求［3］。

被监控端硬件部分的设计思路是通过GPS模块获得携带者的GPS位置经纬度信息，然后通过单片机STC89C52获得处理，再经过SIM900A模块无线发送到监控端。被监控端携带设备硬件结构如图2所示。SIM900A中非常重要的串口通信的硬件电路如图3所示。

图2 被监控端携带设备硬件结构

图3 串口通信硬件电路图

除设计被监控端携带的硬件设备外，本文还参照其功能的实现，基于Android操作系统的智能手机上设计开发APP，实现与以上硬件设备相同的功能。

2.2 软件设计

2.2.1 基于硬件电路设计

该部分系统开发环境采用的是Keil u Vision4，在Keil u Vision4环境下，采用的是C语言编程。程序在SIM卡插入SIM900A模块之前，首先要对SIM900A进行初始化。初始化内容如下：①开机自检；②定时器的初始化；③串口的初始化；④按键的初始化；⑤LED的初始化。

2.2.2 基于Android手机设计

根据MVC的设计模式，将被监控端手机APP的设计分为三部分：UI界面、逻辑处理和数据交互［4］。被监控端手机APP主要实现以下的功能。

1）系统登录。该功能是利用Android系统的软件，通过输入正确的合法用户信息，进入功能界面。

2）经纬度信息显示。通过手机内嵌的GPS模块，准确获得被监控者的GPS定位信息。

3）设置。该功能主要是设置监控端的信息。一是设定监控端的指定号码；二是设置频率，即多久被监控端向监控端发送一次GPS信息。

4）发送。实现位置信息的发送

5）退出系统。实现中断该软件的使用，退出应用，不再进行以上功能的实现。

被监控端系统功能模块图如图4所示。基于Eclipse开发的软件如图5所示。

图4 被监控端系统功能模块图

图5 被监控端软件定位显示界面

3 监控端系统设计

3.1 硬件设计

本部分的硬件只需要Android操作系统的智能手机一部即可。该手机实现的功能包括接收被监控端发送过来的经纬度信息，通过应用软件处理这些信息，再加载百度地图，即可实时显示被监控端的直观位置信息。被监控端系统功能实现图见图6。

3.2 软件设计

Android系统可以在Linux、Windows XP和Windows 7等操作系统上开发。本文采用在Windows 7上进行开发。表1为开发所需的软件及版本，下载并安装如表1所示的软件。

图6 被监控端系统功能实现图

表1 开发所需软件和版本

图7 监控端软件功能实现流程图

使用百度地图定位必须注册GPS和网络使用权限。定位SDK采用GPS、基站、Wi－Fi信号进行定位。当应用程序向定位SDK发起定位请求时，定位SDK会根据应用的定位因素（GPS、基站、Wi－Fi信号）的实际情况（如是否开启GPS、是否连接网络、是否有信号等）来生成相应定位依据进行定位［5］。

本部分软件部分主要实现功能过程为：接收被监控端发送过来的GPS信息，通过判断处理加载百度地图，然后进行地图上显示。具体软件功能实现流程图如图7所示。

4 系统测试结果

如果被监控端和监控端都采用Android手机平台，可以充分利用Android提供的丰富的接口，使系统具有更好的扩展性和实用性。该系统进一步改进还可以实现拍照、截图、标注和查看轨迹等功能。

5 结束语

该系统结构简单、功能明确，软件界面方便美观，设计完成后该系统在朋友之间进行试用。经过实际生活中的运用证明，该系统可对选定的人进行位置的实时监控，并根据其位置信息家庭成员可以判断是否正常，及时打电话确保安全。此外在本系统的设计基础上，添加LED的显示模块也可以应用到运输矿物的车辆中去，为运输的信息系统的建立提供了一些方法和思路。还可以通过司机的Android操作系统手机，实现远程运输车辆的全程监控，极大地降低成本。

［1］http：//baike.baidu.com/subview/1241829/9322617.htm？fr＝aladdin.

［2］http：//baike.so.com/doc/5382101.html.

［3］http：//wm.sim.com/product.aspx？id＝1007.

［4］寿柏炎.基于Android平台软件开发方法的研究与应用［J］.计算机光盘软件与应用，2013（1）：244－245.

［5］http：//developer.baidu.com/map/geosdk-android.htm.

Design and implementation of real－time location monitoring system based on Android and SIM900A module

ZHANG Wei－wen，SUN Yao－jie，WANG Bin－yu
（School of Information Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China）

to know the location information of the special worker in ensuring that the man is safe，this paper researches and designs a real－time location monitoring system based on Android and SIM900A module.The system includes two parts of the monitored part and the monitoring part，each part includes hardware and software.the hardware of the monitored part includes the monitored person carrying equipment，which includes The microprocessor STC89C52，power supply circuit，SIM900A module and GPS module；and the software of the monitored part includes C language programming based on KEIL.The hardware of the monitoring part includes an Android mobile phone；the software part of the monitoring part includes monitoring APP based on Eclipse，and this APP includes two functions：receiving GPS information and showing in baidu map.The wireless communication mode between equipment of the monitored side and the monitoring side is realized by GPRS.After testing，the system can realized basic function that the set object position can be monitored，and also can be applied to real－time monitoring of outdoor mining personnel and transport of mineral vehicle.

Android；SIM900A；GPS information；map display

孙耀杰（1958－），男，汉族，教授，主要从事电子信息技术方向的教学与研究工作。E－mail：sun678＠126.com。

TN92

A

1004－4051（2014）S2－0362－04

2014－10－16

张维文（1986－），男，硕士，研究方向为电子信息技术与工程。E－mail：405245423＠qq.com。