危險(xiǎn)品運(yùn)輸車視頻監(jiān)控系統(tǒng)

緒論畢業(yè)設(shè)計(jì)（報(bào)告）課題:危險(xiǎn)品運(yùn)輸車視頻監(jiān)控系統(tǒng)學(xué)生:系部:物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院班級(jí):傳感1301班學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:裝訂交卷日期:2016.4.30摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)的同時(shí)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)和城市運(yùn)行所必須的重要工業(yè)產(chǎn)品、危險(xiǎn)品(石油、天然氣及其它危險(xiǎn)品等)無(wú)論是在生產(chǎn)還是生活領(lǐng)域越來(lái)越被廣泛的使用，而相關(guān)的運(yùn)輸是危險(xiǎn)品流通過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其流動(dòng)性大、不易管理、一旦發(fā)事故具有較大危險(xiǎn)性，頻發(fā)的?；愤\(yùn)輸事故說(shuō)明,?；愤\(yùn)輸環(huán)節(jié)的技術(shù)化監(jiān)管仍存在重大的漏洞和不足。如發(fā)生在2005年三月底的淮安氯氣泄漏慘劇造成死亡20多人，傷300多人，國(guó)內(nèi)媒體頻繁播報(bào)的高速公路、國(guó)道上發(fā)生的危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛發(fā)生車禍危險(xiǎn)品泄漏的新聞，這些都給特種運(yùn)輸行業(yè)敲響了警鐘。如何對(duì)特種運(yùn)輸尤其是危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理?一直是各地安全生產(chǎn)主管部門及危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)高度重視并亟待解決的問(wèn)題。目錄TOC\o"1-3"\u第一章緒論 21.1論文研究背景及意義 21.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 31.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 41.3論文主要研究?jī)?nèi)容 4第二章系統(tǒng)架構(gòu) 62.1系統(tǒng)組成 62.2系統(tǒng)體系架構(gòu) 7第三章系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 83.1車載定位終端 83.1.1GPS概述 83.1.2GPS定位原理 83.1.3GPS特點(diǎn) 93.2WEB服務(wù)的實(shí)現(xiàn) 93.2.1用戶登錄實(shí)現(xiàn) 93.2.2定位監(jiān)控 93.2.3實(shí)時(shí)查詢 103.2.4報(bào)警功能 103.3數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)部分 103.3.1數(shù)據(jù)層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 103.3.2通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn) 103.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)連接池 11第四章設(shè)備選型 124.1監(jiān)控中心選型 124.1.1監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 124.1.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 124.1.3分中心的構(gòu)建模式 134.1.4中心數(shù)據(jù)庫(kù) 144.2車載終端模塊選型 154.2.1車載終端需求分析 154.2.2車載終端的特點(diǎn) 164.2.3車載終端的功能 174.2.4車載終端硬件設(shè)計(jì) 174.2.5車載終端接口連接 18第五章系統(tǒng)調(diào)試 205.1分步運(yùn)行調(diào)試 205.1.1車載終端模塊功能運(yùn)行調(diào)試 205.1.2監(jiān)控中心功能運(yùn)行調(diào)試 215.2綜合功能運(yùn)行調(diào)試 22第六章總結(jié) 25緒論第一章緒論 本章首先闡述了危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)課題的提出，闡述其研究背景及意義，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。最后簡(jiǎn)要介紹了本課題的研究?jī)?nèi)容。1.1論文研究背景及意義危險(xiǎn)品是易燃、易爆、有強(qiáng)烈腐蝕性物品的總稱。危險(xiǎn)品被定義為可以造成可怕的危險(xiǎn)結(jié)果的物品，包括爆炸物（一級(jí)），易燃及有毒氣體（二級(jí)）、易燃液體（三級(jí)）、散裝貨物（四級(jí)）、化學(xué)物質(zhì)如：氧化性液體，高氯酸鹽等（五級(jí)），有毒的及感染性的物質(zhì)（六級(jí)），腐蝕性物質(zhì)（八級(jí)）。以上各種類型的危害需要被標(biāo)識(shí)清楚。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛增長(zhǎng)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)和城市運(yùn)行所必須的重要工業(yè)產(chǎn)品、危險(xiǎn)品（石油、天然氣及其它危險(xiǎn)品等）無(wú)論是在生產(chǎn)還是生活領(lǐng)域越來(lái)越被廣泛的使用，而相關(guān)的運(yùn)輸是危險(xiǎn)品流通過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其流動(dòng)性大、不易管理、一旦發(fā)生事故具有較大危險(xiǎn)性。