车辆监控系统总体设计

目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、 概述 2二、 总体设计 31、 拓扑结构 32、 工作原理 43、 系统组成 44、 系统特点 55、 GPS的常用术语 6三、 功能设计 91、 监控系统功能 92、 车载终端功能 14四、 GPS终端介绍 151、 GPS终端分类 152、 GPS终端参数指标 163、 GPS产品介绍 17五、 服务与支持 191、 服务项目 192、 技术培训 23概述全球定位系统GPS（GlobalPositionSystem）是一种以空中卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，在全球任何地方以及近地空间能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。GPS以其全球性、实时性、全天候、连续、快速、高精度的车辆动态定位功能给交通、航运、物流等企业带来了一场革命，并将在这一行业的未来发展中发挥越来越重要的作用。地理信息系统GIS（GeographyInformationSystem）是一个采集、存储、分析和输出地理空间数据的软件系统，具有很强的空间分析、查询能力。但长期以来，由于缺乏直接的野外定位工具，现有的GIS系统只能停留在对图纸的事后处理阶段上，使电子地图的快速定位、处理和查询功能未能得到充分的发挥。而GPS则能够实时快速的感知物体所在的位置、速度、方向，提供了电子定位所需的空间信息。将两者结合起来，不仅能够充分发挥双方现有的优势，而且还产生了很多的高级应用功能。如快速数据采集，动态目标监控等等。95598车辆GPS监控平台，充分考虑GPS和GIS两者的优势，研发的一款基于GSM/GPRS通讯网络环境下的新一代网络GPS平台，客户端采用JAVA、C++技术，服务器端使用WebLogic，基于XML传输数据。可对车辆进行统一集中管理和实时监控调度，具有全天候、全路线车辆实时动态监控的功能，具有车辆跟踪、调度、监督、历史记录查询、安全报警、车辆档案管理等多种用途。总体设计拓扑结构工作原理车载的GPS接收机接收卫星每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。坐标数据通过符合GPRS标准的无线MODEM，利用短信的形式将车辆的位置、状态、报警器和传感器输入等信息发送至GPRS公网，GPRS公网将接收到的车辆定位信息通过DDN专线或通信接收发送设备传送至95598客户服务中心，经过计算机的处理后与计算机系统上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，则控制中心就可清楚和直观的掌握车辆的动态位置信息。系统组成系统由安装在95598客户服务中心的中央监控系统(CCU)、安装在每辆车上的移动单元(MU)以及GPRS通信网络三个部分组成。中央监控系统中央监控系统由以下几个部分组成：监控系统软件GIS图形服务器GPRS通讯服务器车载移动单元GPS车载单元由以下几个部分组成：GPS接收机(含天线)GPRS终端设备报警开关遥控器耳机通话器（或小音箱与微音MIC）、备用电池（及带充电电路的安装结构件）GPRS通信网络GPRS是中国移动主推的无线网络，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。GPRS数据传输速率主要取决于编码方式与信道，GPRS的编码方式分为CSl～4共四种，而不同的编码方式在防止数据出错的能力上也是不一样的，传输速率越高，出错的机率也越大。GPRS在达到理论最高值171.2Kbps时，已经完全可以支持一些多媒体图像传输业务等对带宽要求较高的应用，但实际数据传输速率受网络编码方式和终端支持等因素的影响，所以在实际应用中的接入速度一般来说只能接近56KModem的速度，在使用数据加速系统后，速率可以稳定在60Kbps~80Kbps之间。