GPS车辆定位监控系统设计与实现

GPS车辆定位监控系统设计与实现纪玉波，田秋红，张超（辽宁石油化工大学信息工程学院，辽宁抚顺113001）合的一套综合的定位、监控、调度指挥系统。这样的系统可以增强突发事件的反应能力提高车辆运行率和运车安全度实现移动车辆与指挥监控中心之间的交互。安装在车辆上的移动车载台可实时通过GPS系统确定自身的位置信息，车辆定位信息通过GSM以短信息形式传送到监控中心，并显示在电子地图上而GSM又可将指挥中心的命令传送到车辆上。论述了一个具体系统的设计与实现，该系统具有人机界面友好，稳定可靠，使用方便的特点。

GSM；电子地图：TP392：AGPS技术作为一项新兴技术，目前在我国正得到越来越多地应用。GPS技术用于交通，对车辆进行远程监控是目前我国对GPS技术应用*为广泛的一个领域。目前，我国应用GPS对车辆进行远程监控主要有3种解决方案：车载台一基站模式，收发双方采用无线连接，控制中心通过基站与GSM相连，这种模式控制范围大，成本低廉，但速度较慢，稳定性一般，适合小型用户使用；车载台一专线模式，取消基站中转，从地方电信部门直接架设DDN专线，这种模式稳定性高，速度较快，可扩展性好，控制范围大，但成本高昂，适合监视400辆车以上的大型用户使用；车载电台一中心电台模式，这种模式速度非常快，保密性好，性能稳定，价格适中，但控制范围小，只适合局部作业。本文所述的GPS车辆定位监控系统采用车载台一中心基站的C/S模式。

GPS车辆定位监控系统的运行模式如所示。它包括GPS/GSM通讯终端控制器（车载台）、通信系统、监控中心三大部分。

GPS通讯终端控制器安装在监控的车辆上，用于接收卫星发送的GPS信号，解析自身位置信息并加密打包发送到公功用GSM网络，由司机在车载监视台1监视台2监视台3sketchofsystem系统组织结构无线通信系统是连接车载台和监控中心的纽带，不仅要使通信系统覆盖范围广，而且要考虑城市电磁环境恶劣的情况，保证数据信息传输的准确性。

本文所述系统采用GSM移动通信网。

监控中心由中心基站、控制台、监视台三部分组成。中心基站接收从GSM网传来的车辆位置信息及短消息，重组打包再发送给控制台处理，同时接收从控制台传来的控制指令及短消息，重组打包再发送到公用GSM网。控制台计算机通过串行口连接中心基站，接收基站传来的二进制数据，根据通信协议分离解释出位置信息，短消息等信息，处理后通过以太网将有关数据传递给监视台；监视台计算机通~过以太网与控制台相连，从网络接收控制台发送的作H简介：m青岛授信息，解释并将车辆的动态位置在电子地图中显示者丨简介纪玉波（956出来，允许用户对车辆位置、状态、速度、方向、司机姓名等相关信息进行查询，并对电子地图上的地理信息进行查询显示等。

2监控中心的功能设计发实现，主要包括控制端与监视端两部分。

2.1控制端主要功能控制端接收基站传送来的二进制信号，分离解释出相关信息，包括车辆的位置、当前时间、速度、方向及其含带的短消息内容，并可以组织编辑控制命令，通过GSM控制车辆状态。它具体实现6大功能：显示调度、回放数据、发送信息、信息查询、车辆控制和车辆调度。

显示调度功能是当操作员选择显示全部车辆时，控制端不对车辆位置信息进行屏蔽，将所有位置信息交由监视端显示，而如果选择显示部分车辆时，对其它车辆位置信息进行屏蔽，并将允许显示车辆位置信息发送到监视端；回放数据功能是在电子地图上显示某公司某辆车在一段历史时间内的行程，监控端搜索数据库中的数据，找到匹配历史时间段后，控制端由时间控件控制每隔一定时间读取数据库中历史记录，然后将位置信息发送到监视端，监视端根据位置信息顺次在电子地图中描点；发送信息功能对选定的车辆发送所选或自定义的短消息，发送的短信息不可以超过256个字；消息查询功能允许在数据库中查看某公司某辆车在选定的时间内所发送的短消息记录；车辆调度功能是通过修改数据库相应信息决定某辆车属于哪个分公司控制，在各个分公司中进行车辆调配。