2010年5月12日晚11時(shí)45分，陜西寧強(qiáng)縣108國(guó)道黃壩驛段，一油罐車與貨車相撞，油罐車泄漏汽油并爆炸，造成4人死亡，1人重傷，6輛汽車被燒毀。2010年5月11日凌晨3時(shí)20分，309國(guó)道河北邯鄲市涉縣與武安市交界處，一輛滿載煤土的貨車和一輛甲醛罐車發(fā)生追尾事故，甲醛車罐體破損引發(fā)火災(zāi)，繼而發(fā)生爆炸。2010年5月8日上午9時(shí)50分，一輛裝載有2噸冰乙酸的中型貨車行至廣深高速公路廣州往深圳方向新塘路段由于爆胎翻車，導(dǎo)致約400公斤冰乙酸泄漏。這類危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故發(fā)生的原因有：危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛超載、天氣惡劣、道路狀況不良、駕駛員疏忽違規(guī)等。此外，駕駛員可能被泄漏出的毒氣傷害而失去知覺(jué)，或者自身素質(zhì)低下而只顧自身逃逸，未能在事故發(fā)生后的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，使得危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)一步泄漏擴(kuò)散或爆炸。由于缺乏對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸全過(guò)程實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、有效地監(jiān)控和管理，使得危險(xiǎn)品運(yùn)輸事故頻繁出現(xiàn)，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失，嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境，影響了和諧社會(huì)的構(gòu)建。危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛在危險(xiǎn)品裝載、運(yùn)輸和卸載的過(guò)程中一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)品意外泄露擴(kuò)散或因交通事故導(dǎo)致危險(xiǎn)品泄露擴(kuò)散進(jìn)而爆炸，車輛監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心工作人員通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛異常，立即與車輛附近救援隊(duì)取得聯(lián)系，迅速開(kāi)展救援活動(dòng)，把損失、危害降到最低。研發(fā)并安裝危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)是事故預(yù)防與事故發(fā)生后迅速采取救援措施的有效手段。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀近年來(lái)，隨著車載監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)的普及，各大中型危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)紛紛選用“車載嵌入式監(jiān)控+車輛行駛記錄儀”，來(lái)加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的全程監(jiān)控，再配合GIS/GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以有效的監(jiān)控運(yùn)輸過(guò)程，盡可能的降低危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩[患，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，一舉解決原來(lái)危險(xiǎn)品安全運(yùn)輸生產(chǎn)的諸多問(wèn)題。我國(guó)的車輛導(dǎo)航、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究起始于上世紀(jì)90年代，并經(jīng)歷了一個(gè)曲折的發(fā)展過(guò)程。20世紀(jì)90年代各地相繼建立了一些專用的基于GPS的車輛跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于如銀行、公安等一些特殊部門的車輛跟蹤監(jiān)控。受當(dāng)時(shí)無(wú)線通訊條件的限制，移動(dòng)端與監(jiān)控端的通訊聯(lián)系一般采用集群通信電臺(tái)，即采用GPS+集群通信電臺(tái)+GIS的技術(shù)模式。由于需要建立專用的GPS數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備投資大，需專人維護(hù)，用戶費(fèi)用高，所以應(yīng)用范圍僅限在特殊行業(yè)的特種車輛的跟蹤監(jiān)控。受通信鏈路的制約，車輛監(jiān)控系統(tǒng)在其他行業(yè)的推廣并不是很順利。但隨著GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的擴(kuò)大，為解決這個(gè)問(wèn)題找到了一個(gè)很好的手段。建立在GSM網(wǎng)絡(luò)上的短消息服務(wù)(CSMS)為車輛監(jiān)控系統(tǒng)提供了一種方便、便宜的數(shù)據(jù)傳送手段。此后，車輛監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)較快的發(fā)展階段，入網(wǎng)的車輛成倍增加。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在有了更好的選擇，GPRS就是其中之一。作為GPS、GSM車輛監(jiān)控系統(tǒng)瓶頸問(wèn)題的通信網(wǎng)絡(luò)，以往是通過(guò)采用GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)公眾網(wǎng)的短消息服務(wù)(SMS)來(lái)傳送數(shù)據(jù)，但它有其自身的缺點(diǎn)，比如只能發(fā)送文本數(shù)據(jù)、時(shí)延比較長(zhǎng)等等。