GPRS系统以GSM网为承载网，使用现有的GSM无线网络，GPRS和GSM共用相同的基站和频谱资源，只是在现有的GSM网络基础上增加了一些硬件设备和软件升级。因此，实现GSM升级至GPRS非常容易，且中国移动借助原GSM网络，所以GPRS覆盖非常广。目前中国移动GPRS网络已覆盖全国所有省、直辖市、自治区，网络遍及240多个城市。系统特点功能多、精度高、覆盖面广，在全球任何位置均可进行车辆的位置监控工作，充分保障网络GPS所有用户的要求都能够得到满足；定位速度快，有力地保障了95598车辆进行故障抢修的反应速度，降低车辆空驶率、缩短到达现场时间，满足客户需要；信息传输采用GSM/GPRS公用数字移动通信网，具有保密性高、系统容量大、抗干扰能力强，漫游性能好、移动业务数据可靠等优点；构筑在国际互联网这一最大的网上公共平台上，具有开放度高、资源共享程度高等优点。GPS的常用术语坐标描述你的位置的一组数值，一般有纬度（北或南）和经度（东或西）。UTM坐标系以米为单位测量你离赤道（北或南）和本初子午线（东或西）的距离。另外一个坐标系MGPS（MilitaryGridReferenceSystem）也基于UTM，但是把UTM坐标分隔得更细了，它只用在军用的GPS接收器上。2维和3维坐标你的平面位置，例如经度和纬度，称做2维坐标，至少需要3颗GPS卫星的数据来定位2维坐标。如果因为树木、山峰或建筑物挡住了卫星，你可能只能得到2维坐标。纬度、经度和速度称为3维坐标，确定它需要至少4颗卫星。几乎所有GPS接收器都以提供3维坐标做为标准。路旁标记和航路点你可以把一个位置存储为一个路旁标记（landmark）或航路点（waypoint）。它可以是你途中定位的一个位置，也可能是你输入的一个坐标或其他位置，例如目的地。GPS设备会给它一个名称，例如LMKOZ，你也可以用一个容易记住的名称重新命名。位置当你的接收器根据GPS卫星的信息标出了你的坐标后，它会确定你的位置。许多GPS设备允许你选择标记或存储你的现在位置做为路旁标记或航路点。一些甚至允许你为位置命名或添加一个图标。路线路线包括开始位置和目的地，同时也有途径的地点。一条路线上的两点之间称为航段。一条路线可由一个或若干个航段组成。如果你徒步旅行，你可以输入一条路线，其中包括方向、计划休息的地点或宿营地，还有你的目的地。有一些GPS设备允许你反向跟踪路线或设置逆向路线。路线主要有两种用途：1）如果你去探险或旅行，你可以从高速路地图或一些地图软件中获取地点的坐标。这在以后的旅行中很有用。一些GPS接收器允许在计算机上设计你的旅线，然后把它载入你的GPS接收器；2）如果你拿着GPS接收器旅行时记录下你走过的地点，回家后可以复制或者下载你的路线并且找出最有价值的景点的位置，或者最适合钓鱼的地点，或者你看见一只珍稀小鸟的地点，或者你在恶劣天气藏身的岩洞位置。如果有队员受伤了，救援队就可以根据确切的坐标找到伤员所在的地方。搜索救援人员可以下载完整的路线来知道探险队所在的位置。高度如果有足够的GPS卫星可见，一些GPS设备可提供高度信息（海拔）。由于GPS系统本身的特点，高度不如平面坐标那么精确。航向这是反映沿水平方向GPS接收器移动的方向，并不需要你把GPS接收器确切地指向这个方向。在你移动时可以看到这个值，航向的值是按0～359度顺时针方向分布的，和指南针的值相对应。方位角如果你选定了一个路旁标志或航路点，想知道从你现在所处位置到它的方向，你就需要知道方位角的值。它是从北方向算起沿顺时针分布的值。如果到你的目的地的方位角是270度，而你的移动方向是240度，你的航线就和目的地有30度的偏差。如果你是在坐火车，这可能没关系，但如果这个偏差值很大，你需要查看一下地图，说不定你的路线错了。功能设计监控系统功能车辆跟踪监控车载单元安装后，便进入24小时开启，建立起了车辆与客户服务中心之间迅速、准确、有效的信息传递通道。