【期刊论文】基于GPRS的智能车辆监控系统的设计.pdf

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1、常青等：基于GPRS的智能车辆监控系统的设计基于GPRS的智能车辆监控系统的设计常青周银东李云梅顺良(清华大学数字微波国家重点实验室北京100084)摘要：本文介绍了以GPRS增值服务作为传输载体的智能移动车辆监控系统的设计，详细的分析了系统的构成以及系统的协议层．关键词：GPS系统GLONASS系统GPRS网络车辆监控智能交通一、引言随着人们生活质量的不断提高，越来越多的汽车走进了寻常百姓家。但是，汽车的增多必然导致交通的拥挤、交通事故的增加，从而进一步增加路况的复杂程度。面对日益严重的交通状况．智能交通系统得到各界的关注，车辆监控调度系统正是智能交通

2、系统的～个重要组成部分。本文设计的基于GPS／GIS／GPRS的车辆监控系统以GPRS为传输网络，有效的解决了以往短消息传输方式延时大、系统实时性差的问题。GPRS技术提供的高速传输速率和永远在线、按流量计费的优点，使该系统具有良好的适用性、可靠性和可扩展性，而且易于管理与维护。本文详细论述了系统的构成，并重点分析了系统数据通讯的链路过程和协议层。二、系统设计整个系统由GPS／GLONASS卫星定位系统、移动车载终端、GPRS网络和调度中心四个部分组成，如图l所示。图1GPS／GIS／GPRS车辆监控系统I一28常青等：基于GPRS的智能车辆监控系统的设

3、计2．1GPS／GLONASS卫星定位系统GPS”1(GlobePositioningSystem)即全球定位系统，包括由24颗导航卫星构成的空间部分和分布在世界各地的地面监控部分。卫星的分布使得地球上任何位置都可同时观测到4颗以上的卫星。各星不断将自身参数、测距码发往地面，用户使用GPS接收机接收星历数据，并按～定规则解算出接收天线处的位置和速度等，实现对物体定位跟踪。GLONASS(GLObalNAvigationSatelliteSystem)即全球导航卫星系统，是与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组

4、成，现在由俄罗斯空间局管理。GPS系统性能优于GLoNAss系统，但GPS卫星系统本身仍存在短期的收星盲区，而且易受电磁波干扰，从而影响定位精度。虽然美国计划于2006年取消SA(选择可用性，一种人为降低GPS定位精度的扰码)管制，但美国军方己掌握了局部地区加载sA的技术，从而可以随意控制世界上的任何地区。此外，美国军方使用的P码已经不再依赖于C／A码而能够独立收星，即美国可以关掉C／A码，禁止民用，而不影响其军方使用。基于这些情况，本文设计的车载终端选用了双卫星系统接收机GG一16。这种接收机能同时接收GPS和GLONASS两个系统的卫星星历数据，使观

5、测时间更短、定位精度更高、定位结果更可靠，并在一定程度上摆脱了对GPS卫星系统的完全依赖。2．2移动车载终端移动车载终端是整个系统的“传感器”。它安装在需要监控管理的车辆上，通过GG一16模块接收导航卫星网络的测距信息，将车辆的经度、纬度、速度、时间等信息传给微控制器，微控制器通过GPRS模块与监控中心进行双向的信息交互，完成相应的功能。图2为移动车载终端的原理框图。GPS]GLONASS天线GPS／舢NASS天生FL^SH和SDR枷●～——r一一一——L～㈣蹶线【GPSIGLONASSJ漠．拳气燃㈣■二煎垒￡_【南≮·一．基于^RM集构的3z一_二皇生

6、型主里壁生二c雎s天线L]茄玎—一位截控制辱¨¨～卜Lcn显示模块』一．!LPC2106一卜按键输入和开关一T⋯输煳E靠蚌野一电簿模块固2车载终端原理框圈I一29辛常青等：基于GPlis的智能车辆监控系统的设计移动车载终端的硬件设计采用“嵌入式SOC芯片+GPRS通讯+GPS定位+键盘支持+LCD显示”的架构设计。嵌入式SOC芯片为PHILIPS公司的LPC2106“1微控制器，它内含ARM7TDMI—S核、128K高速FLASH、64KSDRAM及两个UART接口，其中UARTl为完全的调制解调器接口，连接GPRS模块。GPRS模块采用SI～FrdNS

7、公司的工业级模块MC35，能够通过GPRS网络实现300bps一86．5Kbps的无线数据传输。GPS+GLONASS接收机GG-16连接于微控制器的UARTO口。移动车载终端的软件设计采用“嵌入式SOC芯片+嵌入式实时多任务操作系统+终端应用软件”的架构设计。嵌入式ARM芯片及其相应的外设构成终端的硬件平台。在硬件平台上植入“COS--II嵌入式实时多任务操作系统，它是连接以ARM微控制器为核心的硬件与应用程序的系统程序，它调度一切可利用的资源完成实时控制任务，提高ARM系统的使用效率，通过任务调度在规定的时间内对于重要事件做出正确的响应。终端应用软件

8、主要完成终端的GPS定位、GPRS通讯、与驾驶员的人机交互、信息显示、报警、与中