近幾年被稱為2.5G技術(shù)的GPRS(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))在車載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，它的主要特點(diǎn)是高速、可靠、可“alwaysonline”，即“永遠(yuǎn)在線”，只有在有數(shù)據(jù)流量的時(shí)候才產(chǎn)生費(fèi)用。有些通信公司為發(fā)展其數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，推出了GPRS數(shù)據(jù)包月業(yè)務(wù)，這對(duì)于要求頻繁傳送數(shù)據(jù)的車載監(jiān)控系統(tǒng)這一市場(chǎng)無(wú)疑是大有益處的。同時(shí)也加速了該技術(shù)的應(yīng)用。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀對(duì)于危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的監(jiān)控，國(guó)內(nèi)采用最多的還是傳統(tǒng)的汽車記錄儀，即常說(shuō)的“汽車黑匣子”。它的作用是監(jiān)測(cè)、記錄車輛的行駛狀態(tài)，存儲(chǔ)車輛在行駛過(guò)程中的各狀態(tài)參數(shù)。近年來(lái)，危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的管理得到運(yùn)輸企業(yè)及管理部門的重視，對(duì)危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的監(jiān)控也有了進(jìn)一步發(fā)展。許松華分析了危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，采用條形碼作為終端標(biāo)識(shí)ID，將狀態(tài)信息上傳給監(jiān)控中心管理。秦海濤等人在面向化學(xué)品運(yùn)輸?shù)能囕v定位監(jiān)控系統(tǒng)中提出了GPS與OSM短消息相融合的設(shè)計(jì)思路。吳志華設(shè)計(jì)了基于多傳感器的危險(xiǎn)品槽車監(jiān)控系統(tǒng)，將運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)品信息實(shí)時(shí)傳給駕駛?cè)藛T以及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。秦玉針對(duì)危險(xiǎn)山東大學(xué)碩士學(xué)位論文品集裝箱在物流運(yùn)輸過(guò)程中的狀態(tài)，使用RFID技術(shù)、GPS/GPRS技術(shù)完成了集裝箱運(yùn)輸車輛的方位監(jiān)控。綜合分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況，可以看出我國(guó)在危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的車載終端方面做了大量研究，取得了較為豐富的研究成果。但對(duì)于危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控中心的研究相對(duì)薄弱。1.3論文主要研究?jī)?nèi)容

本課題的主要目的是設(shè)計(jì)用于危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛的監(jiān)控系統(tǒng)。論文針對(duì)國(guó)內(nèi)外危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，在大量收集、分析相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出了監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了車載終端的設(shè)計(jì)，給出了監(jiān)控中心電子地圖監(jiān)控功能及數(shù)據(jù)通信模塊的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了車載終端和監(jiān)控中心的聯(lián)合測(cè)試。論文的主要工作如下：①分析了危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)的功能與性能要求，介紹了監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、系統(tǒng)架構(gòu)。完成監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。②根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)要求對(duì)車載終端進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定車載終端構(gòu)成，選定了主控芯片，對(duì)GPS模塊、GPRS模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行了應(yīng)用分析并給出了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)。③對(duì)監(jiān)控中心進(jìn)行了設(shè)計(jì)，將監(jiān)控中心分為數(shù)據(jù)層、邏輯功能層、用戶層及電子地圖。給出了數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)及邏輯功能層數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)代碼。提出了數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)優(yōu)化方式并給出數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的實(shí)現(xiàn)。利用WEB服務(wù)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心的部分功能。 ④對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，首先對(duì)車載終端進(jìn)行了初步測(cè)試，接著對(duì)監(jiān)控中心進(jìn)行了測(cè)試，最后將車載終端和監(jiān)控中心進(jìn)行了聯(lián)合測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架第二章系統(tǒng)架構(gòu)2.1系統(tǒng)組成 整個(gè)系統(tǒng)由車載終端、監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)部分組成，如圖2-1所示：圖2-1車輛監(jiān)控構(gòu)成 車載終端作為采集數(shù)據(jù)安裝在危險(xiǎn)品運(yùn)輸車?yán)?，主要由GPS模塊接受數(shù)據(jù)，車載終端主要由GPS模塊、數(shù)據(jù)處理單元及儲(chǔ)存模塊組成，整個(gè)系統(tǒng)由車載電平進(jìn)行供電。 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是車載終端和監(jiān)控中心的信息通信通道，借助第三方運(yùn)營(yíng)平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)操作、保存及備份。 WEB服務(wù)器提供基于Internet的web服務(wù)，提供給用戶監(jiān)控界面并可根據(jù)用戶頁(yè)面請(qǐng)求組織結(jié)構(gòu)響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。可對(duì)電子地圖進(jìn)行操作并將把在電子地圖進(jìn)行操作的用戶請(qǐng)求發(fā)送給通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)由WEB服務(wù)器進(jìn)行處理和展現(xiàn)。用戶可以根據(jù)瀏覽器對(duì)監(jiān)控車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。 數(shù)據(jù)服務(wù)器用來(lái)存儲(chǔ)鑒權(quán)完的車輛數(shù)據(jù)，包括車輛的行駛位置、行駛速度、行駛狀態(tài)等。2.2系統(tǒng)體系架構(gòu) 車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)在架構(gòu)時(shí)采用B/S架構(gòu)。B/S架構(gòu)，如圖2-2所示：圖2-2B/S架構(gòu) B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式），是WEB興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，WEB瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用?？蛻魴C(jī)上只要安裝一個(gè)瀏覽器，如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服務(wù)器安裝SQLServer、Oracle、MYSQL等數(shù)據(jù)庫(kù)。瀏覽器通過(guò)WebServer同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。B/S最大的特點(diǎn)就是不需要安裝任何軟件，在一臺(tái)電腦上車載即可，此外，B/S還有其他特點(diǎn)： ①B/S建立在廣域網(wǎng)之上的，不必是專門的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境，例如電話上網(wǎng)，租用設(shè)備.信息自己管理.有比C/S更強(qiáng)的適應(yīng)范圍，一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行。 ②B/S建立在廣域網(wǎng)之上，對(duì)安全的控制能力相對(duì)弱，可能面向不可知的用戶。 ③B/S的多重結(jié)構(gòu)，要求構(gòu)件相對(duì)獨(dú)立的功能，能夠相對(duì)較好的重用，就如買來(lái)的餐桌可以再利用，而不是做在墻上的石頭桌子。 ④B/S構(gòu)件組成，方便構(gòu)件個(gè)別的更換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫升級(jí)，系統(tǒng)維護(hù)開(kāi)銷減到最小.用戶從網(wǎng)上自己下載安裝就可以實(shí)現(xiàn)升級(jí)。⑤B/S信息流向可變化，B-BB-CB-G等信息、流向的變化，更像交易中心。 基于B/S結(jié)構(gòu)得GPS危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)可在一個(gè)監(jiān)控中心擴(kuò)展多級(jí)分監(jiān)控中心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)復(fù)雜分監(jiān)控中心連接成一二可以互動(dòng)的整體。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)第三章系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)3.1車載定位終端 終端系統(tǒng)主要由三大部分組成：車載（GPS/北斗）監(jiān)控終端、通信網(wǎng)絡(luò)及調(diào)度監(jiān)控中心，其中車載（GPS/北斗）監(jiān)控終端又稱車機(jī)、（GPS/北斗）終端、（GPS/北斗）監(jiān)控終端，它負(fù)責(zé)接收、發(fā)送GPS定位信息、狀態(tài)信息及控制信息，通信網(wǎng)絡(luò)則是實(shí)現(xiàn)車輛與調(diào)度監(jiān)控中心信息交換的載體，一般指GSM/GPRS/CDMA基站及Internet，調(diào)度監(jiān)控中心是整個(gè)信息系統(tǒng)的通訊核心，負(fù)責(zé)與車載GPS監(jiān)控終端的信息交換、各種內(nèi)容和控制信息的分類、記錄和轉(zhuǎn)發(fā)。3.1.1GPS概述 全球定位系統(tǒng)(GPS)是“授時(shí)、測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)／全球定位系統(tǒng)(NavigationsystermTimingandRanging／GlobalPositioningSystem)的簡(jiǎn)稱。