车辆监控系统中车载GPS定位终端的设计解析

年第期，第卷通信技术，总第期车辆监控系统中车载定位终端的设计陆文昌，毕世高（江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江）【摘要】随着中国交通运输业的发展，车辆跟踪监控系统在物流等行业的作用越来越重要。基于全球定位系统（）的车辆监控系统将发挥越来越重要的作用，车栽定位终端多利用技术进行定位，但定位也存在盲点多的缺陷，而基于网络的恰好能弥补定位盲点多的的缺点，从而提高了定位的精度。介绍了监控系统的组成和工作原理，该系统能提供车辆的定位、跟踪、监控、防盗报警等功能。【关键词】定位；定位；车载终端；短消息【中图分类号】；【文献标识码】【文章编号】（），）（，；：引言随着中国城市建设规模的扩大，车辆的增多，交通运输的经营管理和合理调度已成为一个广泛关注的问题。在从军用转为民用以后，采用技术对各种车辆实施监控、调度管理成为一个新的研究热点。基于的车辆定位监控系统是对车辆管理提出的较理想的解决方案。基于的车辆定位监控系统解决了信号由于障碍物的遮挡而无法正常导航跟踪和定位的问题。利用网络覆盖无盲点，利用数字移动通信网络进行实时数据传输，依电子地图和空间信息系统为支撑平台，实现定位跟踪、监控报警、反劫防盗、指挥调度和信息查询管理。整个系统有卫星定位系统和地面移动通信系统两大部分组成，地面移动通信系统是由指挥监控中心、车载移动单元和通信网络三个部分组成。收稿日期：）。作者简介：陆文昌（一），男，副教授，主要研究方向为车辆控制、汽车电子技术、汽车机电体化技术：毕世商（），男硕十研究生，主要研究方向为汽车电子技术、车辆盥控系统系统概述简单地说，就是一个覆盖全球的颗卫星组成的卫定位原理星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都能够同时观测到颗卫星，以确保卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，实现导航、定位、授时等功能。系统组成全球定位系统由三部分组成：空间部分星座；地面控制部分一地面监控系统，用户设备部分信号接收机。监控系统系统监控中心系统监控中心结构如图所示，主要包括“通信网络、终端、电子显示屏、监控终端、主控计算机。监控中心接收车载移动单元传送来的车辆定位数据信息，并对车辆的报警和调度信息进行处理，通过地图匹配就能在电子地图上实时显示车辆当前精确位置，从而方便的实现万方数据对车辆的调度、监控、指挥等功能；同时也可通过无线通信网络向指定的车载台发送各种控制指令，实现对车辆的远程控制和信息查询服务。图车辆监控指挥系统中心结构车载移动单元主要部分的设计车载移动单元”是由主控制器、接收机、无线通信模块、功能控制单元（手柄）和液晶显示屏组成，其结构原理如图所示。医而引竺！：！卜币翮竺竺丝竺卜再磊刑垫曼望至电源模块图车载移动单元硬件结构原理车载移动单元通过接收天线接收卫星发射的定位信号，经过主控器处理，计算出车辆的日期、时间、经纬度、速度和行驶方向等定位数据。主控制器是核心，处理接收机发来的定位信息，将定位信息和监控中心发来的控制信息显示在液晶屏上，并控制模块进行短信息的收发，手柄控制单元实现遥控监听、请求服务、中文短信息接收及通话等功能。在该设计中选用公司生产的单片机，是一个低功耗，高性能位单片机，片内含（）的可反复擦写次的只读存储器，器件采用公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准川指令系统及引脚结构，芯片内集成了通用位中央处理器和存储单元，带有两个串行口可以同时与模块和模块进行通信。可编程的看门狗定时器等，采用它可省去很多外围电路，提高系统的稳定性。无线通信车辆定位监控管理系统的通信方式有两种：专用无线通信网和公众网。车辆定位监控管理系统利用短信业务实现数据的双向传输，短信息业务在移动台和移动业务交换中心之间建立的是信令连接，具有优先权，可通率极高，误码率极低。这是公众网带来的专用网和集群网无法比拟的好处。短消息用于车辆监控最大的优点在于建立连接简单，连接快，服务费用低，适合定时把信息发送到监控中心。模块硬件连接图如图所示。埔匪巫厂雨万模块图模块硬件连接图万方数据模块与单片机之间采用标准的串行口进行通讯，通讯的最高波特率可以达到。模块与卡之间主要通过和信号线进行数据通信。为了保证发送短消息与短消息到达之间的时间间隔尽量短，选用的卡最好是同一个电信运营商提供的。在使用功能时，还需要选择支持的卡，并开通服务。模块还支持驱动两路麦克风、两路扬声器和一路蜂鸣器。其中路麦克风和扬声器可以连接到手柄的听筒上，以实现车载电话功能。