一种新的GPS出租车调度系统的设计与实现

一种新的GPS出租车调度系统的设计与实现时间：2009-03-1114:5651来源：电子技术应用作者:杨宏业张跃随着rr产业的快速发展和互联网的广泛应用，过去许多由纯硬件实现的嵌入式系统与产品己转向由软、硬件共同来实现。当前，以具有无线通讯功能的个人数字助理PDA、手•持个人电脑HPC、交互式网结信息家电、车载多媒体系统为代表的新一轮智能型 3C（Computer,Communication〉〉Consumer）合一的类PC嵌入式系统与技术［1］进入了一个崭新的智能化、网络化的发展阶段，类PC嵌入式系统与产品的嵌入式操作系统及其应用软件也同时得到了空前的发展与繁荣。经济的不断发展使移动目标的定位、监控、指挥和调度系统（如警用车辆的指挥调度、运钞车的监控与安全调度、出租车的经营管理和合理调度）成为公安、银行以及公交运输系统中一个越来越重要的问题。目前，用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由监控调度中心向车辆弼驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的概略位置，而在夜间或在生疏地带则无法确认自己的方位甚至迷路。因此，在调度管理和安全营运方面受到了一定程度的限制。GPS（GlobalPositionSystem）定位技术的出现给车辆、轮船等移动B标的导航定位提供了精确、实时的定位能力。由车我GPS系统所确定的车辆位置信息，通过车载电台将其发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置，并可以显示在电子地图上，非常直观、清晰，然后进行安全、合理的调度。通过移动目标监控调度系统，调度指挥中心随时E以知道入网移动目标的方位，不仅可以进行安全合理的监控调度，而且可以为入网移动目标提供无线通讯、遇险报警、决策指挥等多项服务。1系统构成与原理出租车调度系统主要由车载定位系统与调度指挥中心系统两部分组成。调度指挥中心系统主要由监控调度网络服务器、彩色大屏幕显示器、GSM模块、稳压电源、系统监控调度管理软件和向量化电子地图等六部分组成。本文仅介绍出租车车裁定位系统。目前国内出租车的经营管理和调度系统除具有监督调度功能外，还提供无线通讯语音服务、遇险报警等。本文所介绍的具有自主知识产权的“GPS出租车调度系统”在功能上与现右方案大不相同，主要表现在两方面:①车载系统不仅能显示字符与汉字而且能显示图形（例如电子地图），②调度指挥中心能对出租车进行群呼，实现大量信息的广播卜行，如交通信息、新闻、股票信息、天气预报等。其主要目的是实现对某个地区出租车的分布情况进行实时统计。例如，当某个客户向调度指挥中心打电话预约出租车时，总台以广播的方式通过寻呼台向所有的出租车发出呼叫，并要求凡是处于以客户为圆心的、半径为某个值（由总台确定）的区域中的出租车给与应答（当然是愿意承接此任务的司机）。总台对所有处于此范围的出租车进行统计分析，确定出一台离用户最近的、满足客户要求的（例如车型、性别、语言和年龄等）出租车。系统组成框图如图1所示。RTC看门狗Y天线RFPACER接收暮RTC看门狗Y天线RFPACER接收暮键盘ELEAROMCf SDKAVIFLASH天线

fGPS模块1£1）模块V} RS232图】布栽系统组成柄图出租车车载系统主要山微控制器、GPS模块、GSM无线通讯模块、寻呼接收解码模块和LCD显示模块组件构成。11微控制器车载系统中控制器的选择至关重要，它不仅影响整个系统的性能，而且关系着车载系统的成本。目前国内的车载系统仅要求显示字符、文字信息，普通的单片机就完全可以胜任，价格适中。然而，若要求显示图片、电子地图等，则对控制器的频率速度、存储容量都有较高的要求。为了满足其要求，车载系统中一般诃选择IntelStrongARM、STStAZOOO.MotorolaDragonBall等控制器，但价格很高，主要用于•高端电子类产品上，例如掌上电脑HPC。针对各种小型数字设备的需求，目前各个半导体芯片厂商都投入了很大的力虽研发、生产适用于这些设备的CPU及协处理器芯片。为了充分缩小尺寸，达到低功耗、低成本的要求，厂商甚至把少最存储器、液晶显示控制器以及I/O端II等也一并集成到芯片中。以上述处理器芯片为主， 添加必要的外围电路并配以少最外设，就〃以非常方便地设计出功能强大的电子类产品。对其外围模块进行不同的组合■以针对不同要求，设计出不同功能、不同价位的嵌入式控制产品。