該系統(tǒng)是由美國(guó)國(guó)防部于1973年組織研制，主要為軍事導(dǎo)航與定位服務(wù)的系統(tǒng)。歷經(jīng)20年，耗資300億美元，于1993年建設(shè)成功。GPS是利用衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航、定位、測(cè)速和授時(shí)功能，以及良好的保密性和抗干擾性。它已成為美國(guó)導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，被稱為本世紀(jì)繼阿波羅登月、航天飛機(jī)之后又一重大航天技術(shù)。GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)不但可以用于軍事上各種兵種和武器的導(dǎo)航定位，而且在民用上也發(fā)揮重大作用。如智能交通系統(tǒng)中車輛導(dǎo)航、車輛管理和救援；民用飛機(jī)和船只導(dǎo)航及姿態(tài)測(cè)量；大氣參數(shù)測(cè)試；電力和通訊系統(tǒng)中的時(shí)間控制；地震和地球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；地球動(dòng)力學(xué)研究等。特別是在大地測(cè)量、城市和礦山控制測(cè)量、建筑物變形測(cè)量、水下地形測(cè)量等方面得到廣泛的應(yīng)用。GPS于1986年開(kāi)始引入我國(guó)測(cè)繪界，由于它比常規(guī)測(cè)量方法具有定位速度快、成本低、不受天氣影響、點(diǎn)間無(wú)需通視、不建標(biāo)等優(yōu)越性，且具有儀器輕巧、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已在測(cè)繪行業(yè)中廣泛使用。衛(wèi)星定位技術(shù)的引入已引起了測(cè)繪技術(shù)的一場(chǎng)革命，從而使測(cè)繪領(lǐng)域步入一個(gè)嶄新的時(shí)代。3.1.2GPS定位原理GPS定位的原理是利用GPS信號(hào)接收器接收并解析太空中衛(wèi)星發(fā)出的電波中的軌道及時(shí)間信息，計(jì)算出GPS信號(hào)接收器所在的經(jīng)緯度以及移動(dòng)速度等信息。通俗的講就是通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星到GPS信號(hào)接收器之間的距離，再利用其余衛(wèi)星上的信息，計(jì)算GPS信號(hào)接收機(jī)現(xiàn)在所處的位置。衛(wèi)星的位置可以在衛(wèi)星星歷中查出，而衛(wèi)星與用戶之間的距離則可以通過(guò)計(jì)算得出。太空衛(wèi)星的信息在傳遞過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間，所耗費(fèi)時(shí)間由接收機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘和衛(wèi)星時(shí)鐘做差得到，將此時(shí)間差值乘以光速，就可以計(jì)算出衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間的距離。當(dāng)GPS衛(wèi)星進(jìn)行定位時(shí)，會(huì)不斷的發(fā)射由1和0組成的電文，稱為導(dǎo)航電文。導(dǎo)航電文中包含時(shí)間信息、衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星工作狀況正等信息。其中最重要的為衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，星歷數(shù)據(jù)包括開(kāi)普勒軌道參數(shù)和軌道攝動(dòng)改正參數(shù)等信息。用戶通過(guò)接收導(dǎo)航電文來(lái)計(jì)算出GPS信號(hào)接收器的位置。3.1.3GPS特點(diǎn) 目前，GPS定位技術(shù)在車輛導(dǎo)航，移動(dòng)手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上有了廣泛應(yīng)用，特別是針對(duì)特殊車輛的監(jiān)控，GPS定位技術(shù)已經(jīng)成為重要技術(shù)手段。GPS定位技術(shù)的廣泛應(yīng)用究其原因是由于以下特點(diǎn)127J：①由于用于GPS定位的衛(wèi)星分布位置科學(xué)且數(shù)目巨多，在理論上能夠保證全球任何地點(diǎn)可同時(shí)有至少６顆衛(wèi)星對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，而且?guī)缀醪皇軞夂?、時(shí)間和地域的限制，因此環(huán)境因素對(duì)GPS技術(shù)的誤差影響很小。②GPS的定位精度比較高。利用GPS技術(shù)可以采用偽距定位，也可以利用載波相位、多普勒頻移定位等技術(shù)。利用GPS信號(hào)的精碼（P碼），其測(cè)距的最高精度可達(dá)0.1m，還可以提供三維坐標(biāo)。③GPS的定位時(shí)間短，基本可以實(shí)現(xiàn)“按時(shí)”定位。GPS信號(hào)發(fā)出的頻率高，危險(xiǎn)品乍輛豁摔系統(tǒng)分析及總體設(shè)計(jì)信號(hào)接收機(jī)在1秒內(nèi)可以接收多達(dá)20次的信號(hào)，利用GPS技術(shù)進(jìn)行定位所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同等條件下利用其它技術(shù)進(jìn)行定位所需的時(shí)間。④GPS接收機(jī)的自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單。使用GPS接收機(jī)方便快捷，只需簡(jiǎn)單設(shè)置，接收機(jī)便可以自動(dòng)接收并處理數(shù)據(jù)。3.2WEB服務(wù)的實(shí)現(xiàn) 此系統(tǒng)指的是WEB系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，是整個(gè)定位監(jiān)控系統(tǒng)與用戶互動(dòng)的頁(yè)面，根據(jù)用戶的頁(yè)面請(qǐng)求發(fā)送到通信網(wǎng)關(guān)，并將處理后的數(shù)據(jù)返回給用戶。