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          基于ARM的北斗導(dǎo)航 GPRS GIS車輛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2013-09-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            1 系統(tǒng)需求及應(yīng)用分析

            隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,地鐵、輕軌、快速公交等現(xiàn)代化公共交通快速發(fā)展,軌道和公共交通成為城市交通的骨干。目前,我國(guó)現(xiàn)代化軌道交通和公共交通的建設(shè)仍存在資金需求量大、融資難,以及投產(chǎn)后車輛管理調(diào)用、維護(hù)效率低等問題。傳統(tǒng)一般采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)采集終端、短消息服務(wù) ( Short Messaging Service,SMS ) 作為通信手段、MapInfo作為地理信息系統(tǒng)( Geographic Information System, ) 平臺(tái)。由于單片機(jī)無(wú)操作系統(tǒng),程序移植性差,已難以勝任功能快速發(fā)展的要求;同時(shí),受帶寬的影響,SMS 通信鏈路已無(wú)法擴(kuò)展圖像、語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù);并且系統(tǒng)開發(fā)周期長(zhǎng),價(jià)格昂貴,缺少在不同交通領(lǐng)域的推廣價(jià)值。因此,開發(fā)一種性能可靠、功能完善、組網(wǎng)方便、經(jīng)濟(jì)適用且易于推廣的是當(dāng)務(wù)之急。

            為了解決上述問題,本文提出一種基于國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星系統(tǒng)平臺(tái)的車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用 9 S3C2410 為主控芯片,融合 Internet 和通用無(wú)線分組業(yè)務(wù) ( General Packet Radio Service, ) 網(wǎng)絡(luò),以原有 SMS 為備份鏈路,在保證監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性的同時(shí),車載端還可以提供圖片、語(yǔ)音等數(shù)據(jù)傳輸功能;以國(guó)內(nèi)知名地圖產(chǎn)品供應(yīng)商靈圖的 51ditu 作為 平臺(tái),其豐富的 API 全部免費(fèi)開放,且沒有人為添加誤差因素,不需要經(jīng)過地圖匹配 就能夠完全滿足系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

            該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在國(guó)內(nèi)城市公共交通、出租車、大客車、旅游車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸和物流等車輛管理方面。在車輛上安裝的車載移動(dòng)終端,結(jié)構(gòu)小巧,可以根據(jù)需要裁減相應(yīng)監(jiān)控管理功能模塊。城市交通管理監(jiān)控中心應(yīng)用該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控車輛狀況,以及發(fā)出調(diào)度指揮命令和接受車輛反饋信息。研究歸納總結(jié)傳統(tǒng)系統(tǒng)在推廣、應(yīng)用方面的諸多局限性,抓住北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)平臺(tái)正式民用的契機(jī),提出以國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星系統(tǒng)為平臺(tái)的車輛監(jiān)控管理系統(tǒng),從而大大降低系統(tǒng)的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本,提高監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的安全性能,實(shí)現(xiàn)車輛的定位、監(jiān)控和調(diào)度。這對(duì)于掌握車輛位置,提高車輛調(diào)度水平,以及物流企業(yè)的服務(wù)水平都具有重要的意義。

          2 系統(tǒng)工作原理

            監(jiān)控車輛由車載北斗導(dǎo)航終端接收衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過 無(wú)線通信和 Internet 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器,服務(wù)器端軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后存儲(chǔ)到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中,監(jiān)控中心通過 Web Service 訪問數(shù)據(jù)庫(kù),再由 平臺(tái)顯示數(shù)據(jù),同時(shí)將相應(yīng)的報(bào)警信息、調(diào)控指令發(fā)送到與之對(duì)應(yīng)的移動(dòng)車載端,最終實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控管理功能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理如圖 1 所示。

            3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

            車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)由車載單元 ( 車載北斗導(dǎo)航終端 )、監(jiān)控中心 ( 客戶端 ) 和中心服務(wù)器 ( 服務(wù)器端軟件和數(shù)據(jù)服務(wù)庫(kù) ) 組成。

            3.1 車載單元

            車載移動(dòng)終端由基于 9 的嵌入式系統(tǒng)、 模塊 ( 華為 GTM900C )、北斗導(dǎo)航模塊 ( SiRFStarⅢ )、液晶顯示屏和鍵盤形成的人機(jī)交互單元組成。車載終端可外接攝像頭和車載電話手柄實(shí)現(xiàn)圖像與語(yǔ)音的傳輸,專用的 GPIO 接口可連接車輛的各檢測(cè)控制線路,以獲取車輛的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)。其結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

            由 處理器控制 GPRS 模塊,接入移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò),再連接到計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸功能。北斗導(dǎo)航模塊將接收的數(shù)據(jù)通過串口傳送到主控芯片進(jìn)行預(yù)處理。

            Flash 存儲(chǔ)器用于存放已調(diào)試好的應(yīng)用程序和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng);LCD 液晶顯示屏用于顯示系統(tǒng)信息和相關(guān)指令代碼。檢測(cè)控制線路獲取外接傳感器采集的不同狀態(tài)數(shù)據(jù),經(jīng) GPIO 接口傳送至 CPU進(jìn)行回送等處理。


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