GPS車(chē)輛追蹤系統的實(shí)現

1 系統主要組成

1.1 車(chē)載系統

1.1.1 GPS處理器(GPSPU)

它是安裝在車(chē)輛中的用于持續計算車(chē)輛位置的信息系統,它具有體積小、表面不光滑、重量輕的特點(diǎn)。它可以與指揮中心進(jìn)行通信,也可作為獨立的數據記錄器(具有黑匣子)的功能。

GPSPU的構成元器件:

高質(zhì)量的GPS接受器;一個(gè)微型處理器;黑匣子記憶體;通信用的調制解調器;為周邊設備提供的接口;為個(gè)人的轉發(fā)器(可選);差分的接受器(可選)。

它是針對移動(dòng)的物體設計的內部GPS接受器,可接受12頻道和敏感的RF前端,科學(xué)的軟件運算方法使該設備在苛刻環(huán)境下,例如在所屬區域存在高大建筑物、大樹(shù)等情況下,也有良好的性能。能夠快速定位,且在信號失去后,能很快地再獲得信號。

1.1.2 微型處理器

在GPSPU盒中有一個(gè)用于內部操作系統的處理芯片。它從GPS的接受器中讀取位置輸出,并將當前格式的信息存入主板的存儲器內(或通過(guò)可選的內部調制解調器將數據傳輸回控制中心)。系統GPSPU的多數功能是由其軟件提供的,系統可以最大限度地和使用者的系統相兼容。它可以控制輸入/輸出和周邊的附加設備。大部分的微型處理器的功能是由控制中心進(jìn)行控制。

1.1.3 黑匣子(數據記錄)

GPSPU可持續地記錄車(chē)輛的位置信息并存儲到主板的存儲器內。數據的記錄和記錄的頻率可以進(jìn)行設定以適應不同的需要。因該固定的存儲器是一個(gè)固化內存,即使GPSPU系統處于永久無(wú)電的情況下。它也能很好的保護數據。記錄在GPSPU存儲器中的位置信息一般包括交通工具的身份識別號、日期、時(shí)間、緯度、經(jīng)度、速度、GPS狀態(tài)等。

1.1.4 通信選項

VTS系統使用了當今最先進(jìn)的技術(shù),可與目前所有的標準通信網(wǎng)絡(luò )兼容。當需要用通信連接設備(例如RF,GSM調制解調器)進(jìn)行遠程的監控和操作時(shí),任何一種標準的通信用的調制解調器都可以被使用。大部分通信用的調制解調器都可以加載到該GPSPU系統上。

1.1.5 周邊設備的接口

標準的GPSPU具有3個(gè)光阻接口和4個(gè)開(kāi)放的電子輸出端口,它們可以被用于接收或傳回電子信號到其它的設備上,例如門(mén)鎖、警報、感應器等等。同時(shí)還提供了2個(gè)串口通信和1個(gè)總線(xiàn)接口,用于可移動(dòng)的數字終端,顯示器/鍵盤(pán),差分接受器,警報系統,交通工具的控制設備等的連接。

1.1.6 表帶式轉發(fā)/接受器

它是針對個(gè)人安全而設計的,車(chē)載系統可以接受由表帶式轉發(fā)/接受器發(fā)送的信號完成多項任務(wù)。有效作用的直線(xiàn)距離為100m以?xún)取?/p>

1.2 控制中心

控制中心為操作員提供了在中心就可以對所有的車(chē)輛進(jìn)行管理的能力。一個(gè)控制中心可以同時(shí)操作多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)對多個(gè)車(chē)隊進(jìn)行管理?？刂浦行奶峁┝丝蛇x的客戶(hù)服務(wù)器設置,還可以提供一個(gè)管理用的SQL數據庫,包括小組、車(chē)輛的種類(lèi)、車(chē)輛的識別、車(chē)輛的位置、駕駛員等信息。

如果控制中心的管理員需要或已經(jīng)進(jìn)行了自動(dòng)設定的話(huà),位置信息將會(huì )通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )傳輸到控制中心。在更新位置信息以后,控制中心將處理這些信息并顯示車(chē)輛位置的數字化的電子地圖。并且在電子地圖中還可以提供改良的周?chē)h(huán)境地圖。

控制中心可以對車(chē)輛進(jìn)行管理并在電子地圖上顯示其運動(dòng)軌跡。所有傳入的信息將記錄在控制中心的SQL數據庫中,以便日后進(jìn)行查找,顯示和分析?？刂浦行牡牟僮鲉T可以即時(shí)查詢(xún)GPSPU模塊的狀態(tài)或記錄的位置信息,并可以控制GPSPU的基本功能,以及周邊的外圍設備。

1.2.1 即時(shí)跟蹤

控制中心可以根據車(chē)隊、車(chē)輛的種類(lèi)、車(chē)輛的識別號或以上全部信息查詢(xún)車(chē)輛的位置信息對其進(jìn)行即時(shí)跟蹤。所有收集到的信息將被儲存在數據庫中,以備將來(lái)進(jìn)行查找和分析。

