基于移动通信网络的汽车监控终端项目可行性研究报告.doc

基于移动通信网络的汽车监控终端项目可行性研究报告基于移动通信网络的汽车监控终端项目可行性研究报告目 录1选题的必要性41.1项目所处技术领域产业政策41.2项目所处技术领域技术发展现状51.2.1电子地图51.2.2“机卡分离”技术的车载导航终端61.2.3A-GPS、视频监控的车载导航终端61.2.4移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载导航终端71.2.5移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载监控终端71.2.6位置信息的电信服务91.3项目技术先进性111.4项目目前进展情况122技术方案论述122.1项目技术关键点论述122.1.1车载导航终端132.1.2车载监控终端132.1.3车载视频信号处理终端132.2项目技术方案论述142.2.1流动GPS卫星定位、CDMA监控市场需求142.2.2国内现有的技术方案分析142.2.3本项目的研究方法172.2.4本项目的技术路线182.2.5本项目的主要研究内容182.2.6本项目的系统构成182.2.7本项目的移动终端硬件组成192.2.8本项目的移动终端软件设计202.3项目技术质量指标212.3.1GPS接收部分主要性能指标222.3.2GSM/CDMA/3G通讯模块及通讯控制器222.3.3系统建设参照标准232.4项目执行过程中各阶段目标232.5项目经费预算情况243项目实施支撑条件243.1项目技术来源243.2项目实验、检测条件253.3项目申请单位人才资源情况263.4项目组主要人员263.5项目新增投资筹集情况294项目预期经济效益294.1预期市场需求294.1.1个人汽车用户294.1.2特种行业车辆294.1.3公安、交通和路政系统304.1.4出租车公司和公交公司304.2预期盈利水平304.2.1汽车电子市场状况基本状况304.2.2中国汽车电子主要细分领域投资价值的分布关系314.3预期产业化前景324.3.1全球的产业化前景324.3.2国内的产业化前景334.4项目实施风险分析354.4.1技术风险354.4.2财务风险354.4.3市场风险355项目预计社会效益、环境效益365.1对社会发展的作用365.2对资源利用情况365.2.1公司物质资源365.2.2社会物质资源365.2.3公司人力资源375.2.4社会人力资源375.3对人才培养情况375.4环境影响及效益376附表386.1附表一：项目投资与资金筹措表386.2附表三：申请科技三项经费使用预算表397附件417.1附件一：项目新增投资证明41411 选题的必要性1.1 项目所处技术领域产业政策为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势，推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车产业国际竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的需求，促进汽车产业健康发展，特制定汽车产业发展政策。通过本政策的实施，使我国汽车产业在2010年前发展成为国民经济的支柱产业，为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。 根据信息产业技术发展趋势、战略需求和发展思路，在国家颁发的信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要发展重点中，就提出未来515年15个领域发展的重点技术；下面就有关于导航、遥测、遥控、遥感技术方面的：重点发展卫星导航地面系统及接收机、用户终端，航空、航天测控系统，TDRSS测控网及民用终端，导航、测控基础性电子产品系列。重点技术： 新一代导航技术和产品的关键技术 跟踪与数据中继卫星系统技术和产品的关键技术 导航、测控基础性产品的关键技术 导航、测控技术与其它专业技术融合的关键技术 深空测控网系统的关键技术 遥感产品的关键技术同时在国家颁布的信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要重大项目中；也提到要建立一个数据采集、收发、处理的综合交通信息系统平台，开发综合交通信息系统建立和系统整合技术、交通实时数据采集、融合、处理和控制技术、运载工具定位技术与智能导航技术、紧急救援管理系统技术等，提高交通系统的能力、效率和安全性。