1.2GPS定位系统GPS全球定位系统是美国国防部于1973年11月授权开始研制的全球性、全天候、连续的卫星无线电导航系统，历经二十余年，耗资超过一百亿美元，可提供实时的三维位置、三维速度和高精度的时间信息。由于GPS定位技术其有精度高、速度快、成本低的显著优势，己成为目前世界上应用最广泛、实用性最强的全球精密授时、测距、导航、定位系统。近几年来，全球卫星定位系统获得了迅速发展,GPS定位技术己经渗透到了经济建设和科学技术的许多领域。目前，有很多厂商都能提供GPSOEM板产品，如SiRF、Conexant、Sychip、GARMIN等公司。其中美国GARMIN公司是世界上最著名、深受用户信赖的专业GPS厂家，在GPS的定位、导航领域一直走在世界最前列，在提供各种类型的GPS成品的同时，还提供一系列最经典的GPSOEM板产品。由于GARMINOEM板的定位速度快、工作稳定、耐电压冲击和高抗干扰性，因而此方案采用了GARMINGPS25板。出租乍乍裁定位系统的GPS模块接收卫星（共24颗,分布在6个不同的地球轨道上）发出的定位资料，并根据从三颗以上不同卫星发来的资料计算出自身所处地理位置的坐标。坐标资料经GSM无线模块发射给调度指挥中心。调度指挥中心将乍载GSM模块发回的坐标资料等信息还原。同时与GIS的电子地图匹配，在也子地图上显示坐标的位置，以便指挥中心清楚和直观地掌握车辆的动态位置信息。1.3GSM无线通信模块车载电台实现与调度指挥中心的联络（双向通信）。目前的车载电台绝大部分是调频（FN1）制式的模拟移动通信系统，主要为语音通信设计。要传送车载台的定位信息首先要通过音频调制解调器将数字信殍转换成音频模拟信吃然后加载到音频车载台上发送出去。其缺点是需建电台、申请频率点使用权、覆盖面窄、发射功率小及容最有限等。除此之外，由于语音信道的信噪比较低，利用此信道进行数据通信时，误码率会增加，严重时会导致通信失败。因此，在此方案中采用了GSM移动通信中的短消息来完成GPS定位信息数据的传输。全球移动通信系统GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）是欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计的数字移动通信系统，也是我国目前覆盖面最广、功能最强、用户最多的移动通讯系统。GSM系统可提供多种业务，目前己开通并较常用的业务行话音、短信、数据等。短消息SMS（ShortMessageService）是GSM移动电信系统的补充业务之一,它借助GSM网信令传递间隙进行传送，不会占用话务信道。短消息每次限制在160个字符以内，这对GPS定位信息足够「。电信运营者一般不会对短消息的传送增加通信费用，仅适当收取一点开通费或很少的维护费，因此短消息的使用是非常廉价的（以北京电信目前的收费标准，每月仅为15元）。短消息的编码支持中文、韩文、日文等文字字符集及符号•，并且传送字符内容支持Unicode字符全集，因此可以传送中文信息。短消息的发送和接收离不开GSM数据通信平台。GSM数据通信平台是利用GSM短消息功能传输各种检测、监控数据信号和控制命令的通用通信平台，可以广泛应用于远程监控和数据采集、移动目标的监控以及个人信息终端。具有不需另外铺设网络、通讯费用低廉、不受地域限制、任意设置传输机制等特点。本方案采用法国WAVEC0M公司的GSM模块，其数据接II为RS332,可与微控制器的UART接I」直接连接。综上所述，在综合考虑运营费用和实现的难易程度等因素，目前的短信业务最适合定位信息的传送，而且在使用这种业务的同时还可进行话音联绪，互不冲突。14PAGER寻呼接收模块目前的GSM系统还不能提供广播式短消息服务，为r实现广播卜•行，在系统中增加了寻呼模块。车载系统有了它也就具有了接收群呼的功能，调度指挥中心可实现广播卜•行。寻呼机主要由RF接受部分和DECODER解码部分组成。其功能是将接收到的信息电磁波转变成无线电射频调制信号，再经过变换、解调恢夏出数字基带信号，送到后续的CPU迎行处理。接收部分包括天线组件、放大混频电路和解调电路，实现由射频信号向中频信弓、直到二进制代码流的转换。解码部分：完成对接收到的二进制信息的译码，通过对数码序列中的前置码进行识别来判别当前所接受的数码是否为POCSAG码,如果是，再解调出包括地址和信息信号的POCSAG无线寻呼码，并按特定格式传送给车载系统CPU作存储和显示。无线寻呼组码解码方案有POCSAG和FLEX两种数据协议格式。FLEX是