车辆控制功能通过选择控制命令，并由串口向基站发送控制命令，控制车辆状态。主要控制命令有数据回传间隔设置，用于设置车台回传位置信息的间隔时间，取值范围5~10000，例如将某辆车的数据回传间隔设置为30，则该车在正常情况下每隔30s向监控中心发送一条位置信息，报告自身位置；点名方式：如果监控中心想知道当前某辆车的具体位置，而该车的回传间隔较长，当没有时间等待下一次回传时，监控中心可以通过点名方式对该车点名，命令该车立即向监控中心回发一条位置信息，报告当前具体位置；回传号码：中心基站中也和车载台一样，有一块SIM卡用于从GSM网接收信息，设置回传号码。实际上是命令车载台向哪一个中心基站发本系统允许一个车载台可以同时受3个监控中心控制，即可以有3个监控中心同时接收同一个车载台的信息，所以可以对一个车载台设置3个回传号码。

回发消息内容：车载台上有数条可供选择的短消息，司机可以在需要时从中选择然后向监控中心发送，但是不能编辑修改短消息内容，编辑修改的功能在控制台。控制台通过设置更改车载台可供选择的短消息内容，使每次更改任务时司机可以向监控中心发送更贴切的短消息；2.2监视端主要功能监视端采用GIS的图形化管理查询功能与mapx相结合，实现了对电子地图的无级缩放、平移和分层显示。监管中心具有电子地图图层调用和图文互查功能，可以显示相应的文字消息，输入道路名或路口名可调出相应的地图，单击道路可显示路名，根据车牌号码查询该车当前位置、速度、方向、司机姓名、车载电话号码等等，并将该车位置以默认形式显示在地图中央，操作员还可以设置车辆在地图中的显示方式，并对其运动轨迹进行设置，方便区分。该监视端有辅助测量功能，在电子地图上拉出折线，并根据输入的虚拟速度估算行此段路程所需时间。

3监控过程的实现当控制台接收到基站从串口传来的数据时，需要对数据进行解释，由于Windows系统从缓存中读取二进制数据串时不能一次全部读出，所以必须要将读出的二进制数据串进行拼接。具体实现的方法是，定义一个循环队列结构数据，长度大于位置信息或短消息信息的长度，然后根据通信协议判断包头和包尾，分离出整个数据包，再对数据包进行判断，确定该信息是位置信息还是短消息。

如果该条信息属于位置信息，则将根据通信协议分离出具体的有用信息，例如经度、掉度、高度、速度、发送时间等，并将完整信息内容转化为字符串格式，将该条信息记录在数据库中，以便以后数据回放所需，而后再将经掉度、速度、高度等信息通过socket传送至监视端显示，监视端根据信息内容显示车辆位置；如果该条信息是短信息，则根据通信协议解析出该条信息中的位置信息部分和短信息部分，其中对于位置信息部分的处理方法同上，对于分离出的短消息判断它是短消息还是报警信息，并将其保存在数据库中。如果是短消息则将其转化为字符串形式在下面的短消息框中通过socket送到监视送消息也就是设置车蓖墟哪个中心基站祜"褓咿显示如果是报警信息则下面的报警藤框中显示出报警信息内容，并将信息通过socket传递到监视端并触发警铃。

当控制台传来车辆的位置信息时监视端首先查找地图中是否己经有该车的位置，如果有，则清除该车位置，在新位置标出该车符号，并将屏幕显示移至该车处；如果电子地图中没有该车位置，则在新的位置上标出该车符号即可，并将屏幕移至该车处。

4结束语基于车载台一基站模式的GPS车辆定位监控系统己实际设计实现。试用结果表明该系统能够较精确的完成车辆定位监控与调度，并且具有友好的人机交互界面，功能较完善，操作简单方便。GPS结合GIS利用GSM系统的短消息功能对车辆定位和控制稳定、可靠、及时，这将使GPS车辆定位监控系统具有广阔的应用前景。