基于车载gps的车辆定位监控系统的设计

基于车载gps的车辆定位监控系统的设计

随着经济的快速发展、科学技术水平的提高以及工业化进程的加快，大规模生产、能源消耗的消耗远远不能满足现代经济发展的需要。大量公营企业事业单位车辆的增加，低效率和高成本的车辆运营，使公司无法有效管理车辆。为了确保车辆监控管理工作的顺利开展,建立一套GPS车辆监控管理系统对车辆的日常管理可以提供最大的保障。GPS车辆监控管理系统是指建成一套车辆GPS定位系统,实现对目标车辆的及时定位。建立一套有效的通信接口标准,使相关管理人员可以在不同的指挥中心对被监控车队车辆进行定位指挥。利用GPS的空间定位功能将车辆GPS位置信号与城市电子地图数据和城市影像数据相叠加,从而实现车辆的定位功能,方便、及时、快捷地找到被管理车辆的具体位置。1车辆监控系统车载GPS定位系统是把卫星定位技术、地理信息系统(GeographicalInformationSystem,GIS)技术、现代通信技术和数据库技术综合在一起的高科技系统。它是利用安装在车辆上的GPS信号接收机接收位置信息,并将其接收的位置信息及其他信息通过无线通信传递到监控中心,监控中心根据接收的信息进行GIS显示及处理,确定监控车辆的位置和状态,对车辆进行跟踪、调度和管理。基于全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)的车辆监控系统通过准确定位,配合通信技术以及电子地图,可以对车辆进行实时路线监控,便于管理者调度管理,引导车辆避开拥塞路段,缓解交通压力。对车辆的状态监控,可以实现报警求助、反控停车等功能,有助于车辆防盗、防抢。通过计算机技术和数据库技术对监控数据进行存储、访问、处理和输出,可以为管理者提供大量有效的车辆实时运行数据;通过数据分析可以使管理者合理安排运营计划,提高运营效率和效益。2车辆管理中针对车载gps跟踪系统的要求针对车辆管理工作的特点与性质,保证车队管理部门内车队的车辆安全及车辆管理工作的高效运转,对车载GPS定位系统提出了以下几点要求2.1系统稳定运转系统的稳定运转无疑是车队管理工作中的重中之重,只有系统稳定运转才能保证该系统的可靠,因此要求车载GPS定位系统在车辆管理工作进行期间必须稳定运转,车辆监控定位需要提供稳定的位置信息。2.2车载gps定位技术在车辆管理工作中,为了确定每一时刻车队车辆的准确位置,辅助车辆管理工作的稳定进行,要求车载GPS定位系统可以对被监控车队实现实时定位,以便随时监控车队中车辆的具体位置。2.3gps定位技术车辆管理部门的监控中心除了主监控中心外还有多个监控中心,因此要求车载GPS定位系统可以实现多点监控功能,即在不同的网络环境中,在很远的监控中心也可以对被监控车队进行定位监控。2.4系统的操作方式车辆监控中心使用系统的工作人员为非计算机专业和GIS专业人员,因此需要设计尽可能直观、易用的操作方式来实现用户所需要的功能,以便于用户更快速地掌握系统的使用方法。3系统使用了gps设备车载GPS定位系统设计如图1所示。为了满足车辆管理部门对系统稳定性的要求,系统采用多层结构,车辆信息服务和GIS功能分发服务除了本身的提供服务的服务器外,均有一台镜像服务器作系统后备,如果信息服务和GIS功能分发服务的服务器出现问题,系统会自动切换为镜像服务器。在系统提供的服务中还设置了网络防火墙来保证网络内部安全可靠。为了满足车辆管理部门对系统实时性的要求,系统使用一台专门的服务器作为车辆信息服务,保证系统可以实时响应车载GPS设备实时传送的数据。GPS设备接入时,为了保证不同品牌、不同类型的车载GPS设备都可以接入系统中,系统采用设备无关的接口。系统还使用心跳包技术来实时检测GPS设备工作是否正常。系统通过建立Web服务来达到多地点监控的目的,通过使用WebService技术来实现异构网络的互相访问。3.1错误探测的应用循环冗余码校验(CyclicalRedundancyCheck),简称CRC,它是利用除法及余数的原理来做错误侦测(ErrorDetecting)的。实际应用时,发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置,接收装置对收到的数据重新计算CRC并与收到的CRC相比较,若2个CRC值不同,则说明数据通信出现错误。系统使用CRC来实现系统通信稳定性的检测。3.2网络连通的检测在车载GPS设备与服务中心通信时需要建立无线数据链路,由于无线网络连接相对很不稳定,系统需要定期检测网络是否连通,网络连通的检测通常采用心跳包技术。心跳包一般是用来判断对方(设备、进程或其他网元)是否正常运行,一般采用定时发送简单的通信包,如果在指定时间段内未收到对方响应,则判断对方已经断开,用于检测TCP的异常断开。服务器为主动的方式开销很大,所以采用客户机为主、服务器为辅的方式比较适当。3.3web高效功能单一业务服务车辆信息服务及GIS功能分发服务是一套应用WebService技术来分发车辆信息和GIS功能的服务组件,该服务通过COM接口调用地理信息功能服务的功能接口,通过组合地理信息功能服务的接口和提取数据库数据,经过封装转化为SOAP协议,向客户端分发。WebService功能分发服务结构如图2所示。使用该技术可以实现系统异构网络的互访,用户可以在不同的监控中心监控车辆定位信息,甚至可以在移动的手机上进行车辆定位。3.4车载gps设备接入器的改善在系统中设计了一套虚拟GPS设备接入器来解决不同的车载GPS设备接入的问题,当车载GPS设备变更或增加新类型时,只需要修改或增加相应的虚拟GPS设备接入器即可。车辆的定位指挥根据用户的需要,设计完成了“GPS车辆监控管理系统”,实现了对被监控车队车辆的实时定位与指挥的功能,大大提高了车辆管理部门对车辆指挥与调度的效率,使相关管理人员可以在不同的指挥中心对被监控车队车辆进行定位指挥。在该系统的辅助下,利用GPS的空间定位功能将车辆GPS位置