客户服务中心可以随时掌握车辆状态，迅速下达调度命令，还可以为车辆提供服务信息。车辆信息查询提供车辆的相关信息查询，例如车辆位置及运动状态、车辆所在地的地理名称、车牌号、车型、驾驶员名称、所属单位及通讯联系方法等。多功能查车区域查车可在屏幕上划出一个区域,系统自动在此范围内查出所在车辆,并通过报表和电子地图显示等方法显示出来。定点查车地图上确定一点,填入半径,系统自动在此半径内查出所在车辆,并通过报表和电子地图显示等方法显示出来。车辆到达时间预测预先设置车辆行驶路线,系统根据车辆在该路线上已经行驶的时间,已经行驶的距离,自动计算出预计到达目的地的时间等信息。地理信息查询提供地图信息、位置标定、道路检索、信息查询，例如沿途主要建筑物、加油站、酒店、火车站、飞机场、公安局、居民区、电力设施、查询某地点范围内所有车辆的分布情况等。超速/停车报警客户服务中心可以预先设定限制速度，当车辆行驶速度超过或者小于规定的阈值时，将自动发出报警信息。以便客户服务中心采取措施控，提醒驾驶员注意速度或要求驾驶员汇报情况。历史轨迹纪录查询95598车辆在行驶过程中的轨迹信息将被纪录保存，方便事后查询。用户可查询选定时间段内指定车辆的历史数据，进行历史回显。区域/偏航报警为了加强调度管理，在系统中为任务车辆预先设置行车路线，任务开始时，车辆行走路线及状态开始被监控及记录，如车辆未按预设行车路线行车或者驶出设定区域，系统将会自动报警，客户服务中心可以根据实际情况采取措施。远程遥控断油/断电客户服务中心在确认警情发生或其他特殊情况下，可以向装备了控制装置的GPS车载终端发送断油/电指令，车载终端接收到指令后将执行断油电动作，车辆将无法点火。车辆驾驶员语音通话车载单元保留了GPRS语音通话功能，采用外接高清晰度扬声器、高灵敏度受话器、遥控拨号，迷你耳机、MIC，驾驶员无需手持即可进行拨号通话。95598车辆管理系统对95598车辆进行集中统一的信息化管理，管理内容涵盖车辆车牌号码、SIM卡号码、车型、颜色、发动机号、底盘号码、用途等。95598驾驶员管理系统对95598车辆驾驶员进行集中统一的信息化管理，包括注册、注销、修改功能。车辆派工计划根据95598车辆所在区域、工作状态、95598业务发生地点等信息，可以及时制定、修改车辆派工计划，并实时发送到95598车辆。车载终端功能紧急报警当车辆遭遇紧急情况时，只需要按下报警按钮，GPS车载终端会自动向客户服务中心发送报警数据，在监控终端显示出车辆位置，并声光提示。另外，当行驶过程中遇到险情或发生交通事故、车辆故障等情况下，可通过车载终端的报警按钮向客户服务中心求救。客户服务中心还可对车内情况进行监听并录音。黑匣子数据管理车载设备以每5分钟一次的频率记录车辆位置信息,可记录长达22天连续的车辆行驶状态信息,通过对行驶路线精确回放,清楚的95598车辆的历史行驶过程。在线处理业务工单95598车辆可以在线接收客户服务中心派发的业务工单，并将故障保修等业务处理情况及时回复客户服务中心。GPS终端介绍GPS终端分类最常用的GPS终端有如下两种：汽车导航仪计算机和通信的发展使人们的生活更加快捷、轻松，汽车导航和移动办公已风靡全球，并逐渐成为现代社会中不可缺少的部分。在日本、美国等国家，为了方便用户，很多汽车制造商在车辆出厂时就装配了导航和移动办公设备。在我国，类似产品的研制工作刚刚起步不久。汽车导航仪是集计算机、通信导航、地图信息为一体的高科技产品，通常它都具备笔记本PC的基本功能，可以方便地驳接网络、发送传真和数据通信；并且内置GPS接收器，提供GPS天线接口，装载定位导航软件，利用接收到的GPS卫星信号为车辆提供全天候、全时域位置信息，并可以在屏幕上显示当时车辆运行情况。用户可以预先自定义行进路线、路旁标记和航路点，保存预先设定的路线或已走过的路线，以便再次查询。通过查询电子地图，用户能了解某地区的地理环境和交通状况，增加对未来旅途的预测，当发现了一些原地图中没有的道路，可以通过“记录新路”来更新地图。