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定位定向導航系統車(chē)載終端應用設計與實(shí)現
作者：
時(shí)間：2016-11-26
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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一、引言
目前,隨著(zhù)人民生活水平的提高,交通工具越來(lái)越多,安全服務(wù)也越來(lái)越受到重視,尤其是車(chē)載監控系統越來(lái)越多地受到業(yè)界的關(guān)注。本文介紹了作者設計的一種車(chē)載監控系統（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為車(chē)載系統）,并重點(diǎn)介紹了車(chē)載系統終端的設計與實(shí)現。該系統將GPRS、GPS技術(shù)相結合,利用GPRS的數據傳輸功能,實(shí)現移動(dòng)車(chē)輛與監控中心的雙向數據傳輸,以實(shí)施對車(chē)輛運行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)的監控。
二、 系統組成及特點(diǎn)
由于在GPS_GPRS定位系統中,涉及到了GPS衛星定位技術(shù)與GPRS通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的相關(guān)應用,從而在系統的組成中,GPS與GPRS無(wú)疑是整個(gè)系統的核心部門(mén),下面就GPS系統與GPRS系統,以應用為前提作如下簡(jiǎn)要介紹。
全球定位系統（GPS,Global Positioning System）是美國從上世紀70年代開(kāi)始研制、歷時(shí)20年、耗資200億美元、于1994年全面建成、具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。
GPRS是歐洲電信協(xié)會(huì )GSM系統中有關(guān)分組數據所規定的標準。它采用信道捆綁（目前GPRS的設計可以在一個(gè)載頻或8個(gè)信道中實(shí)現捆綁）和增強數據速率改進(jìn)實(shí)現高速接入,理論上可提供高達115kbps的空中接口傳輸速率,使若干移動(dòng)用戶(hù)能夠同時(shí)共享一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道,一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)也可以使用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信道。實(shí)際不發(fā)送或接收數據包的用戶(hù)僅占很小一部分網(wǎng)絡(luò )資源,并且網(wǎng)絡(luò )容量只有在實(shí)際進(jìn)行傳輸時(shí)才被占用。
為了實(shí)現GPRS,需要在現有的GSM網(wǎng)絡(luò )中引入3種新的邏輯網(wǎng)絡(luò )實(shí)體：服務(wù)GPRS支持節點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節點(diǎn)（GGSN）和分組控制單元（PCU）。GPRS與現有的GSM語(yǔ)音系統最根本的區別是,GSM是一種電路交換系統,而GPRS是一種分組交換系統。因此,GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸。這一特點(diǎn)正適合大多數移動(dòng)互聯(lián)的應用。
基于以上對GPS系統和GPRS系統的簡(jiǎn)要介紹,可以得出GPS_GPRS定位系統車(chē)載終端的組成及特點(diǎn)。其中,系統結構方框圖如圖1所示,系統工作流程為：GPS_GPRS定位系統車(chē)載終端將其所獲取的當前GPS地理位置信息,通過(guò)GPRS方式上傳到系統服務(wù)器?？蛻?hù)端可以通過(guò)專(zhuān)用GIS軟件或IE瀏覽方式,對當前受監控車(chē)輛所在的位置、車(chē)速及行進(jìn)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對車(chē)載終端進(jìn)行控制,實(shí)現移動(dòng)車(chē)輛與監控中心的雙向數據傳輸,完成對車(chē)輛運行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)的監控。
圖1 系統結構方框圖
三、系統功能及工作原理
GPS_GPRS定位系統車(chē)載終端原理框圖如圖2所示。
圖2 車(chē)載終端原理框圖
其中,該車(chē)載終端需要實(shí)現的主要功能如下：
用戶(hù)當前信息一次查詢(xún);
用戶(hù)連續定位信息查詢(xún)/啟動(dòng)發(fā)送實(shí)時(shí)定位信息;
停止終端定位數據上傳;
設置GPS采樣定位數據周期;
硬件點(diǎn)對點(diǎn)下載GPS定位系統終端定位采樣數據;
備開(kāi)關(guān)（電平）輸出/輸入端子,實(shí)現與車(chē)用防盜報警器、緊急報警（SOS）、醫療服務(wù)、故障服務(wù)、繼電器輸出、警示嗽叭、點(diǎn)火信號等的接口;
安防功能：可以通過(guò)手機短信、直接遙控、網(wǎng)絡(luò )等三種方式進(jìn)行設/撤防操作。同時(shí)具備應急、緊急求助功能。且當系統在一定程度上遭到破壞或出現異常時(shí),系統終端自動(dòng)啟動(dòng)安防功能;
監聽(tīng)功能：用戶(hù)可通過(guò)手機短信,或者網(wǎng)絡(luò )對監聽(tīng)號碼（接警號碼）進(jìn)行設置并發(fā)送監聽(tīng)命令（監聽(tīng)電話(huà)主動(dòng)掛機則結束監聽(tīng)）,且當系統在一定程度上遭到破壞或出現異常時(shí),系統終端將自動(dòng)啟動(dòng)安防功能;
電話(huà)功能：通過(guò)電話(huà)手柄,完成撥打和接聽(tīng)電話(huà)的功能;
欠壓檢測示警及后備電源自動(dòng)啟用功能。
該系統車(chē)載載終端的工作原理如下：
車(chē)載終端由W77E58實(shí)現控制,其核心部分主要包括PPP及TCP/IP協(xié)議棧、GPRS控制、GPS控制,以及外圍接口控制。CPU內嵌PPP及TCP/IP協(xié)議棧,同時(shí)分別通過(guò)串行口UART0去控制GPRS的工作,通過(guò)串行口UART1去控制GPS的工作。其中：
（1）CPU對GPRS的控制
主要是通過(guò)串行口UART0發(fā)送AT命令實(shí)現。同時(shí),在該系統設計中,CPU還可以通過(guò)控制I/O口電平輸出狀態(tài),對GPRS進(jìn)行硬件復位,以防止意外情況下的不可恢復性死機（值得注意的是,通常情況下,GPRS模塊都有軟件復位命令,為實(shí)現對GPRS模塊的保護,最好在軟件復位命令無(wú)效時(shí),才選擇硬件復位）。
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