选用的模块，在车载终端中模块不但通过网络获得定位信息，还要通过短消息的形式与监控中心进行通信。模块模块用于接受卫星信号，并计算出车载终端所在的位置。它由变频器、信号通道、微处理器和存储单元等组成。模块通过串行口向主控制器发送定位坐标；主控制器也可以向模块发送设置命令，以控制模块的状态和工作方式。模块需要专门的天线接受卫星信号才能进行准确定位。在车载智能系统中把天线放置在车顶可以有比较好的定位效果。现选择。该模块具有低功耗、抗干扰能力强、扛遮挡能力强等特点，适用范围包括汽车定位导航、地图制作等。电源模块电源模块用于给系统中的其他模块充电。在该系统中采用电源芯片。它是降压型开关稳压器，具有非常小的电压调整率和电流调整率，具有的负载驱动能力，舵，能够输出、的固定电压和电压可调节的可调电压输出方式。应用时比较简单且外围元件较少，内置频率补偿电路和固定频率振荡器。系列产品的开关频率为，所以应用时可以使用小尺寸的滤波元件。可以高效的取代一般的三端线性稳压器，能够充分的减小散热片的面积，在一些应用条件下甚至可以不使用散热片。在规定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差范围为；振荡器的振荡频率误差范围为；典型的待机电流为，芯片内置过流保护电路和过热保护电路。车载软件系统的设计系统软件设计主要包括初始化模块、数据处理模块、人机对话模块。考虑到定位比定位准确，所以定位以为主以为辅。其主程序流程图【删如图和图所示。初始化模块主要完成开机上电后对、液晶显示、模块的初始化工作。对设置其串口工作模式、中断工作模式和波特率；对于液晶显示模块要设置开机画面和显示模块、对于模块要设置波特率成功完成串口通信。数据处理模块主要是负责处理接受的数据、从键盘输入的数据。初始化设置过程中，需要根据实际需求配置的语句设置，还要完成与液晶模块之间的数据通信和处理。结语璺囊被引爆）数据处一图主程序流程扣断返凹该系统利用网络的数据传输功能，对数据进行实时传输，可以很好的完成终端定位、与监控中心通讯、报警、拨打车载电话等功能，并且具有成本较低、系统覆盖面广、使用维护费用低、通讯可靠等特点。而且是一个可以提供实时、准确、交互信息的系统，基本可以实现准确且无盲点的定位，保障定位的效果。电参考文献孙儒石数字移动通信工程北京：人民邮电出版社，：中断（安全气【葛慧杰，宋涛，徐晓辉，等车载控制系统中车载双定位终端的设计现代电子技术，（）：龙威林，杨冠声，胡山单片机应用与入和北京化学工业出版社，：发送呼救信息给监控中心王为青，邱文勋单片机应用开发案例精选北京：人民邮电出版社，：王晴婉，宋家友基于车辆监控系统设计与实现通信技术，（）：理子程序图中断程序流程人机对话模块主要处理键盘输入和显示模块操作。在徐贤基于的车辆紧急呼救及防盗系统的研究江苏：江苏大学，（上接第页）戴青云，余英林数学形态学在图像处理中的应用进展控制理论与应用，（）：欧先锋。贾振红，郝军多结构抗噪膨胀一腐蚀型数字灰度图像边缘检测的研究【】激光杂志，。（）：（；，结语算法通过提供备选结构元素库、选择参考模板、遍历提取待处理图像边缘并进行二值化、将结构元素提取到的二值边缘与参考模板进行匹配、分析匹配结果选定最优结构元素等步骤，实现对结构元素的选择。通过对无噪图像的仿真表明算法是可行的。提出的步骤式选取结构元素的方法要根据具体的处理对象作适当的变换，如何提供备选结构元素库、如何选择参考模板等应根据具体情况来决定。一般而言，在不影响选择精度的情况下，尽量提供较少的备选结构元素有助于算法计算量的减少，提高运效率；参考模板的选取涉及到所选结构元素的权威性，通常选用在作者所要处理的领域广泛应用的方法来构造模板；在分析选优阶段，综合匹配点、误差点和形态学算法处理的特点等，分析、选择最适合的结构元素来做后续处理。，（）：余萍，崔少飞，陈斯图像配准中边缘提取方法的研究通信技术，（）：商艳丽，鹏，夏志成一种基于多尺度形态学的彩色图像边缘检测方法【电子元器件应用，（）：。，（）：，参考文献】唐长青，黄铮数学形态学方法及应用北京：科技出版社，：，（）：王树文，闫成新，张天序等数学形态学在图像处理中的应用计算机工程与应用。（）：】姬宝金，吕建平基于梯度重建于形态学分水岭算法的图像分割】通信技术，（）：韦宏强，李彤华，马宏基于多结构元素形态学的图像边缘检测算法【计算机工程与设计，（）：张建国，孙琳基于形态多结构元素和小波变换的边缘检测算法】科技情报开发与经济，（）：万方数据车辆监控系统中车载GPS定位终端的设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：陆文昌， 毕世高江苏大学汽车与交通工程学院,江苏,镇江,通信技术COMMUNICATIONS TECHNOLOGY2010，43(7)0次参考文献(6条)1.