GPS手持机GPS手持机是利用GPS基本原理设计而成的，体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备。好的手持机必备的条件是：灵敏度高，存贮量大，外部接口齐全。GPS手持机按用途可分为陆用型、空用型、海用型。陆用型GPS手持机一般没有内置地图，主要利用航路点记录，选择相应航路点可自动生成路线。内置天线使得机型小巧，它是应用最广的GPS设备；空用型提供全球空域图和地域图，灵敏度极高，适用于在高速行进的飞机中定位；海用型内置全球海图，超大屏幕，提供可固定在船体上的配套支架和天线。GPS终端参数指标物理指标选购GPS接收器时，外观大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标都要考虑在内。定位精度大多数GPS接收器的水平位置定位精度在2.93m～29.3m左右。定位时间指启动或重启GPS接收器到它确定位置所需的时间。对于20通道接收器，如果你在最后一次定位位置的附近，冷启动时的定位时间一般为3～5分钟，热启动时为15～30秒（GPS开机定位分为冷启动、温启动和热启动三种。冷启动：初次使用时；电池耗尽导致星历信息丢失时；关机状态下将接收机移动1000公里以上距离。以上几种情况开机均属冷启动。温启动：距离上次定位的时间超过两个小时的启动。热启动：距离上次定位的时间小于两个小时的启动。有时候如果机器有软件问题，需要进行冷启动，冷启动可以使用gpsviewer进行）。卫星轨迹共有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行（每四颗一组），一般不会有超过12个卫星在地球的同一边，大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。计算LAT/LONG（2维）坐标至少需要3颗卫星。再加一颗就可以计算3维坐标。对于一个给定的位置，GPS接收器知道在此时哪些卫星在附近，因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。GPS产品介绍采用微软最新操作系统WindowsCE.NET5.0简体中文版，内置了PocketWord、PocketExcel、PocketOutlook(日程表、联系人、任务、便笺)办公软件，支持中文连笔手写输入；卫星定位精度1-5米，自导航软件，支持航点航线轨迹下载，并且支持二次开发和行业应用；GPRS手机的通话功能，支持收发短信，可将音乐设置成来电铃声；无线下载速度高达153kbps(峰值)，采用PocketInternetExplore随时随地浏览、下载互联网资讯。支持联通无限的无线数据服务。无线收发E-MAIL；支持MSNMessenger即时沟通；内置的WindowsMediaPlayer，可播放影音文件；内置200万象素摄像头，带闪光灯功能，支持定时自拍功能；64MBSDRAM，128MBNANDFlashROMDISK。SD储存卡插槽，内存可扩充，支持SD/MMC；260,000色彩，3.7寸TFTLCDQVGA触控液晶屏(Transflective)，视图更宽阔、图像更逼真。服务与支持为了确保该系统可靠的、稳定的运行，我公司提供了完善的技术支持和售后服务系统。我公司在客户服务中始终坚持“客户至上”的原则，对每位客户，公司都会了解和分析客户的不同需要和环境，为他们提供最实用最完善的售后服务。我公司具有强大的技术支持，近来在系统集成方面积累了相当丰富的经验，炼就了一支优秀的系统集成队伍。目前，我公司具有专门接受过CISCO公司、华为公司和IBM公司培训的专业技术人员多名，还有专业的网络通讯技术人员，他们一直在系统集成项目中担当着主要角色，具有相当的实践经验。这些人员组成使得我们具有丰富的经验和能力承接从最简单的办公局域网工程到大型的全国范围企业计算机网络、高校校园网的系统集成项目，并且为用户提供满意的服务。