在“十一五”规划与发展，也提到：着力提升汽车、装备等优势产业的核心竞争力。汽车产业，以形成自主品牌汽车生产能力为突破口，推进新能源汽车开发和生产，发展以汽车电子为核心的关键零部件产业，促进汽车金融、租赁、体育和文化等相关产业发展。1.2 项目所处技术领域技术发展现状汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 图1.1：车载终端的由来从图1.1可以看的出来车载终端的由来，在本项目中实现的基于移动通信网络的车载终端主要有如下六个技术点： 电子地图 “机卡分离”技术的车载导航终端； A-GPS、视频监控的车载导航终端； 移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载导航终端； 移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载监控终端； 基于车载终端，提供基于位置信息的电信服务；所以接下来我们分别就这六个方面的技术发展现状进行了论述。1.2.1 电子地图基于移动通信网络的车载终端的一个非常重要的技术是电子地图，电子地图作为空间信息特别是交通信息的可视化产品，将交通路线及周围环境以视觉感受的方式传输给用户。欧洲大多数国家开展地图电子化较早，英国甚至在70年代就开始了地图电子化。日本则是亚洲最早开展地理信息化工作的国家，已能向社会提供电子地图系列产品。目前，世界各国都在紧锣密鼓地绘就“电子地图”，而其中的主轴是智能交通系统。就国内而言，上海测绘院是最早开展地图矢量化的测绘机构，目前，京、晋、陕、闽、湘等地相继绘制出数字化电子地图。基于移动通信网络的车载终端中电子地图的发展趋势是信息量大、详尽而且支持动态变化。在中国，出于国家安全的考虑，政府对地图数据进行控制，目前只有四维图新、上海畅想和高德三家公司具有合法生产地图软件的资格。另外，由于中国正在对基础设施和道路进行大规模的升级改造，所以需要经常对地图进行更新，从而造成了电子地图的制作和更新成本居高不下。无法进行市场化运作和地域方面的特殊国情，使电子地图成为目前制约中国汽车导航发展的最大因素。1.2.2 “机卡分离”技术的车载导航终端采用“机卡分离”技术，将车载终端与无线通信数据卡分离，通过PCMCIA接口，配置不同制式（GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等）的无线数据卡，即可将车载终端接入至不同的无线通信网络。1.2.3 A-GPS、视频监控的车载导航终端常见的移动定位系统所采用的定位技术主要有Cell ID定位技术、AFLT (Advanced Forward Link Trilateration) 定位技术、GPS (Global Positioning System) 定位技术和混合定位技术。目前国内外主要使用GPS全球定位技术用于汽车定位。GPS定位技术有两种解决方案：一是自治解决方案，即传统GPS定位技术，它将GPS接收机集成在移动台里，移动台在全码域范围内搜索可以使用的GPS卫星以完成定位操作，并直接将结果报告给网络；二是网络辅助解决方案，即A-GPS (Network Assisted GPS) ，网络通过跟踪GPS卫星信号，解调出GPS导航信息，并将这些导航信息提供给移动台，帮助移动台来完成定位操作。与传统GPS定位技术相比较，A-GPS具有定位速度快、精度高和移动台功耗小等优点。GPS要求无遮挡的定位环境，在汽车定位时，有些环境显然无法满足此要求，例如车库或者狭窄的街道。再来说视频监控终端，在这方面主要的就是汽车视频信号的处理技术；它的发展历史大致可以分为三个阶段。第一阶段为传统的录像机方式，图像存储为模拟信号且纪录时间短，录像机也无法满足车辆运营过程中的特殊要求，如颠簸、温度、湿度等；第二阶段为基于MPEG-1和MPEG-2技术的硬盘录像方式，其具有处理数字化、记录时间长、抗震效果好等优点，但是视频信号无法实时地无线传输；第三阶段视频信号处理基于MPEG-4的压缩格式，可利用现有的无线通信网络设施，如GSM来进行远程、实时的视频信号传输，ViVoDa公司的VDH-2202即是基于这种技术的成熟产品。