基于GPS+GPRS的信息化車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)車輛管理信息化的要求，介紹了一種基于ＧＰＳ全球定位系統(tǒng)、ＧＰＲＳ通用無線分組業(yè)務(wù)、嵌入式電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件的車輛管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。給出了系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)，為車輛管理信息化提供了一個(gè)低成本的解決方案。

關(guān)鍵詞：車輛管理； ＧＰＳ； ＧＰＲＳ； ＭＣＵ； 軟件開發(fā)

隨著單位公用車輛的增多，對(duì)處于流動(dòng)狀態(tài)的車輛進(jìn)行管理逐漸成為一個(gè)復(fù)雜的問題。傳統(tǒng)的用車申報(bào)、出入登記制度只能對(duì)車輛進(jìn)行靜態(tài)的管理，對(duì)于行駛在外的車輛則無法實(shí)施有效管理，難以適應(yīng)社會(huì)信息化的要求。基于ＧＰＳ＋ＧＰＲＳ設(shè)計(jì)的信息化車輛管理系統(tǒng)既可將用車申報(bào)、出入登記電子化，還可實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的行駛路線、地理坐標(biāo)、全車狀況和緊急呼叫等，并可根據(jù)需要進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度，有效地對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。

１ 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

信息化車輛管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖１所示，該系統(tǒng)主要由車載設(shè)備和控制中心組成，涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括ＧＰＳ全球定位系統(tǒng)、ＧＰＲＳ通用無線分組業(yè)務(wù)、ＭＣＵ控制技術(shù)和Ｃ＋＋ Ｂｕｉｌｄｅｒ軟件開發(fā)。

２ 車載設(shè)備設(shè)計(jì)

作為終端的車載設(shè)備安裝于每一臺(tái)車輛上，采用嵌入式方法設(shè)計(jì)，可以滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的高要求。

２．１ 硬件設(shè)計(jì)

車載設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)如圖２所示。其中ＭＣＵ選用ＡＴ８９Ｃ５１，ＧＰＳ模塊選用ＧＡＲＭＩＮ公司的ＧＰＳ２５ ＬＶＳ，ＧＰＲＳ模塊選用Ｓｏｎｙ－Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司的ＧＭ２９， ＧＰＳ模塊和ＧＰＲＳ模塊通過ＴＴＬ／ＲＳ２３２電平轉(zhuǎn)換電路與ＡＴ８９Ｃ５１相連，液晶顯示電路和鍵盤輸入電路作為人機(jī)操作界面，Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ用于存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。

ＧＰＳ２５ ＬＶＳ是經(jīng)典的ＧＰＳ ＯＥＭ板，其典型特性包括：采用并行１２通道瞬間鎖定可視衛(wèi)星；后備鋰電使重捕速度更快；全屏蔽封裝可有效抵抗電磁干擾，１ＰＰＳ秒脈沖輸出精度可達(dá)１μｓ，采用單５Ｖ供電；可接收實(shí)時(shí)差分信號(hào)以用于精確定位，信號(hào)格式為ＲＴＣＭ ＳＣ－１０４；外部通信采用ＲＳ２３２串口，控制時(shí)序簡(jiǎn)單；輸出采用ＮＭＥＡ０１８３２．０格式（ＡＳＣＩＩ字符型），開發(fā)非常方便。

ＧＭ２９為高度集成的ＧＰＲＳ Ｍｏｄｅｍ，它有兩種工作模式：命令模式和通信模式。在命令模式下，可使用標(biāo)準(zhǔn)的“ＡＴ＋＂命令對(duì)其工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并進(jìn)行ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)登錄；在通信模式下，模塊建立串行總線與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網(wǎng)絡(luò)特定ＩＰ地址的數(shù)據(jù)鏈路，進(jìn)行數(shù)據(jù)的“透明”傳輸。ＳＩＭ卡可向中國(guó)移動(dòng)公司申請(qǐng)，登錄ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用動(dòng)態(tài)的ＡＰＮ。

２．２ 軟件控制

車載設(shè)備控制核心ＭＣＵ的軟件流程如圖３所示。主程序在系統(tǒng)上電后，首先完成初始化，然后進(jìn)行ＧＰＲＳ登錄，再將接收到的ＧＰＳ衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)，每隔５分鐘記錄一次。與控制中心的數(shù)據(jù)傳輸在中斷子程序中進(jìn)行，產(chǎn)生中斷的可以是控制中心的呼叫命令或車載設(shè)備的按鍵輸入。

３ 控制中心軟件設(shè)計(jì)

控制中心軟件示意圖如圖４所示。該軟件采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，根據(jù)功能可分為網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)、車輛管理子系統(tǒng)、報(bào)表生成子系統(tǒng)和車輛管理數(shù)據(jù)庫，主要完成數(shù)據(jù)通信、處理和報(bào)表生成等功能。

網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)負(fù)責(zé)接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ互聯(lián)網(wǎng)和單位內(nèi)部局域網(wǎng)。它包含ＩＳＡＰＩ應(yīng)用程序，可建立網(wǎng)絡(luò)客戶端（車載設(shè)備）與中心數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)互動(dòng)，同時(shí)還包含局域網(wǎng)接入程序，可與單位內(nèi)部局域網(wǎng)的其它終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?？刂浦行呐c車載設(shè)備采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信協(xié)議，控制中心在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上使用靜態(tài)ＩＰ地址，若干車載設(shè)備接入ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)時(shí)，使用各自的動(dòng)態(tài)ＡＰＮ與控制中心進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。

車輛管理子系統(tǒng)提供控制中心的人機(jī)交互界面，并以圖形圖像的形式顯示每臺(tái)車輛的地理坐標(biāo)、行駛路線和車輛狀況等信息，并依據(jù)車輛管理制度，在辦公自動(dòng)化局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)電子公文的處理，包括用車申報(bào)和審批、車輛出入登記等。報(bào)表生成子系統(tǒng)用于對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和打印，生成派車單等紙質(zhì)文檔或證明。

在數(shù)據(jù)庫處理方面，依靠Ｍｕｌｔｉ－Ｔｉｅｒ數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了主從結(jié)構(gòu)中的ＤａｔａＭｏｄｕｌｅ、ＢＤＥ以及ＳＱＬ Ｌｉｎｋ Ｄｒｉｖｅ的可移植性，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

４ 結(jié)束語

本文提供了一個(gè)低成本的信息化車輛管理系統(tǒng)解決方案，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。通過擴(kuò)展車輛黑匣子、ＧＩＳ地理信息系統(tǒng)和高可靠通信網(wǎng)絡(luò)等，實(shí)現(xiàn)了基于ＧＰＳ＋ＧＰＲＳ＋ＧＩＳ的車輛管理系統(tǒng)，功能更加強(qiáng)大、界面更加友好。