同时，我们十分注重与国内外同行的交往，先后与数十家计算机厂商、科研院所和大学建立了长期稳定的合作关系，并已成为美国DEC、IBM、SUN、CISCO、BAY、ORACLE、SYBASE等公司的分销商或总代理，与设备厂商保持着良好的合作伙伴关系。我公司遵循以下准则：充分保障系统的正常运行；充分保护用户的投资和效益；充分满足用户的需要；充分减轻用户的负担；在售后服务和技术支持过程中，集成商、设备生产厂商与用户之间是一种相互配合的关系，我公司将在项目进行和售后服务过程中协调并努力解决各方面的问题并为用户创造可靠的在线业务环境。服务项目我公司将为系统方案提供电话技术支持、现场技术支持、设备维修支持、技术人员辅导、用户回访技术支持、紧急情况方案支持等售后服务方案。现场技术支持保证提供至少15工作日×3人的现场设备联调支持，并保证配合完成网络连通工作。长期技术支持为今后用户系统中主要的功能扩充提供至少一年的技术支持。系统保修期内服务系统保修期内，我公司对其提供的设备进行维修不收取额外费用。 系统保修期系统集成项目的保修期为12个月，保修起始时间为双方代表在验收单上签字之日起计算。 每月巡检维护期内，我们提供设备原厂商硬件的现场解决故障、维修设备，免费更换故障零部件等服务，同时对主备机系统硬件做巡检，巡检报告提交用户系统管理人员。 响应承诺我公司承诺接到用户的维修要求后，2小时内对用户故障进行实质性响应并向用户通报问题解决时间及解决方案，保证24小时内解决问题，恢复网络正常运行。 备品备件网络运行过程中如果发生硬件故障，我公司保证用户在七个工作日内得到无故障设备，在此期间，网络中断运行不超过24小时。我们同时承诺在免费保修期外以最优惠的价格向用户提供所需的备件。 电话技术支持接到客户电话咨询或故障通知后，咨询人员搜集故障信息并组织技术人员对故障现象进行分析。 现场技术支持在系统运行过程中，技术服务人员搜集全面故障信息并对故障现象进行分析后，对于不能通过电话沟通协调解决的问题将根据具体情况协调相关部门的技术人员共同研究并解决问题，为用户提供现场技术支持。在故障排除之后，将问题的详细描述以及解决方案登记，并向客户提供改进建议为用户维护工作提供参考。 设备维修支持我公司对所有设备提供一年保修服务，保修期从设备交到用户现场并开箱验收合格的第二日算起。在质保期中，如果设备出现故障，即使用备品备件，对设备进行维修。我公司对所有服务器设备提供一年保修服务，保修期从设备交到用户现场并开箱验收合格的第二日算起。在质保期中，如果设备出现故障，即使用备品备件，对设备进行维修。超过保修期后，我公司继续提供优质、优惠的技术服务。 技术人员辅导企业内部维护人员变更对于系统维护往往会带来较大的影响。对于新的技术人员我公司将免费提供系统使用和维护培训及咨询服务。尽量帮助用户避免人员变更带来的不稳定因素。 用户回访技术支持给用户打电话和上门回访帮助用户发现系统潜在的问题，解决用户在实际使用过程中遇到的困难。我公司将对用户进行不定期的上门回访，查找系统运行隐患，保证系统安全运行。 紧急情况技术支持大型应用系统在运行过程中往往会受到许多突发因素的干扰产生一些不可预见的问题。根据以往集成项目的经验。我们认为在系统运行过程中可能会出现以下几类突发性问题——设备损坏、线路故障、系统错误、操作失误、病毒破坏及非法入侵。针对以上情况我们将为用户提供相应的紧急情况技术支持。设备损坏公司技术人员接到设备故障通知后迅速判断故障原因，对于现场无法排除的故障问题，技术人员负责将设备带回进行维修并将维修好的设备为用户进行上门安装调试线路故障公司技术人员对故障线路（广域网线路除外）进行现场检修，查找故障点进行线路恢复。系统错误根据错误原因针对系统进行分析，若故障发生在其它分系统中，我公司将及时提供具体错误报告和咨询，为用户提供修复方案。操作失误为用户提供系统备份、恢复培训，使用户掌握对于网络设备配置、操作系统、各类关键数据文件等多种类型的系统备份与恢复步骤，在出现问题时，用户可以独立或者在技术人员的指导下完成系统恢复工作。