孙儒石.GSM数字移动通信工程M.北京:人民邮电出版社,2002:2-300.2.葛慧杰,宋涛,徐晓辉,等.车载控制系统中车载GPS-GSM双定位终端的设计J.现代电子技术,2008(11):191-193.3.龙威林,杨冠声,胡山.单片机应用与入门-AT89S51和AVRW.北京:化学工业出版社,2008:2-223.4.王为青,邱文勋.51单片机应用开发案例精选M.北京:人民邮电出版社,2007:237-258.5.王睛婉,宋家友.基于GPS-GPRS车辆监控系统设计与实现J.通信技术,2009,42(09):121-123.6.徐贤.基于GPS/GSM的车辆紧急呼救及防盗系统的研究D.江苏:江苏大学,2009.相似文献(8条)1.期刊论文 葛慧杰.宋涛.徐晓辉.张彪.GE Huijie.SONG Tao.XU Xiaohui.ZHANG Biao 车辆监控系统中车载GPSGSM双定位终端的设计 -现代电子技术2008,31(11)随着我国交通运输业的发展,车辆的跟踪监控在物流等行业显得越来越重要.车辆监控系统中,车裁定位终端多采用GPS技术进行定位,而GPS定位虽然定位精度高但存在盲点较多的缺陷.而基于GsM网络的位置服务恰恰能弥补GPS定位盲点较多的缺点,从而可以有效地克服GPS定位盲点多的缺点,故该定位终端集成了GPS和GSM网络两种定位方法的优点.实验结果表明,该定位终端可达到准确、实时、全天候、无盲点定位,大大提高了定位性能.2.会议论文 段晓敏.马岳.孔祥雷.李杰 小型GPS/GSM定位及无线发送系统设计与实现 2008针对实时位置跟踪、远程目标监控等应用需求，提出了一种小型GPS/GSM的定位及无线发送系统方案。给出了系统的总体构成框架及工作流程，设计了系统硬件电路和软件程序，重点讲述了GPS定位信息提取和GSM 发送信息的软件程序设计。本系统体积小于70mm45mm12mm，功耗低于300mw。实验结果表明，本系统工作稳定，可以可靠的实现定位信息的远程发送。3.期刊论文 田洪清.周江涛.彭志刚.TIAN Qing-hong.ZHOU Jiang-tao.PENG Zhi-gang GPS/GSM定位与通讯系统在物流管理中的应用 -自动化与仪器仪表2009,(4)针对车船物资运输与物流管理中的实时位置跟踪、远程目标管理等应用要求,本文提出了一种微型的、低成本、低能耗的GPS/GSM定位与通讯系统的总体结构框架,详细描述了它的工作原理,设计了系统硬件电路和软件程序,重点分析了GPS定位信号的提取和GSM发送信号的软件程序设计,实验结果证明,本系统工作性能稳定,可以实现卫星定位,并发送定位信息和联络信息.4.期刊论文 刘毅敏 GSM定位现商机 -信息系统工程2001,(12)上期我们探讨了GPS卫星定位的话题,这一技术对政府及行业信息通连意义深远.但从成本上考虑,GPS定位的全面普及尚有待时日.那么有没有更简捷的解决问题手段呢?有,这就是基于GSM的无线定位技术.5.学位论文 韩伟 GPS/GSM定位技术及在中国移动系统增值服务当中应用 2004本文第一部分论述了移动定位业务的发展背景,包括移动数据通信技术及其业务的发展,移动定位业务的产生、发展及应用前景;第二部分论述了移动定位的技术原理,包括各种定位技术、系统方案、华为移动定位系统简介;第三部分介绍了移动定位业务系统的设计,包括系统的体系结构、系统的组件及应用实例设计;第四部分介绍了基于GSM系统的GPS定位应用、短消息信令信道应用及GPRS移动定位应用;第五部分介绍了中国移动GPS/GSM定位系统特点及具体应用.6.期刊论文 李传志.胡如夫.何杰.杭文.陶向丽 车载无线定位技术在高速公路事件检测中的应用研究 -中国公共安全（综合版）2008,(1)提高交通事件检测性能对于减少交通事故至关重要.本文提出了基于车载无线定位的高速公路交通事件检测模式,并在此基础上采用GSM定位与GPS定位技术相结合的定位模式设计了一种集GPS模块、车辆气囊传感器模块和手机定位模块为一体的车载终端;使用该终端设备,系统可采取驾驶员主动报警与车辆加速发生突变时传感器自动报警相结合的报警模式,并使用已有的闭路电视(CCTV)监控系统进行事件确认;最后,还提出了驾驶员反馈交通事件信息的管理模式和教育模式,提出了提高交通事件检测性能的若干可行性方案.7.期刊论文 徐志扬.郭捷.施鹏飞 智能交通系统中基于GSM网络的移动定位技术 -上海交通大学学报2003,37(6) 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