基于3G和行駛記錄儀的車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

　　隨著交通運(yùn)輸業(yè)的日益發(fā)展，如何利用現(xiàn)代科技來(lái)提高車輛的使用效率、降低耗損，建立集監(jiān)控、指揮、科學(xué)管理、協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)、安全防范為一體的監(jiān)控調(diào)度體系，并加強(qiáng)對(duì)不可預(yù)見(jiàn)危險(xiǎn)的安全防范能力，已經(jīng)成為目前迫切需要解決的問(wèn)題。目前采用的GPS只是一種宏觀管理方法，它與電子地圖結(jié)合起來(lái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)調(diào)度；但GPS系統(tǒng)受外部環(huán)境的影響較大，且存在有信號(hào)盲區(qū)，例如在山區(qū)、高層建筑附近、橋下以及隧道內(nèi)，GPS都會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷等情況，從而丟掉車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且在出現(xiàn)盲區(qū)后，重新定位所需時(shí)間較長(zhǎng)，這樣對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控就存在一定的問(wèn)題；而汽車行駛記錄儀不存在盲區(qū)問(wèn)題，真正能夠?qū)︸{駛員和車輛的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。

　　為此，本文設(shè)計(jì)的車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)集3G(GPS、GSM、GIS)和車輛行駛記錄儀技術(shù)于一體，它既能實(shí)現(xiàn)GPS調(diào)度管理，又能發(fā)揮汽車行駛記錄儀可有效監(jiān)管駕駛員的優(yōu)勢(shì)，從而可達(dá)到預(yù)防交通事故的目的，兩者融合還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控和調(diào)度指揮，故可為交通部門、企事業(yè)單位及個(gè)人用戶實(shí)現(xiàn)車輛管理現(xiàn)代化提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

　　1調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)集GSM、GPS和車輛行駛記錄儀接收機(jī)為一體，并通過(guò)移動(dòng)監(jiān)控目標(biāo)將動(dòng)態(tài)位置(經(jīng)度、緯度)、時(shí)間、狀態(tài)等信息，實(shí)時(shí)地通過(guò)GSM網(wǎng)傳送至監(jiān)控中心，然后在具有強(qiáng)大地理信息查詢功能的電子地圖上進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)控目標(biāo)位置及運(yùn)動(dòng)軌跡的顯示和回放，從而為車輛的調(diào)度監(jiān)控提供可視化依據(jù)，提高車輛的運(yùn)行安全和運(yùn)營(yíng)效率。

　　1.1 系統(tǒng)硬件組成

　　本車輛調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要由3部分組成。其中車載終端部分(包括GPS接收機(jī)／GPS天線、GSM通訊機(jī)／GSM天線、車輛行駛記錄儀組成)的外部硬件如圖 1所示；其次是GSM通信網(wǎng)絡(luò)部分(包括GSM基站控制器，移動(dòng)交換中心，GSM業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)以及GSM骨干網(wǎng)等)以及監(jiān)控中心部分(包括系統(tǒng)接收端，GIS管理系統(tǒng)、監(jiān)控終端設(shè)備等)，其硬件如圖2所示。本系統(tǒng)中的移動(dòng)目標(biāo)與監(jiān)控中心之間的定位信息與控制信息的發(fā)送與接收也可分成兩部分，在移動(dòng)目標(biāo)與GSM網(wǎng)關(guān)之間利用GSM網(wǎng)，在GSM網(wǎng)關(guān)與車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)之間則采用串口通信技術(shù)。

　　1.2工作原理

　　本系統(tǒng)的工作原理如圖3所示，其中車載終端主要負(fù)責(zé)車輛的定位、發(fā)送位置信息、接收并處理監(jiān)控中心下行數(shù)據(jù)或命令；監(jiān)控中心則負(fù)責(zé)接收并處理移動(dòng)單元的上行數(shù)據(jù)，同時(shí)在監(jiān)控平臺(tái)上形象、直觀地顯示車輛的位置和狀態(tài)，并根據(jù)需要進(jìn)行指揮調(diào)度；GSM通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)監(jiān)控中心和移動(dòng)單元之間數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，該傳輸采用GSM短信息方式，GPS車載臺(tái)的定位數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換后，可利用GSM手機(jī)的短信息信道傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心亦可通過(guò)GSM短信息信道向車輛發(fā)送指揮調(diào)度信令。GSM短信息方式具備GSM語(yǔ)音調(diào)制方式覆蓋范圍大和容量大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，短信息業(yè)務(wù)也具備傳輸速度快、不影響語(yǔ)音通話、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

　　2通信實(shí)現(xiàn)

　　2.1 GSM短信息方式

　　通過(guò)短消息可對(duì)車載終端進(jìn)行設(shè)備初始化和工作參數(shù)設(shè)定。監(jiān)控中心也可對(duì)車載終端進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。監(jiān)控中心主要通過(guò)短信息功能發(fā)送漢字信息到車載顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)車載信息調(diào)度功能。這樣，當(dāng)有信息到達(dá)時(shí)，車載終端就會(huì)提醒駕駛員。車載顯示屏可顯示漢字信息，并具有信息存儲(chǔ)、顯示功能。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，車輛將根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)發(fā)送車輛信息(含定位信息、車輛狀態(tài)信息)，時(shí)間間隔可由監(jiān)控中心遠(yuǎn)程調(diào)整。這樣，車輛一旦啟動(dòng)，終端即可開(kāi)始按設(shè)定的時(shí)間間隔發(fā)送車輛定位信息，而且信息可打包發(fā)送，同時(shí)每條信息中都含有中心設(shè)定條數(shù)的車輛位置和狀態(tài)信息。

　　2.2 系統(tǒng)接收端與監(jiān)控中心的接口通信

　　本接口主要解決GPS接收機(jī)與計(jì)算機(jī)串口的實(shí)時(shí)通信問(wèn)題，以實(shí)時(shí)讀取串口信息，再經(jīng)計(jì)算機(jī)分類、編碼處理，轉(zhuǎn)換成用戶所需信息后，自動(dòng)標(biāo)繪在電子地圖上。接口處理方法是首先打開(kāi)通信口，然后根據(jù)GPS接收機(jī)設(shè)置通信波特率、傳輸格式，并清除接收隊(duì)列，接著在串口事件發(fā)生時(shí)提出請(qǐng)求，最后由主窗口響應(yīng)并檢查所產(chǎn)生事件，讀取串口信息。