病毒破坏为用户提供系统防毒培训，帮助用户完成查杀病毒以及恢复系统数据等工作，力争将用户的损失降低到最低点。非法入侵为用户提供系统专用工具培训工作，使用户掌握漏洞扫描、线路监控等技术，从而定期排查系统的安全隐患。对于已经遭受入侵的系统，技术人员将为用户提供相应解决方案。封闭系统的入侵根源。系统保修期外服务 热线服务提供一条热线电话以保证用户及时要求服务。 备品备件服务我公司具备充足的备品、配件，可及时向买方提供技术服务和备件服务。 提供技术支持小组为了切实保障信息系统建立后长期稳定工作，出现故障及时恢复，使系统正常运行，在系统运行期以及保修期外我公司决定建立专门的技术服务小组。技术培训培训体系在面临新世纪的竞争和挑战中，信息技术正日益转变着单位的运作方式和管理模式。我公司的教育培训正是在这样的商业背景下，以其覆盖全国范围的培训资源提供全方位的培训方案，全面、系统的培训课程，灵活、多样的培训方式，高标准高效率的培训服务，以实现与企业共创未来的宏伟目标。近几年来，我公司以前所未有的速度及规模发展，通过主动与客户直接接触，并与有关部门协作，为许多类型的企业举办了因设备更新、技术发展所需的技术培训项目。结合中国信息产业的特点及实际情况，为客户组织各种技术、技能培训，帮助企业造就了大量企业所需的人才。我公司与IBM、HP、SUN、Compaq、Nortel、Cisco、Nortel、3Com、Lotus、Oracle、Microsoft、Vetel等许多世界著名软、硬件厂商有着良好的战略合作伙伴关系。在培训教育方面与这些厂商的培训机构也有着密切的合作，可为客户组织、安排产品厂家培训。我公司已多次为客户安排了产品厂家培训，其中即有国内课程也有国外培训课程。培训组织我公司为确保项目建设，将建立专门的技术培训小组，配备专业技术人员，为该项目提供技术培训。技术培训小组负责系统实施完成后，对技术人员进行系统管理、系统维护等方面的培训工作；对管理人员进行计算机基础知识、使用以及管理理念的培训工作。我公司拥有一支受到过良好教育，具体丰富经验的技术培训队伍，我们将为本期项目提供全面的网络技术培训，以最终达到技术人员对系统自主管理、自主维护的目的。培训需求及目标 培训在项目实施中的重要地位我们认为对于向客户提供的培训服务必须精心准备、细致安排、积极实施、及时总结。培训在该项目中的重要意义主要体现在： 保障系统的正常运行由于本期项目是多系统集成的重点工程，其运行质量关系到重大活动正常地运行，需要一支有经验、专业化的队伍。他们的职责主要体现在日常的系统管理、运行维护管理中。这些任务要求管理员具有较高的技术技能，有必要对其进行专门培训。 培养各级管理和应用人才通过进行系统的培训，可以使各级人员掌握计算机网络系统的性能：对于一般操作人员，可以熟悉计算机系统的基本应用功能，方便的进行工作；对于系统的运行维护人员，可以了解系统的具体特点和维护方法，熟练的进行系统的维护，对于系统管理员，可以方便地对网络系统、主机系统、存储系统、网络安全系统进行科学地管理。培训对象范围管理人员的知识水平和操作技术直接影响信息系统应用软件的运行质量和系统的工作的效率。我方针对系统集成的技术特点和使用人员状况作了系统的分析，对以下几类人员提供有关的培训： 系统管理人员对于本期集成项目这样规模的应用系统，网络系统、主机系统、网络安全等管理、维护会非常复杂，培养具有一定技术和管理思想的系统管理人员，对于今后系统的运行也是非常有益的，所以，我们开设了相关的培训课程，为系统管理人员提供培训。 系统操作人员在系统方案的应用软件的使用中，最多的人员是各级操作使用人员，其中包括各级领导、业务人员，为他们提供良好的培训可以提高整个系统的实际使用效率，减少运行维护人员的工作量，降低系统的运行维护成本。培训计划由于系统方案中涉及到的设备较多、对技术人员的技术能力要求较高，为了项目的顺利实施和今后日常维护工作的正常进行，相关技术人员需具备较全面的知识。为此，我们制定了一个循序渐进、由