在汽车无线数据传输技术中，无线数据传输设备可选择的方案包括GSM、CDMA 、CDPD等公网设备，集群通信，如公安上用的350M、800M集群系统，或者采用专用信道和无线MODEM。使用GSM、CDMA 、CDPD等公网设备进行汽车的无线视频传输技术已经得到相当发展，北京可视通电子技术有限责任公司提供的“守望者”GPRS移动网络视频监控解决方案则是这类无线视频传输技术的一个实例。1.2.4 移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载导航终端在发达国家，车载导航已经非常成熟。日本的车载导航发展是全球领先的，目前超过80%的新车装有车载导航，附带覆盖全国的电子地图。特有的准3G无线通信网络使驾车人可以在车上实现宽带上网，这样日本已经实现了几乎全部城市的道路信息实时发布。由于巨大的市场潜力和不可估量的发展前景，日本几乎所有的汽车生产厂家都参加了这一高科技角逐，如宏达、尼桑、本田、马自达、三菱以及松下、先锋、阿尔派、健伍等公司都已开发出自己的车载导航产品。世界其它发达国家如美国、德国、荷兰不甘落后，在美国，高档车上原厂配备导航设备，中档车型的用户可以选装或者购车后自行安装，附带的电子地图可以覆盖整个北美地区和欧盟地区。在欧洲，由飞利浦、西门子开发的车载导航系统1995年已在雷诺、菲亚特等大众化民用车辆上使用。在国内，安华北斗、奥星等公司最近已推出支持CDMA 1X通信功能的GPS导航设备，与国外导航设备功能大致相当，能够实现导航功能、电子地图、转向语音提示功能、定位功能、测速功能、显示航迹。值得期待的是，传统厂商新科近日在青岛举行的中国国际消费电子博览会上展示了其最新研发的新科GPS卫星导航器，有六大特点：拥有全欧美洲及全中国的电子地图；快速路径检索，只需要输入地方名称，新科GPS就会自动设计路线；独特的语音提示，在国内可选择不同的地方方言进行导航，在国外有十几种不同的语音；方便快捷的大屏幕触摸液晶屏；声音调频发射，可将导航语音或者碟片的音频信号，发射到汽车收音机调频，通过汽车音响放大播出；可以播放DVD大片。1.2.5 移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载监控终端随着我国国民经济的持续增长和人民生活水平的不断提高，汽车逐渐成为大众化的交通工具。近几年，我国私人汽车的拥有量大幅增长，以今年上半年为例，国产汽车销售增长32%，其中轿车增长79%。根据有关部门提供的数据，2010年我国汽车保有量将达到4400万5000万辆。随着中国加入WTO，汽车价格的降低，国民的汽车购买力将进一步增强。与之对应的是，汽车的动态管理问题成为个人和社会都急需解决的问题。汽车失窃成为全球性问题，并引起了各国汽车制造商的普遍关注。据统计，2001年，仅我国台湾地区的投保汽车中，整车失窃数就高达13815辆，赔款金额24.8亿新台币。据权威部门预测，74%的用户在购买新车的同时将选择安装汽车防盗器。目前我国市场上常见的汽车防盗装置主要有以下三种： 电子防盗报警器它有切断供电电路和鸣叫报警的双重功能。由于这种防盗报警器与原车电路的联接非常简单，因此极易被拆除，而且其震动探测易受外界干扰，常常误报； 机械式防盗器这种防盗器总是以锁定某个部件为目的（如方向盘钩锁、变速杆固定锁等），尽管生产者在防盗器的材料和制造工艺上付出了很大努力，但防盗效果并不如意。究其原因，在于他们只重视防盗器本身的坚固性而忽视了被锁定部件的坚固性，盗贼仍可用破坏被锁部件的方法解除其锁装置； 常规GPS定位防盗系统由于GPS定位系统是单向定位，无法实现定位与传输的一体化。一旦定位系统被窃贼破坏就失去了防盗作用。据有关统计显示，81.4%被盗机动车的都安装有能发出报警声音的电子防盗器，或档位锁、方向盘锁等机械锁具，也有指纹锁、数码智能锁、电话盒防盗报警器等传统的防盗报警设备。究其原因，上述几种报警器都是被动防范的孤立系统，仅仅通过车载装置进行防盗。这对于熟悉电路、机械原理和汽车内部构造的犯罪分子，难以起到真正的震慑作用。市场迫切需要一种新型的防盗系统，能够为用户提供更为安全的防盗保护。本项目所研究的基于CDMA网络的汽车监控技术，使车载防盗装置能够与网络互动而不再孤立，车载装置被人为破坏后网络会向用户报警，从而解决了现存防盗系统的弊端,这样犯罪分子就无法攻破防盗系统。防盗只是车载监控终端的功能之一，非个人汽车用户，包括长途客车、出租车以及运钞车等特种车辆，对车辆监控有防抢功能要求。