1.2.2 記錄信息

控制中心可以根據車(chē)隊,車(chē)輛的種類(lèi)、車(chē)輛的識別號或以上全部信息查詢(xún)車(chē)輛的位置信息,并將全部的位置信息儲存到數據庫中。

一個(gè)功能強大的系統工具,允許操作員可以通過(guò)選擇可變的回應率和操作員所選擇的日期/時(shí)間,按文本方式或電子地圖的方式,查詢(xún)記錄在GPSPU或控制中心的數據庫中的信息。

1.3 通信網(wǎng)絡(luò )

系統使用當今最先進(jìn)的通信技術(shù)可以和當今任何標準的通信網(wǎng)絡(luò )相連接。該通信網(wǎng)絡(luò )提供了GPSPU系統和控制中心的連接,以及操作員對GPSPU系統的遠程控制等許多功能。當操作員對GPSPU系統的歷史位置進(jìn)行查詢(xún)時(shí),或對車(chē)輛的即時(shí)工作進(jìn)行即時(shí)跟蹤時(shí),車(chē)輛的位置信息會(huì )通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )傳回給控制中心。附加的周邊設備也可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)進(jìn)行遠程控制。系統提供多種通信網(wǎng)絡(luò )以適應多種不同通信選項以及語(yǔ)音通信選項。

通信網(wǎng)絡(luò )接口

·現存的個(gè)人無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )(數字或模擬的網(wǎng)絡(luò ))

·數字網(wǎng)絡(luò )—數字蜂窩網(wǎng)絡(luò )

·專(zhuān)用數據網(wǎng)絡(luò )

·現存的集群無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )

·衛星網(wǎng)絡(luò )

并且它可以同時(shí)提供兩種通信選項。

2 系統原理

車(chē)載系統接收衛星(共24顆,平均分布在6條衛星軌道上運行)每秒種發(fā)來(lái)的有關(guān)衛星本身坐標位置的數據,用戶(hù)接收機可根據三顆衛星發(fā)給的數據計算出自己的位置數據,對于移動(dòng)車(chē)輛,則需要第四顆衛星的數據,以配合計算出移動(dòng)車(chē)輛的移動(dòng)速度與運動(dòng)方向。坐標數據經(jīng)調制解調器發(fā)射,通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò ),控制中心通過(guò)調制解調器將車(chē)載系統發(fā)回的坐標數據等信息還原后,與工作站上的電子地圖匹配,并在地圖上顯示被跟蹤車(chē)輛的現時(shí)正確位置,于是監控中心就可非常清楚的掌握車(chē)輛的宏觀(guān)動(dòng)態(tài)位置信息和運行狀況。

3 系統功能

·即時(shí)的跟蹤系統

·數據載入

·智能分配

·貨物和駕駛員的監管

·移動(dòng)通信

·交通工具的監管

·線(xiàn)路的顯示和分析

·自動(dòng)緊急跟蹤和通信

·個(gè)人安全保障

·駕駛員輔助導航

·公路上的援救

·遠程控制

4 系統優(yōu)點(diǎn)

·高品質(zhì),技術(shù)先進(jìn),低功耗,模塊化設計

·多種網(wǎng)絡(luò )通信接口(具有兩元選項)

·可轉換的通信調制解調器的選項

·GIS工作站

·記錄數據的更新率和記錄率的選項

·在沒(méi)有衛星信號的地方,能提供最近的位置信息

·GPSPU模塊體積小、質(zhì)量輕,并可以重新編程

·功能齊全的顯示和分析工具

·數據壓縮和加密的選項

·控制中心通知GPS失敗的功能

·遠程控制交通工具的功能(亮燈、鎖門(mén)、警報、鳴等)

·24小時(shí)對交通工具進(jìn)行監管和聯(lián)系

·連接多種外部設備

5 系統的技術(shù)指標

·系統容量為一臺圖控計算機可控制2048輛車(chē)

·電子地圖的切換達到地圖的消隱時(shí)間2s

·定位精度為車(chē)輛的位置精度30m RMS(SAon),15m(SAoff)

GPS數據查詢(xún)速度為1個(gè)車(chē)/s。

6 系統的性能指標

· 整個(gè)車(chē)載系統的防震符合MIL-STD-883的標準

· GPS衛星接收機

接收方式:12通道并行接收

跟蹤方式:全視場(chǎng)(All-In-View)

協(xié)議標準:NMEA-0183

接收頻率:L1(1575.42MHz)C/A碼

信號電平:TTL

動(dòng)態(tài)速度:極限速度:1800km/h加速度:5g

精度:單點(diǎn)定位:26m RMS(SA on)

差分定位:小于1m

溫度:工作溫度:-30°C～70 °C

關(guān)機溫度:-40°C～80°C

濕度:工作濕度:20%～98%

關(guān)機溫度:20%～99%

功耗:50mA

電源電壓:直流12V

典型熱啟動(dòng)時(shí)間:10s

自動(dòng)初始化時(shí)間:1min

重新捕捉時(shí)間:1.6s

· 通信網(wǎng)絡(luò )

GSM(900MHz)的性能標準

系統實(shí)際傳輸效率:12輛車(chē)的信息/s