汽车GPS定位系统设计方案

南京长途客运总公司汽车GPS定位/记录仪系统建设方案JJTT--OOMMRROONNJJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司目录第一章前言…………………………………………………（1）第二章系统总体设计………………………………………（3）第三章系统总体设计方案…………………………………（11）第四章监控管理系统设计方案………………………………（14）第五章系统建设方案…………………………………………（19）JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司1第第一一章章前前言言随着经济的高速发展，车辆已经成为了一种非常重要的交通工具，它已成为了企业业务和私人生活中的一部分。客运行业是各省市地区的重要经济形式，随着交通运输行业之间的竞争不断加剧，带来了诸多的交通和管理问题，因此运输企业采取种种措施来监控和保护车辆日常运作。但在车辆实际的运作中，有时出现车辆被盗、司机来公车干私活、司机未按规定的路线行驶、企业无法高速快效的进行车辆调度等等问题，而过去运输企业对车辆采取的种种措施已经往往只能起到事后补救的作用。因此企业产生了对车辆进行实时监控和管理的需求。如何运用现代化管理手段合理调度、提高车队的使用效率、降低事故的发生，已成为一个迫切需要解决的课题摆到了运输行业各企业的面前。对于客运企业来说，主要想实现对车辆进行跟踪、调度、管理和对车辆和司机进行安全保障等需要，一般有如下的需求：当出现被盗情况时，即时发现和制止盗窃行为。随时了解到自己的车辆所在地点。怎么才能有效的监控车辆在途中的运营情况。怎样控制票款的流失。更有效的监控业务的执行情况。司机是否按公司的规章行车。对车辆的营运历史进行有效管理。更有效的提高车辆的调度。车辆是否在制定的路线和制定的区域行驶。在行车过程中，当出现异常情况时，能随时随地获得帮助。针对上述问题，我们依靠自身成熟的技术，同时借鉴国内外成功的经验，现已在ITS（智能交通系统）领域中率先迈出了坚实的一步，取得了重大进展，公司研发、生产的GPS车载记录仪是一项引进国外最新科技成果、融全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、全球移动通信系统（GSM）以及计算机数据处理技术和现代数据通讯技术于一体的尖端高科技项目，设计成具有卫星定位、数字通讯、调度管理、防劫防盗、报警等多功能的高科技综合信息管理系统，为JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司2用户提供最佳的管理手段，增强行业的竞争能力，同时也能为用户带来显著的社会效益和经济效益。在我国一些大中城市也越来越多地成为运输行业的常规配置，是城市交通现代化管理的必然趋势。JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司3第第二二章章系系统统总总体体设设计计1、概述对于客运企业来说，需要通过一种先进的技术手段和管理方法来解决各种问题。从而帮助企业对车辆营运进行有效管理、高效调度、实时跟踪、综合分析等操作，为企业的车辆营运提供一套实时在线的安全保障系统。针对企业对车辆监控的实际需求，我们利用自身在GPS、GIS、软件开发、物流运作等方面的优势，自主设计和开发了针对不同企业需求的车辆监控系统，系统设计遵循如下的原则。先进性——在保证系统可靠性和稳定性的前提下，采用当前世界上最先进的GIS系统技术、GPS技术、通讯技术、软件设计和开发技术，以保证系统的性能在较长的时间内不落后，并随着技术的不断发展得到相应的更新。可靠性——系统设计就是为了提高更有效的进行车辆管理、车辆调度效率、车辆监控。系统设计以可靠性为前提，否则，不但不能起到应该起到的作用，有可能还带来反面的影响。。可扩展性——系统在设计上考虑到产品的可扩展性，由于个模块之间的相对独立性，因此各个模块在升级时，很少给别的模块带来影响。系统可以进行整体升级，因此系统在升级时对终端用户来说是透明的。高性价比——为了极大的降低客户的运行成本，在同样的价格下，尽量让客户享受做好的服务和高性能的系统。易用性——在设计系统时，尽量使用户操作界面友好、简单、易用，充分体现人性化。2、系统组成基本原理车辆监控系统是建立在GPS、GIS、GSM等技术平台之上。它将尖端科技领域的卫星定位技术和地理信息技术、GSM通信技术和先进的软件开发技术有机的结合在一起，为用户提供了全新、透明、可视、实时、互动、形象化的车辆跟踪服务。根据系统功能的要求，本系统由如下几个单元组成：即总调度中心、JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司4分监控中心、定位卫星网络、通信网络和GPS车载记录仪，如下图所示整个系统的原理图如下：系统运作的流程如下：车载单元接收定位卫星传来的信号，并解算出地理位置坐标，车辆信息和地理位置信息发送至总调度中心，总调度中心自动将此车辆登录至等候调度程序。当有业务需要时，调度中心的调度员向系统输入调度信息，系统软件自动选择距离该用户最近的车辆，在收到被调度车辆应答信号后，再将用户的信息（如地点、联系电话等）传送给该车辆，从而完成整个调度过程。当遇到危险时，司机暗中按下报警开关，车载单元将自动向总调度中心发出报警信息，调度员确认警情后可向有关部门申请出警（处警）。调度中心还可向网内的车辆广播相关信息（如通知、天气预报等）。根据实际需要，本调度网络可设置多级分调度中心，并根据授权对属下的各车辆单独进行调度。总调度中心与分监控中心之间以及各分调度中心之间都可通过网络进行信息传递，资源可共享全球卫星定位系统（GPS）概述GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalpositioningSystem的字头缩写词Navstar/GPS的简称。它的含义是利用JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司5导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。