有关资料显示，2002我国长途客车有30万辆，99%的长途客车没有安装任何监控设备;全国共拥有出租车140万辆，仅北京市区内就拥有6-7万辆出租车。长途客车运营过程中经常出现盗窃、抢劫等违法事件，而出租车上频频出现的抢劫、杀害司机等恶性案件，一些地方甚至发生了抢劫运钞车的重大刑事案件。这些都极大地危害到了国家和人民群众的财物安全和人身安全，但是现有的监控系统和监控手段还无法对这些违法事件进行有效防范。本项目所研究的车载终端因为其基于GSM/CDMA/3G网络这个特点，可以传送视频监控图像，从而为这类亟待解决的监控问题提供了一个良好的解决方案，能够对这类违法事件进行有效防范。1.2.6 位置信息的电信服务位置服务（Location Based Service，LBS），就是基于地理位置数据而开展的服务。移动定位服务则是指为移动人群提供位置服务，由于服务对象是移动的，故通常需要借助移动运营商的网络进行信息的交互。手机定位则是移动定位的一种，其定位服务的终端为手机，即利用移动通信网的某些特性对手机所处位置进行定位以及信息服务。随着社会的发展，人们的活动范围越来越大，而且越来越不确定。这种移动性和不确定性给移动通信带来市场和挑战的同时，也为位置服务的开展和扩大带来了无限商机。鉴于对位置业务未来发展前景的良好预期，作为移动通信网提供的增值业务，基于用户位置的移动定位业务（LBS）服务已经受到了世人的瞩目，全球各大移动运营商都正在积极部署这项极具潜力的增值业务。2005年全球LBS市场规模大约为20亿美元，规模还不是很大。预计今后几年，全球LBS运营市场将进入高速发展阶段，年平均增幅在80%左右。位置服务的产业链上可存在11个环节，分别是：最终用户、移动运营商、定位平台运营商、定位平台提供商、定位终端提供商、GIS引擎提供商、地图数据提供商、系统开发商、应用平台运营商、服务提供商和内容提供商。某个厂商可能位于一个环节，也可能同时位于多个环节。例如，若某个厂商既提供地图平台又提供地图数据，它就同时位于产业链上的多个环节。产业链上的每个环节都不是孤立的，它们之间存在着各种各样的关系，由此也导致了许多合作模式的出现。国内已经开展的位置服务分为个人应用和行业应用两大类，针对个人的定位服务是LBS中非常重要的业务品种，由于手机的普及以及随身携带的特点，使得针对个人的LBS业务具有非常好的基础。针对个人的移动定位服务主要有紧急援助、导航与定位、公交线路与换乘、跟踪监控、周边信息查询、娱乐游戏等等。相比个人引用，行业应用业务模式与目标客户都更为清晰，但针对行业的应用目前发掘还不够，随着移动定位精度的提高和终端成本的降低，行业应用前景将更为广阔。LBS针对行业的应用主要有物流行业、交警与公安等等，各行各业以及同行业内不同的单位之间需求是不同的，运营商及SP需要根据客户的需求设计出满足客户需求的解决方案、业务流程以及资费方案。2001年，中国移动就在福建开始定了基于Cell-ID技术的LBS业务的试验。中国移动的LBS服务主要面向行业用户，例如城市交通管理、医疗紧急救援、公安执法等，同时也在逐步拓展个人用户市场。2006年1月，中国移动在北京、天津、辽宁、湖北四个省市推出了“手机地图”的业务。截止到2006年6月，除黑龙江、内蒙、宁夏、甘肃、青海、广西等少数地区外，中国移动在二十多个省市开通了定位服务。中国联通于2003年12月在北京率先启动了“关爱之星”定位业务，开始为儿童、老年人等提供安全保障。2004年2月，中国联通联手高通公司及国内外手机厂商和应用内容提供商等，在广州、上海和北京三地推出“联通无限、定位激情”活动，强势宣传推广“定位之星”业务。2005年4月，中兴通讯与高通公司签订了gpsOne定位技术全球转让协议。根据协议，中兴通讯可以在全球市场推广基于CDMA2000、WCDMA及GSM网络的gpsOne定位系统，中兴通讯由此成为惟一一家获得高通此项授权的中国通信制造企业。这标志着中国企业即将在全球高端定位领域展开竞争，并为全球产业格局带来新的变数。到2006年，联通的所有省市（区）公司均已推出移动定位服务。2005年下半年，山东省青岛市网通公司推出了能定位的“关爱精灵”小灵通业务。至此，GSM、CDMA、PHS均已实现移动定位的商业化，定位服务也进一步由物流管理、交通调度、医疗救援、野外勘探等行业应用领域，加速走向大众化、普及化。截止2006年7月，“关爱精灵”定位业务开通范围：青岛市市南区、市北区、四方区、李沧区、崂山区、开发区小灵通网络覆盖范围内，城阳、莱西、平度、即墨、胶州、胶南为城区小灵通网络覆盖范围内。