基于A(yíng)RM的北斗導航 GPRS GIS車(chē)輛監控系統設計

　　1 系統需求及應用分析

　　隨著(zhù)我國城鎮化進(jìn)程加快，地鐵、輕軌、快速公交等現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，我國現代化軌道交通和公共交通的建設仍存在資金需求量大、融資難，以及投產(chǎn)后車(chē)輛管理調用、維護效率低等問(wèn)題。傳統車(chē)輛監控系統一般采用單片機作為數據采集終端、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（ Geographic Information System,GIS ） 平臺。由于單片機無(wú)操作系統，程序移植性差，已難以勝任車(chē)輛監控系統功能快速發(fā)展的要求；同時(shí)，受帶寬的影響，SMS 通信鏈路已無(wú)法擴展圖像、語(yǔ)音數據傳輸業(yè)務(wù)；并且系統開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，價(jià)格昂貴，缺少在不同交通領(lǐng)域的推廣價(jià)值。因此，開(kāi)發(fā)一種性能可靠、功能完善、組網(wǎng)方便、經(jīng)濟適用且易于推廣的車(chē)輛監控系統是當務(wù)之急。

　　為了解決上述問(wèn)題，本文提出一種基于國產(chǎn)衛星北斗導航系統平臺的車(chē)輛監控管理系統。系統采用 ARM9 S3C2410 為主控芯片，融合 Internet 和通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù) （ General Packet Radio Service,GPRS ） 網(wǎng)絡(luò )，以原有 SMS 為備份鏈路，在保證北斗導航監控系統數據傳輸的實(shí)時(shí)性與可靠性的同時(shí)，車(chē)載端還可以提供圖片、語(yǔ)音等數據傳輸功能；以國內知名地圖產(chǎn)品供應商靈圖的 51ditu 作為GIS 平臺，其豐富的 API 全部免費開(kāi)放，且沒(méi)有人為添加誤差因素，不需要經(jīng)過(guò)地圖匹配 就能夠完全滿(mǎn)足系統的應用要求。

　　該系統可廣泛應用在國內城市公共交通、出租車(chē)、大客車(chē)、旅游車(chē)、危險品運輸和物流等車(chē)輛管理方面。在車(chē)輛上安裝的車(chē)載移動(dòng)終端，結構小巧，可以根據需要裁減相應監控管理功能模塊。城市交通管理監控中心應用該系統可實(shí)時(shí)顯示監控車(chē)輛狀況，以及發(fā)出調度指揮命令和接受車(chē)輛反饋信息。研究歸納總結傳統系統在推廣、應用方面的諸多局限性，抓住北斗衛星導航系統平臺正式民用的契機，提出以國產(chǎn)衛星北斗導航系統為平臺的車(chē)輛監控管理系統，從而大大降低系統的建設及運營(yíng)成本，提高監控網(wǎng)絡(luò )的安全性能，實(shí)現車(chē)輛的定位、監控和調度。這對于掌握車(chē)輛位置，提高車(chē)輛調度水平，以及物流企業(yè)的服務(wù)水平都具有重要的意義。

2 系統工作原理

　　監控車(chē)輛由車(chē)載北斗導航終端接收衛星數據，通過(guò) GPRS 無(wú)線(xiàn)通信和 Internet 網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸到中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件對數據進(jìn)行解析后存儲到服務(wù)器數據庫中，監控中心通過(guò) Web Service 訪(fǎng)問(wèn)數據庫，再由 GIS 平臺顯示數據，同時(shí)將相應的報警信息、調控指令發(fā)送到與之對應的移動(dòng)車(chē)載端，最終實(shí)現相應的監控管理功能。系統設計原理如圖 1 所示。

　　3 系統結構設計

　　車(chē)輛監控管理系統由車(chē)載單元 （ 車(chē)載北斗導航終端 ）、監控中心 （ 客戶(hù)端 ） 和中心服務(wù)器 （ 服務(wù)器端軟件和數據服務(wù)庫 ） 組成。

　　3.1 車(chē)載單元

　　車(chē)載移動(dòng)終端由基于 ARM9 的嵌入式系統、GPRS 模塊 （ 華為 GTM900C ）、北斗導航模塊 （ SiRFStarⅢ ）、液晶顯示屏和鍵盤(pán)形成的人機交互單元組成。車(chē)載終端可外接攝像頭和車(chē)載電話(huà)手柄實(shí)現圖像與語(yǔ)音的傳輸，專(zhuān)用的 GPIO 接口可連接車(chē)輛的各檢測控制線(xiàn)路，以獲取車(chē)輛的各種狀態(tài)數據。其結構如圖 2 所示。

　　由 ARM 處理器控制 GPRS 模塊，接入移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò )，再連接到計算機監控中心，從而實(shí)現遠程數據無(wú)線(xiàn)傳輸功能。北斗導航模塊將接收的數據通過(guò)串口傳送到主控芯片進(jìn)行預處理。

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