现在国际上已经公认，将这一全球定位系统简称GPS。GPS系统具有以下特点全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大GPS由三个独立的部分组成：1.空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。2.地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。3.用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。地理信息系统(GIS)简介GIS地理信息系统是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛的运用在项目管理和项目实施各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。安装于GIS工作站，用于将车载终端发来的定位信息、状态信息在电子地图上显示出来。全球通数字移动电话网（GSM）简介GSM（GlobalSystemForMobileCommunications）数字蜂窝移动通信，它JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司6是由模拟蜂窝移动通信发展起来的。GSM系统集中了现代信源编码技术，信道编码、交织、均衡技术，数字调制技术，话音编码技术以及慢跳频技术，同时在系统中引入了大量计算机控制和管理。GSM系统提供多种电信服务，包括话音、电文、图像、传真、计算机文件、消息等。它的优点：具有高频谱效率，安全性、稳定性好，集成度高，容量大(GSM用户量比模拟蜂窝系统用户量多10倍以上)，开放性接口，抗噪声性能强，业务灵活，覆盖范围广，容易实现全国联网，所有条件下覆盖区域内信号质量都较好，包括高噪声环境，小区无干扰及漫游性能好，移动业务数据可靠率高。GSM提供了多种数据业务。只要无线传输允许，它基本上包括了提供给固定电话用户PSTN和ISDN用户（包含一些专用网，如分组交换数据网）的绝大多数数据业务。同时，GSM还具有传输点对点短消息业务，并能区分接收短消息的“移动台被呼点对点短消息业务”（SMS－MT/PP）和使GSM用户能向另一个GSM用户发短消息的“移动台呼叫点对点短消息业务”（SMS－MO/PP）。以及另一种短消息业务“蜂房广播短消息业务”（SMS－CB），它能以固定时间间隔将一般的短消息向给定地理区域中所有用户广播。短消息业务适合于传输一百六十个字符以下的信息的业务要求（本系统每次所需传输的数据都在100个字节以下）。它使用GSM的公共控制信道，通话期间也不影响短消息的传输。短消息业务的优点：单个数据传输价格便宜，不占用话音通讯信道。缺点：一是增加控制信道的负担，使控制信道的单个用户占有时间增加，系统需作相应的改动；二是传送SMS要经过数据打包、排队发送等过程，因此在系统繁忙时，数据传输速度变慢（经测定一般在20秒—30秒，有时甚至数十分钟），如传送重要数据（如车辆被劫时的求救信号），其实时性不能得到有效保障。但由于短消息业务有其他众多优点，且上述缺点可通过语音通道进行弥补，所以在通信方式上，我们认为GSM系统的短消息业务较适合本系统的要求。短信息实现方法如下：车载GSM通讯模块短信息服务器GPS全球定位接收模块计算机及控制模块监控中心管理平台电子地图及大屏幕显示设备JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司7语音通道实现方法：此方案中，根据传送数据的优先程度，我们选用不同的方式，具体为：传送普通监控数据和调度信息时，采用GSM的短信息通道；传送报警数据时，则无条件地从语音通道走。在这种方式下，可做到既能保证重要数据的实时传送，又能节约运营费用。根据以上技术要求，我们提出本系统利用GSM移动电话网作为通信媒介，利用GPS定位技术及计算机技术等手段，运用矢量化地理信息电子地图软件平台，实现对车辆的位置监视、报警求助、信息服务、防盗报警、部分遥控操作及车辆工作状态监测等功能。在本系统中，主要采用了数据库技术、数据检索技术、局域网技术和广域网技术、多媒体技术以及计算机远程控制操作等多项计算机相关技术。本系统由安装在指挥监控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GSM通信网络三个部分组成。指挥监控中心的中心数据库还需实现互联网通信。无线通信系统由于是利用了已建成GSM移动电话网，移动单元设备可以为控制中心实时提供每一辆车的最新位置数据、车辆的状况和报警信息，并自动记录这些信息以便事后分析。中央监控系统将收到的位置信息经过处理，在大屏幕显示器上实时显示出当前监控车辆的地理位置。3、系统功能（1）、定位跟踪功能实时快速定位：实时快速定位，定位速度快。每秒刷新一次实时定位数据，随时向中心提供定位信息。具有超强的抗遮挡能力。车载GSM通讯模块语音调制解调器GPS全球定位接收模块计算机及控制模块监控中心管理平台电子地图及大屏幕显示设备语音调制解调器JJTT--OOMMRROONN上海交大欧姆龙软件股份有限公司8车主主动定位：车主主动定位，车主可主动发送车辆的当前位置信息，汇报车辆行驶情况，以便对车辆进行合理化管理。黑匣子功能：黑匣子，可以连续记录车辆的行驶轨迹，可将报警前的48小时轨迹提取进行分析。也可弥补报警前后因通讯盲区造成跟踪中断后的目标行驶情况。并可存储车辆动态监测的各类信息。信息打包：信息打包，把多条信息打包后发送到中心，以非常少的成本，掌握更多的车辆行驶情况。里程记载：统计车辆行驶的里程数。（2）、报警处警功能紧急报警：紧急报警，当车辆受到非法劫持或遇到紧急情况时，司机触动隐蔽的手动按钮或脚踏开关，“求救”信号即时发出。若监控中心收到报警后，车载机的报警指示灯会熄灭，表示已报警成功。防盗报警：防盗报警，可配接当前各种型号的汽车防盗器，实现各种探头（门磁，红外，震动，声控等）触发的盗车报警。一般选配经公