从宏观看，中国移动定位服务市场的发展环境良好。中国整体经济实力的平稳增长，为加大电信基础设施投资力度创造了条件；3G网络的建设和移动定位技术的日臻完善，将会使移动定位服务质量得到提升；而社会发展所带来的需求增加，将有利于用户消费观念的培养。移动位置服务作为最有潜力的移动增值服务之一，在中国的发展过程中仍有技术限制、隐私权的困惑、产业链限制以及终端限制、资费过高等因素，这些都是需要克服的。但是，即将到来的3G时代、巨大的市场需求等都是中国移动位置服务发展的巨大推动力，对于运营商、位置服务内容商、移动终端厂商而言，都存在着一定的机会，只要把握住市场的方向，最终将获得很高的收益。1.3 项目技术先进性图1.2：车载导航系统结构随着通信技术的发展和交通智能化的需求，人们对交通工具的管理和监控要求越来越多。以往的GPS+GSM(SMS)方式实现车辆定位的系统慢慢显现他们的不足：首先，采用SMS方式传输GPS数据实时性比较差；其次，频繁的短信通信增加了很多的运营成本；还有，由于SMS本身承载的通信带宽瓶颈，不能在上面附加更多的扩展应用。针对上述弊端，我们开发了基于GSM/CDMA/3G的新型车载终端，它采用GSM/CDMA/3G的数据传输方式，大大提高了GPS定位的实时性。相对于短信方式，同样的数据流量，GSM/CDMA/3G的资费则降低了很多。有了上述带宽的保证，我们在终端上扩展实现了自动报警，同时还开发了一个视频监控系统，一旦有紧急情况发生，司机可以触发报警按钮，则车内的情况立刻传输到监控中心或者目标负责人手机。我们计划开发出的基于移动通信网络的车载终端与同类产品相比，将会具有以下技术特点和优势： 采用“机卡分离”技术，将车载终端与无线通信数据卡分离，通过PCMCIA接口，配置不同制式（GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等）的无线数据卡，即可将车载终端接入至不同的无线通信网络； 基于移动通信网络的车载终端将移动通信网络（GSM/CDMA/3G）、A-GPS、图像处理、手机终端、电子地图、GIS等技术组成了实现对陆、海、空三维广域空间的流动体的实时、连续监控、指挥与管理。 高分辨率的电子地图，实现对移动目标的高精度定位，矢量/标量地图兼容。 系统采用先进的视频图像数字压缩技术，解决无线移动通信信道的视频图像高速传输。 利用PDA和GIS技术组成移动监控指挥中心，对处理突发事件中需要的指挥中心灵活机动性问题。 系统通过B/S、C/S两种方式，实现GIS信息、定位信息、图像信息等数据的发布和访问。 系统终端大容量的电子存储，满足用户对历史对象以及证据数据保存的需要。 优化的系统集成的管理软件，实现并提高相关领域应用的辅助决策与指挥功能，提高处理突发事件的快速反应能力。 基于本项目研发的车载终端，提供基于位置信息的电信服务。1.4 项目目前进展情况目前项目组已经开发出的车载智能终端是结合了电子地图与语音提示的便携式汽车导航系统测试产品（见下图），采用全球最先进的A-GPS定位技术。 图1.3：A-GPS 定位导航 图1.4：实时交通信息语音提示2 技术方案论述2.1 项目技术关键点论述本项目拟利用GSM/CDMA/3G网络的定位和通信功能，研发一系列基于GSM/CDMA/3G网络的汽车监控技术，主要包括基于GSM/CDMA/3G网络的汽车定位与防盗技术、汽车视频信号实时传输技术。2.1.1 车载导航终端 常见的移动定位系统所采用的定位技术主要有Cell ID定位技术、AFLT (Advanced Forward Link Trilateration) 定位技术、GPS (Global Positioning System) 定位技术和混合定位技术。目前国内外主要使用GPS全球定位技术用于汽车定位。GPS定位技术有两种解决方案：一是自治解决方案，即传统GPS定位技术，它将GPS接收机集成在移动台里，移动台在全码域范围内搜索可以使用的GPS卫星以完成定位操作，并直接将结果报告给网络；二是网络辅助解决方案，即AGPS (Network Assisted GPS) ，网络通过跟踪GPS卫星信号，解调出GPS导航信息，并将这些导航信息提供给移动台，帮助移动台来完成定位操作。与传统GPS定位技术相比较，AGPS具有定位速度快、精度高和移动台功耗小等优点。GPS要求无遮挡的定位环境，在汽车定位时，有些环境显然无法满足此要求，例如车库或者狭窄的街道。