基于ARM的北斗导航 GPRS GIS车辆监控系统设计.doc

基于ARM的北斗导航GPRSGIS车辆监控系统设计
针对传统基于单片机、GSM技术、ArcGIS（MapInfo或GoogleMap）的车辆监控系统功能单一、通信费用高、可移植性差、定位精度不高等缺点，提出一种新的车辆监控系统解决方案：以ARM9S3C2410控制GPRS模块接入Internet,实现车载端和监控中心的无线数据传输，同时在监控中心引入51ditu、WebService和数据库，完成车辆定位和用户接入访问，可广泛应用在国内城市公共交通、出租车、旅游车、危险品运输和物流等车辆管理方面。1系统需求及应用分析随着我国城镇化进程加快，地铁、轻轨、快速公交等现代化公共交通快速发展，轨道和公共交通成为城市交通的骨干。目前，我国现代化轨道交通和公共交通的建设仍存在资金需求量大、融资难，以及投产后车辆管理调用、维护效率低等问题。传统车辆监控系统一般采用单片机作为数据采集终端、短消息服务（ShortMessagingService,SMS）作为通信手段、MapInfo作为地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）平台。由于单片机无操作系统，程序移植性差，已难以胜任车辆监控系统功能快速发展的要求；同时，受带宽的影响，SMS通信链路已无法扩展图像、语音数据传输业务；并且系统开发周期长，价格昂贵，缺少在不同交通领域的推广价值。因此，开发一种性能可靠、功能完善、组网方便、经济适用且易于推广的车辆监控系统是当务之急。为了解决上述问题，本文提出一种基于国产卫星北斗导航系统平台的车辆监控管理系统。系统采用ARM9S3C2410为主控芯片，融合Internet和通用无线分组业务（GeneralPacketRadioService,GPRS）网络，以原有SMS为备份链路，在保证北斗导航监控系统数据传输的实时性与可靠性的同时，车载端还可以提供图片、语音等数据传输功能；以国内知名地图产品供应商灵图的51ditu作为GIS平台，其丰富的API全部免费开放，且没有人为添加误差因素，不需要经过地图匹配就能够完全满足系统的应用要求。该系统可广泛应用在国内城市公共交通、出租车、大客车、旅游车、危险品运输和物流等车辆管理方面。在车辆上安装的车载移动终端，结构小巧，可以根据需要裁减相应监控管理功能模块。城市交通管理监控中心应用该系统可实时显示监控车辆状况，以及发出调度指挥命令和接受车辆反馈信息。研究归纳总结传统系统在推广、应用方面的诸多局限性，抓住北斗卫星导航系统平台正式民用的契机，提出以国产卫星北斗导航系统为平台的车辆监控管理系统，从而大大降低系统的建设及运营成本，提高监控网络的安全性能，实现车辆的定位、监控和调度。这对于掌握车辆位置，提高车辆调度水平，以及物流企业的服务水平都具有重要的意义。2系统工作原理监控车辆由车载北斗导航终端接收卫星数据，通过GPRS无线通信和Internet网络将数据传输到中心服务器，服务器端软件对数据进行解析后存储到服务器数据库中，监控中心通过WebService访问数据库，再由GIS平台显示数据，同时将相应的报警信息、调控指令发送到与之对应的移动车载端，最终实现相应的监控管理功能。系统设计原理如图1所示。

3系统结构设计车辆监控管理系统由车载单元（车载北斗导航终端）、监控中心（客户端）和中心服务器（服务器端软件和数据服务库）组成。3.1车载单元车载移动终端由基于ARM9的嵌入式系统、GPRS模块（华为GTM900C）、北斗导航模块（SiRFStarⅢ）、液晶显示屏和键盘形成的人机交互单元组成。车载终端可外接摄像头和车载电话手柄实现图像与语音的传输，专用的GPIO接口可连接车辆的各检测控制线路，以获取车辆的各种状态数据。其结构如图2所示。

由ARM处理器控制GPRS模块，接入移动公司的GPRS网络，再连接到计算机监控中心，从而实现远程数据无线传输功能。北斗导航模块将接收的数据通过串口传送到主控芯片进行预处理。Flash存储器用于存放已调试好的应用程序和嵌入式Linux操作系统；LCD液晶显示屏用于显示系统信息和相关指令代码。检测控制线路获取外接传感器采集的不同状态数据，经GPIO接口传送至CPU进行回送等处理。3.2监控中心监控中心从功能结构上可以分为GIS模块、数据库信息管理模块和客户端通信模块。其结构设计如图3所示。

GIS模块为调度指挥人员提供一系列操作电子地图的功能，同时负责车辆信息的实时显示、跟踪和电子围栏区域显示；数据库信息管理模块完成数据库的信息管理功能，同时为调度人员提供系统运行环境设置、系统登录、数据备份、数据恢复、权限分配、日志查询等功能；客户端通信模块完成车辆的远程控制、实时调度，以及报警提示、确认、取消、越界处理等功能。3.3中心服务器系统设计基于MicrosoftSQL