3.2.1用戶登錄實(shí)現(xiàn) 在安裝車載終端之前，操作人員已將有關(guān)終端信息（包括終端用戶）錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，在用戶安裝激活車載終端之后，可根據(jù)系統(tǒng)分配的賬號(hào)和密碼進(jìn)行登錄，監(jiān)控管理所屬的車輛。3.2.2定位監(jiān)控車載嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，車載行駛記錄終端按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔連續(xù)上報(bào)車輛的行駛狀態(tài)和實(shí)時(shí)位置等信息，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行處理和存貯，能夠?qū)崟r(shí)了解危險(xiǎn)品車輛的行駛狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境或人為問(wèn)題，包括隨意停車，無(wú)關(guān)搭乘等通過(guò)3G/GPS地理信息/衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以將定位信號(hào)輸送到車輛監(jiān)控調(diào)度中心。監(jiān)控調(diào)度中心通過(guò)差分技術(shù)換算成位置信息，然后通過(guò)3G將位置信號(hào)用地圖語(yǔ)言顯示出來(lái)，最終可通過(guò)服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)車輛的定位導(dǎo)航、服務(wù)救援軌跡記錄等功能。3.2.3實(shí)時(shí)查詢可隨時(shí)查詢危險(xiǎn)品、劇毒化學(xué)品生產(chǎn)及運(yùn)輸企業(yè)的信息，涉及劇毒化學(xué)品管理的法律法規(guī)的發(fā)布及劇毒化學(xué)品名錄?？刹樵兺羞\(yùn)單位名稱、運(yùn)輸單位名稱及運(yùn)輸路線，運(yùn)輸相關(guān)車輛和運(yùn)輸相關(guān)人員，運(yùn)輸劇毒化學(xué)品的名稱、數(shù)量及相關(guān)公路運(yùn)輸通行證的有效期等。3.2.4報(bào)警功能 當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警信息即被遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心的地圖上該車輛對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)會(huì)不停閃爍，監(jiān)控人員用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該車輛對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)，該車輛的信息(如車牌號(hào)、行車路線等)和司機(jī)信息(如姓名、年齡、駕齡等)會(huì)自動(dòng)顯示出來(lái);與該車輛對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)會(huì)通過(guò)GPRS或3G傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員立即可以對(duì)該輛車進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。結(jié)合GPS和電子地圖，警方可以立即了解到該車輛的位置，據(jù)此迅速出警。3.3數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)部分3.3.1數(shù)據(jù)層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原則如下：數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和安全性數(shù)據(jù)庫(kù)各表格之間遵循統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)庫(kù)編程中盡量使用存儲(chǔ)過(guò)程，可使程序變得穩(wěn)定。 ④數(shù)據(jù)資源采用集中管理。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的選用MicrosoftSQLServer2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，其優(yōu)勢(shì)在于：MicrosoftSQLServer2005集成多種函數(shù)、數(shù)據(jù)類型、對(duì)象。使所有權(quán)限都可授予以及用戶與構(gòu)架分離在內(nèi)的功能增強(qiáng)了安全性。③SQLServer2005數(shù)據(jù)庫(kù)引擎支持XML數(shù)據(jù)類型，用于將XML文檔存儲(chǔ)在列表中。3.3.2通信網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn) 通信模塊連接多個(gè)設(shè)備并管理數(shù)據(jù)連接通道，通過(guò)GPRS連接設(shè)備終端，接收設(shè)備信息并將監(jiān)控信息發(fā)送至各個(gè)設(shè)備終端，保證接收信息的完整性與有效性。 若一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)終端，那么服務(wù)器運(yùn)行壓力增大，運(yùn)行效率大大降低，所以，為減輕服務(wù)器運(yùn)行壓力，我們?cè)诖讼到y(tǒng)采用JAVA的多線程技術(shù)，增加運(yùn)行效率，使之能在短時(shí)間內(nèi)接收多條數(shù)據(jù)類型。 應(yīng)用連接模塊是系統(tǒng)與用戶連接是一必不可少的基本功能，用戶給對(duì)終端下達(dá)有效指令，應(yīng)用連接模塊接受指令，并將指令進(jìn)一步下發(fā)。3.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)連接池 數(shù)據(jù)庫(kù)連接是一種關(guān)鍵的有限的昂貴的資源，這一點(diǎn)在多用戶的網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用程序中體現(xiàn)得尤為突出。