2.1.2 车载监控终端 汽车防盗技术大致给以分为三种，即机械防盗技术、电子防盗技术以及GPS定位防盗技术。机械防盗技术利用机械原理锁定某个部件，例如方向盘、变速杆等，来达到防盗目的。采用电子防盗技术的防盗装置一般与汽车电路连接，在汽车被盗时可以切断供电电路并鸣叫报警。GPS定位防盗技术通过GPS不断对汽车进行定位，在防盗状态被激活的情况下，如果发现汽车被移动，则发出警报或者以短信形式通知车主。上述三种汽车防盗技术均是孤立式的防盗技术，基于这些防盗技术的防盗装置至少在理论上总是可以因为人为破坏而完全失去防盗作用，因而无法获得很好的防盗效果。2.1.3 车载视频信号处理终端 汽车视频信号处理技术的发展历史大致可以分为三个阶段。第一阶段为传统的录像机方式，图像存储为模拟信号且纪录时间短，录像机也无法满足车辆运营过程中的特殊要求，如颠簸、温度、湿度等；第二阶段为基于MPEG-1和MPEG-2技术的硬盘录像方式，其具有处理数字化、记录时间长、抗震效果好等优点，但是视频信号无法实时地无线传输；第三阶段视频信号处理基于MPEG-4的压缩格式，可利用现有的无线通信网络设施，如GSM来进行远程、实时的视频信号传输，ViVoDa公司的VDH-2202即是基于这种技术的成熟产品。在汽车无线数据传输技术中，无线数据传输设备可选择的方案包括GSM、CDMA 、CDPD等公网设备，集群通信，如公安上用的350M、800M集群系统，或者采用专用信道和无线MODEM。使用GSM、CDMA 、CDPD等公网设备进行汽车的无线视频传输技术已经得到相当发展，北京可视通电子技术有限责任公司提供的“守望者”GPRS移动网络视频监控解决方案则是这类无线视频传输技术的一个实例。项目完成时拟解决的技术难点： 高通芯片组与其他部分的接口技术； 如何将车载终端接入CAN总线，成为CAN节点之一，从而与车身电控系统保持热线联接； 视频的流式传输具有连续传输、数据量大、对实时和可靠性有严格要求等特点，但由于CDMA的上行带宽最高80kps，如何利用视频压缩和编码技术、QOS控制技术实现视频的低码率无线传输； 如何从网络中获取需要的信息。2.2 项目技术方案论述2.2.1 流动GPS卫星定位、CDMA监控市场需求随着汽车的普及与数量增多，各种类型的汽车犯罪数量激增，针对汽车的位置、车内、车外的无线视频监控设备应运而生，使用者可以通过GPS来监控和管理的汽车的位置，通过视频实时监控车内车外状态。目前国内很多视频监控与GPS厂家纷纷推出了具有各自特色的符合市场需求的产品。但是，由于产品的技术基础不同、实际应用重点不同、用户对部分产品了解不够等原因，用户很容易在技术上误解、误投资、重复投资等众多问题，本项目就基于CDMA公共网络无线传输及GPS卫星定位产品进行多元化分析。2.2.2 国内现有的技术方案分析以下视频传输带宽以北京市联通CDMA最低平均带宽作为参照（15Kbps-30 Kbps）现有市场产品可以划分为三大类：CDMA单路视频监控产品；硬盘录像机转变过来的CDMA单路视频+GPS产品；为汽车车载而设计的DSP+NAND FLASH+CDMA+GPS微型产品。 CDMA单路视频监控产品 单SIM卡单路视频监控产品。功能： 利用CDMA公网无线传输单路图像。2-5帧/秒 352*288 （CIF），算法：MPEG4或者H.264。特点： 不用无线网桥等前期投入，后期运营费用低。问题： 不能本地存储，保留高清晰图像。 因为带宽受限制的问题，每秒2-5帧的CIF不能保证图像的清晰度。 没有GPS卫星定位。 体积有大有小，不能隐蔽安装。简要分析：不能本地存储，导致原始图像的无法存档查询，若公安部门取证则无法实现；CDMA带宽狭窄导致图像清晰度不够，应该增加本地的高清晰摄像并存档，如无线传输的图像不能满足需求时，可取本地高清晰图像弥补缺陷；体积大，导致安装位置、隐蔽性问题；只是视频图像的管理软件不能够满足多需求，还要兼顾多级管理，模块管理，兼容多网络，才能避免用户的日后重复投资。此类产品针对视频要求不高，没有GPS位置要求、对系统软件要求不高的个人或小团体客户。 二路或四路CDMA捆绑后的单路视频监控产品功能： 利用多路捆绑CDMA公网无线传输单路图像。15帧/秒 352*288（CIF），算法：MPEG4或者H.264。特点： 不用无线网桥等前期投入 视频图像清晰。问题： 运营费用高 体积有大有小 没有GPS卫星定位未知：系统软件扩展性、是否有本地高清晰图像存储、终端产品功耗、散热不详。