基于gps车辆监控系统的设计本科学位论文.doc

基于GPS车辆监控系统的设计（论文）0引言目前，交通拥堵是世界各国遇到的普遍难题，单纯增加道路基础设施已不能完全解决交通运输紧张的状况，特别是在土地资源更加有限的城市内部。为了解决车和路之间的矛盾，需要将现代电子信息技术引入交通运输系统，因此智能运输系统ITS（IntelligentTransportSystem)应运而生。ITS是一个复杂的大系统，当前正处于开发试验阶段，目前我国ITS的研究重点是：先进的交通管理系统、先进的交通信息服务系统、先进的公共交通系统和先进的车辆定位监控系统。集卫星定位系统，无线通讯系统为一体的车载移动台是车辆定位监控系统中的一个重要组成部分，它是ITS系统实现实时信息服务的硬件平台。为了减少交通拥挤和提高整个交通运输系统的效率，为驾驶员提供良好的信息服务和安全舒适的驾驶环境，车辆监控系统将全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和微型计算机系统进行有机结合，可以实时提供车辆的空间位置，在线提供车辆及其周边运行环境的语义和非语义信息，综合处理多种来源的时空数据。车辆监控系统不仅可以实现车辆实时定位和导航，而且还可以实现车辆远程指挥、交通安全和事故处理。其中，车载移动台不仅可以使交通管理部门实时了解单个车辆的位置和运营状态，而且结合地理信息系统可以使交通管理部门实时掌握整个区域甚至整个城市的交通畅通状况，从而制定出合理的交通指挥方案。另外，车载移动台可以为出行者提供各种交通信息服务，可以改变现在的“盲目”驾驶情况，使出行者可以了解从车辆当前位置到目的地的全部交通状况和变化趋势，这等于给车辆装上了一个“千里眼”。通过附加服务信息，出行者还可以利用旅行时间进行各种信息交流和商务活动，充分享受信息社会带来的便利条件。1车辆定位监控系统及车载移动台概述1.1车辆定位监控系统车辆定位监控系统作为ITS的一部分，其主要功能是对移动车辆进行实时定位跟踪，并实现对车辆的调度指挥。车辆定位监控系统由车载移动单元、通讯网络、指挥调度中心三部分组成。其工作原理为：车载移动单元通过接收到的GPS信息，此信息包括车辆当前的经度、纬度、时间等。然后通过GSM移动通讯传送到指挥调度中心，指挥调度中心在接到车辆上传的信息后，根据车辆的当前状况科学的进行调度和管理，从而提高运营效率。车辆是具有高度机动性的移动目标，而获得车辆当前位置及其它状态信息，并向其发送调度指令是车辆监控的基本要求，因此车辆监控系统的实现必须借助GPS定位技术和移动通信技术。1.1.1GPS定位技术当今世界上应用较为普通的卫星导航系统有3种，它们分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS与海事卫星系统，其中以GPS最为成熟，支持厂商最多，是世界上应用最广的定位系统。该系统通过分布在6个轨道上的24颗导航卫星向全世界发送定位信息，地面上的任意一点在能够同时接收到4颗卫星信息的条件，就可以进行自身定位。采用GPS定位具有精度高、全天候、不受地域限制等优点，在定位精度、灵活性、使用成本等诸多方面与目前其他定位技术相比具有较大的优势。1.1.2移动通信平台选择目前主要的移动通信手段有公用GSM通信平台、模拟集群、数字集群、GPRS、CDMA等。国家公众GSM通信网具有覆盖广、数据通信质量可靠、系统规模大等优点。作为基于国家公用GSM通信平台的车辆监控系统，目前其技术手段最为可靠，也是目前技术手段最先进的监控系统。因此现阶段通常采用GSM作为车辆监控系统的通信手段。1.1.3GSM短信息工作原理短信息业务属于GSM系统的增值服务，短信息的工作过程大致如下，短信息的发送方将编辑完毕的短信息发送给网络，当网络成功接收后，向发射端下传成功信息；网络从短信息中的目标号码查找接收端信息，然后向接收端发送，当接收端正确接收后，向网络发送成功信号。在接收端末上传成功信号情况下，网络将该端消息进行保存排列，以备后续重新发送。显然短消息的的方式很适于应用在车辆监控系统中，首先车辆监控系统的数据传输量不大，一般情况下只需传输车辆的定位数据及相应的控制调度指令，目前短信息的数据容量足以满足要求；其次，短信息的数据通信质量可以保证，由于采用公用移动网，所以无需额外考虑误码率问题，减少了工作量。1.2车载移动台车载移动台是车辆监控系统的重要组成部分，它的性能直接决定着监控系统的品质。所以对车载移动单元的设计就显得尤为重要。图1-2车载移动单元Fig.1-2Themobileunitforvehiclepositioning车载移动台由GPS-OEM板、单片机数据采集模块、单片数据处理模块及GSM通讯模块组成（如图1-2）其工作原理为：单片机数据采集部分定时从GPS-OEM板提取车辆经度、纬度、时间等数据。同时，单片机数据处理部分读取数据采集部分得来的信息，并