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的管理能顯著影響到整個(gè)應(yīng)用程序的伸縮性和健壯性，影響到程序的性能指標(biāo)。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出來(lái)的。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池負(fù)責(zé)分配、管理和釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接，它允許應(yīng)用程序重復(fù)使用一個(gè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，而不是再重新建立一個(gè)；釋放空閑時(shí)間超過(guò)最大空閑時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)連接來(lái)避免因?yàn)闆](méi)有釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接而引起的數(shù)據(jù)庫(kù)連接遺漏。這項(xiàng)技術(shù)能明顯提高對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的性能。 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池原理：連接池基本的思想是在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，將數(shù)據(jù)庫(kù)連接作為對(duì)象存儲(chǔ)在內(nèi)存中，當(dāng)用戶需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，并非建立一個(gè)新的連接，而是從連接池中取出一個(gè)已建立的空閑連接對(duì)象。使用完畢后，用戶也并非將連接關(guān)閉，而是將連接放回連接池中，以供下一個(gè)請(qǐng)求訪問(wèn)使用。而連接的建立、斷開(kāi)都由連接池自身來(lái)管理。同時(shí)，還可以通過(guò)設(shè)置連接池的參數(shù)來(lái)控制連接池中的初始連接數(shù)、連接的上下限數(shù)以及每個(gè)連接的最大使用次數(shù)、最大空閑時(shí)間等等。也可以通過(guò)其自身的管理機(jī)制來(lái)監(jiān)視數(shù)據(jù)庫(kù)連接的數(shù)量、使用情況等。 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接池時(shí)，不得不考慮它的最小連接與最大連接的影響因素：①最小連接數(shù)是連接池一直保持的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，所以如果應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)連接的使用量不大，將會(huì)有大量的數(shù)據(jù)庫(kù)連接資源被浪費(fèi)。②最大連接數(shù)是連接池能申請(qǐng)的最大連接數(shù)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)連接請(qǐng)求超過(guò)此數(shù)，后面的數(shù)據(jù)庫(kù)連接請(qǐng)求將被加入到等待隊(duì)列中，這會(huì)影響之后的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。最小連接數(shù)與最大連接數(shù)相差太大那么最先的連接請(qǐng)求將會(huì)獲利，之后超過(guò)最小連接數(shù)量的連接請(qǐng)求等價(jià)于建立一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)連接。不過(guò)，這些大于最小連接數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接在使用完不會(huì)馬上被釋放，它將被放到連接池中等待重復(fù)使用或是空閑超時(shí)后被釋放。設(shè)備選型設(shè)備選型第四章設(shè)備選型4.1監(jiān)控中心選型 監(jiān)控中心是整個(gè)車輛監(jiān)控系統(tǒng)的通信樞紐，負(fù)責(zé)車載GPS數(shù)據(jù)和監(jiān)控音視頻的接收及控制指令的下發(fā)，同時(shí)對(duì)車載數(shù)據(jù)和控制指令進(jìn)行存儲(chǔ)，為監(jiān)控客戶端的歷史數(shù)據(jù)回放提供了數(shù)據(jù)。4.1.1監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖4.1.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說(shuō)明監(jiān)控中心由若干個(gè)GIS圖形工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、系統(tǒng)管理工作站、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)工作站、UPS電源以及網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備等組成一個(gè)有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)；通過(guò)路由器與外部系統(tǒng)的安全互連；并且通過(guò)大屏幕、投影儀以及雙顯卡主控計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)絕好的GIS信息顯示和移動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控。下面對(duì)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的主要構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：中心服務(wù)器：中心服務(wù)器可采用INTEL或者IBM高端服務(wù)器，Windows2000AdvanceSERVER操作系統(tǒng)，可選擇雙機(jī)熱備份。