分析：因多路CDMA捆绑，需要多个SIM卡，运营费用高。以北京为例，每个CDMA每张SIM数据卡包月98.00元，如四路CDMA捆绑视频终端单机费用：98.00*4=392.00元。用户后期运营费用是单路CDMA视频终端的4倍。此类产品适合对视频有高清晰度要求、前端产品少量应用，不要求本地存储查询，无GPS卫星定位需求的客户。 硬盘录像机转变过来的CDMA单路视频+GPS产品功能： 利用CDMA公网无线传输单路图像。2-5帧/秒 352*288（CIF），算法：MPEG4或者H.264。 本地高清晰图像存储。 GPS卫星定位。特点： 不用无线网桥等前期投入。 采集图像时，主芯片有2套编码同时运算，一套是吻合相对应的无线网络带宽的编码，另外一套是存储在本地的15帧以上的DI或者CIF的编码。 价格适中，可以满足本地大容量存储需求。 有GPS卫星定位功能。问题： 硬盘不适合汽车车载，因为硬盘的机械结构特性，使的此类设备对环境需求较高。 体积大，无法隐蔽安装。 功耗大，散热问题一定的安装空间。 因为带宽受限制的问题，每秒2-5帧的CIF不能保证图像的清晰度。未知：系统软件是否整合图像监控、GPS位置监控的两大部分具体应用。分析：此种方案是基于硬盘录像机+CDMA无线传输模块+GPS卫星定位模块形成的，不是基于汽车车载的需求而设计，体积大，散热性不好，本地的硬盘存储介质完全不适合汽车上的应用，系统软件应用偏向于视频监控，系统软件没有很好的整合视频监控与无线移动的融合应用性。此类产品适合对视频有高清晰度要求，对监控终端有位置变换监控要求的需求，不适合在装载流动体上的无线应用。 为汽车车载而设计的DSP+NAND、FLASH+CDMA+GPS微型产品功能： 利用CDMA公网无线传输单路图像。2-5帧/秒 352*288（CIF），算法：MPEG4或者H.264。 本地高清晰图像存储。 GPS卫星定位（分辨率为15米内）。 GIS地理信息（1：10000）。 具备丰富的可扩充性，可根据用户需要加入其他信息记录，形成汽车黑匣子。特点： 不用无线网桥等前期投入。 采集图像时，主芯片有2套编码同时运算，一套是吻合相对应的无线网络带宽的编码，另外一套是存储在本地的15帧以上的DI或者CIF的编码。 有GPS卫星定位功能。 使用NAND FLASH存储介质，无机械运动部件，具有硬盘存储无法比拟的防震性、防高温性能，符合汽车车载应用。 体积小、功耗低、散热性好，适合隐蔽安装。 价格适中。 根据行业特点，可加入不同的信息采集单元，记录行车数据，形成汽车黑匣子。问题： NAND FLASH的存储容量没有硬盘大。 因为带宽受限制的问题，每秒2-5帧的CIF不能保证图像的清晰度。未知：随着NAND FLASH单片4G的量产，存储成本是否可以大幅度下降。分析：此类产品整合了多种技术，系统软件把GPS位置和CDMA移动监控的应用部分融合，为汽车车载需求设计的低功耗的DSP、NAND FLASH存储介质、GPS、并且体积微小，在国内现有产品中是具有一定的前瞻性与实用价值。2.2.3 本项目的研究方法针对项目所研究的内容，项目组拟采取逐步实现的研究方法，即首先完成“机卡分离”技术的车载导航终端的研究，接下来就A-GPS、视频监控的车载导航终端进行详细讨论及研究，然后是基于移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载导航终端及基于移动通信网络（GSM/CDMA/3G）的车载监控终端的研究；最后才完成基于移动终端的位置服务功能的实现。研究立足于项目组自身的研究工作，同时积极寻求与运营商的合作和设备商的支持，充分发挥双方的技术优势。2.2.4 本项目的技术路线车载终端部分的技术实现可以采用三种方式，即采用已有模块、采用已有的芯片和手机加数据线的方式。项目组计划采用已有模块的方式。为实现有效的通信，项目组计划通过打通三条信道，包括IP信道、短消息信道和语音信道。IP信道用来传送语音、图像信息，其他两个信道用来传送报警信息。在汽车精确定位方面，相对于其他方法，基于GSM/CDMA/3G网络的定位技术可以实现更为精确的定位，同时因为有GSM/CDMA/3G网络的支持，基于项目的能够实现实时精确定位。2.2.5 本项目的主要研究内容 视频数据无线传输技术的研究。主要包括选择和实现有效的视频压缩算法以匹配GSM/CDMA/3G网络的传输能力，另外还包括QOS控制技术和视频流传输协议的研究。 采用“机卡分离”技术，将车载终端与无线通信数据卡分离，通过PCMCIA接口，配置不同制式（GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等）的无线数据卡，即可将车载终端接入至不同的无线通信网络； 研发集移动通信、定位导航、视频监控、自动报警于一体的车载终端产品； 本项目的软件系统可安装到无线PDA或智能手机上，使PDA或智能手机具有导航功能； 基于本项目研发的车载终端，提供基于位置信息的电信服务。2.2.6 本项目的系统构成如下图所示，整个信息传输管理系统由移动终端、GSM/CDMA/3G网络、Internet网、信息管理中心服务器组成。移动终端将GPS数据组成GSM/CDMA/3G数据分组，通过GSM/CDMA/3G网络和Internet网，上传到信息管理中心服务器。服务器应当具备IP地址和电子地图。信息管理中心也可以通过Internet网和GSM/CDMA/3G网络向移动终端发出各种指令。 图2.1：基于GSM/CDMA/3G的无线移动数据传输系统2.2.7 本项目的移动终端硬件组成移动终端的硬件部分主要有GSM/CDMA/3G Modem模块、GPS模块、MCU及电源四部分，连接关系如下图所示。图2.2：移动终端硬件组成 GSM/CDMA/3G模块为一个具有完整功能的GSM/CDMA/3G移动通信模块，通过串口可以实现对此模块的控制和数据传输，包括短信和无线上网等。另外加上模拟部分电路，可实现话音通信功能。对ME45的控制用的是AT命令方式。 GPS模块是通过外接天线接收GPS信号，计算出所处位置的地理信息，通过串口将此信息传送给MCU。 MCU是采用高通芯片组，它是用来解决汽车的AGPS+AFLT的混合定位问题，包括如何获取信息及相关的接口技术。在此移动终端中，采用了如下一些必需的功能部件： 首先是它的两个硬件串口。这两个串口的波特率产生是独立的，而且不占用芯片的定时器，使用起来相当灵活。这两个串口分别对GPS模块和GSM/CDMA/3G模块通信。GPS模块把位置信息以固定的格式从串口发出，MCU接收GPS模块送来的数据，解析出其中有用的数据进行封装，然后用规定的格式通过第2个串口交给GSM/CDMA/3G模块，将数据送上Internet网。 128字节的Flash可用于存放一些可设置的参数，如移动终端的识别号或IP地址、信息管理中心服务器的IP地址等。 4 KB的SRAM相对其他的8位机来讲是相当大了，可以满足组帧、数据缓冲的要求。 64 KB的Flash可以满足较大程序量的要求。 64 KB的Flash和4 KB RAM的组合可以完成对信息数据的加解密工作，可提供某些特定场合使用。 引出了某些I/O口，通过光电耦合器隔离后引至其他监测点，可以扩展相应的功能。 另外，留出了总线扩展口，可扩展64 KB的SRAM，用于嵌入实时操作系统。 由于用于移动设备，需要低功耗器件；而高通芯片组工作电压低，功耗很小。2.2.8 本项目的移动终端软件设计GPS车辆定位系统软件编制工作主要集中在GPS信号接收、电子导航地图的开发与管理，以及地图匹配和定位信息显示等几个方面。其中难点在于电子导航地图的开发与管理，这属于GIS系统范畴，其开发形式主要有三种： 自主设计电子导航地图的数据结构和数据库，利用Visual C+、Visual Basic等编程语言开发GIS系统软件。这种开发形式要求必须具备雄厚的科研力量和巨额的开发费用。 引进国内外先进的GIS系统软件，利用其提供的二次开发工具，结合自己的应用目标开发。这种方法比较简单易行，主要缺点是移植性差，并且因为开发工具的限制，不能脱离原系统软件环境而独立运行。 利用支持对象技术的高级语言提供的控件、GIS厂商提供的控件来构成面向最终用户的可执行应用程序。利用这些控件开发的GIS被称为嵌入式的GIS。这种方法是随着20世纪90年供兴起的控件技术的发展而开始流行的，它的特点是开发周期短、成本低、可以脱离大型商业GIS软件平台独立运行，为不熟悉GIS技术的团和个人提供使用上的便利，是未来GIS开发的重要方向。例如：MapInfo是美国MapInfo Corpration开发的桌面地理信息系统软件，为用户提供完整的地理信息解决方案。为了方便用户应用开发，也为了MapInfo 的普及推广，MapInfo推出了能让用户进行二次开发和使MapInfo智能化的MapBasic编程语言。使用MapBasic语言可以使用户方便地开发专门的MapInfo应用系统。可以执行复杂而先进的数据库查询操作