◆數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：主要存貯各種通訊、調(diào)度、報(bào)警、系統(tǒng)管理、統(tǒng)計(jì)、公共信息和相應(yīng)資料等數(shù)據(jù)，運(yùn)行如SQLSERVER、MYSQL、ORACLE等大型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)；由專業(yè)的系統(tǒng)管理員進(jìn)行維護(hù)；◆通訊服務(wù)器：運(yùn)行通訊程序和網(wǎng)管程序；完成信息收發(fā)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能；◆備份服務(wù)器：通過(guò)相應(yīng)的備份硬件或軟件實(shí)時(shí)備份數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性；②各個(gè)工作站：監(jiān)控系統(tǒng)暫時(shí)先設(shè)置若干臺(tái)GIS工作站，其數(shù)量可以非常方便的進(jìn)行擴(kuò)充，通過(guò)車輛分組和用戶角色權(quán)限設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)靈活的移動(dòng)目標(biāo)分配，同時(shí)每一個(gè)操作都受到系統(tǒng)控制和記錄；每一個(gè)GIS工作站由電子地圖、地理信息系統(tǒng)和移動(dòng)目標(biāo)的應(yīng)用管理軟件為軟件平臺(tái)，以圖形工作站為硬件支持，負(fù)責(zé)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位監(jiān)控、歷史軌跡回放和調(diào)度管理等功能。③網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)責(zé)組成內(nèi)部局域網(wǎng)及跟與移動(dòng)之間的專線網(wǎng)絡(luò)，以保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，有利于擴(kuò)展及內(nèi)部的安全性。④大屏投影設(shè)備

作為一種顯示設(shè)備，建議選用1024*768的大屏投影。⑥UPS電源：系統(tǒng)后備電源按照上述系統(tǒng)架構(gòu)，監(jiān)控中心需要的全天候運(yùn)行要求。不間斷電源不小于4小時(shí)配備。在設(shè)備清單中，按照系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)量及其它控制設(shè)備要求配置后備電源。4.1.3分中心的構(gòu)建模式于集團(tuán)用戶,集團(tuán)下屬有很多個(gè)分中心，各個(gè)分中心都需要實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度自己的車輛，可采用分中心用ADSL上網(wǎng)的方式接入INTERNET，總中心也可用相同的方式接入INTERNET，需在總中心申請(qǐng)一個(gè)固定的全球IP地址。由于中心系統(tǒng)采用了中間件（COM+）技術(shù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都在總中心，分中心可以看作是總中心的GIS工作站的簡(jiǎn)單延伸，擴(kuò)展十分方便；同時(shí)，另有分中心自主擁有數(shù)據(jù)庫(kù)，享用總中心通信資源的更加靈活的分中心設(shè)計(jì)方案。4.1.4中心數(shù)據(jù)庫(kù)中心數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心，以保證對(duì)大流量數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)豐富的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我公司設(shè)計(jì)出的數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)性能優(yōu)良，監(jiān)控目標(biāo)類型突破了以往的以“車輛”為主，實(shí)現(xiàn)了可對(duì)任何移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和管理；同時(shí)通過(guò)對(duì)索引、關(guān)鍵字和關(guān)系的優(yōu)化，使得該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以最小的物理空間存取最大的信息量。同時(shí)它和軟件系統(tǒng)一起提供對(duì)多種類型的車載終端的支持。該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行在兩臺(tái)高性能服務(wù)器上，主要存放本系統(tǒng)中各車輛、車載終端、用戶的基本資料，以及歷史數(shù)據(jù)，操作記錄等。它主要存放以下數(shù)據(jù)：◆車載臺(tái)屬性信息

◆車輛注冊(cè)信息

◆入網(wǎng)客戶（包括個(gè)人用戶和集團(tuán)用戶）信息；◆用戶信息

◆定位信息歷史記錄

◆中心命令記錄

◆自動(dòng)報(bào)警信息◆通信服務(wù)器中信息路由表的備份4.5.1通信模塊該部分主要是數(shù)據(jù)通信功能，它可支持DDN專線或者GSM/GPRS模塊的通信方式，可兼容中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、電信等多家專線接入?yún)f(xié)議；該部分的功能體現(xiàn)在:◆支持超大容量（支持每秒發(fā)送在200條以上）◆支持多級(jí)構(gòu)架（適合超大規(guī)模應(yīng)用，城網(wǎng)、省網(wǎng)、全國(guó)互連）◆支持多種接入?yún)f(xié)議（支持移動(dòng)或聯(lián)通的多種SMSC協(xié)議，ISMG網(wǎng)關(guān)協(xié)議接入，目前已經(jīng)支持十來(lái)種）◆支持多種通訊通道進(jìn)行信息互傳◆支持完善的通信日志記錄保存◆支持接口熱啟動(dòng)功能，可以對(duì)主要模塊在線拆卸◆支持同類通信網(wǎng)關(guān)的級(jí)聯(lián)◆支持同時(shí)多種異種分中心多樣接入（DDN,PPP,VPN,ADSL等）

4.2車載終端模塊選型 對(duì)于車載模塊的選型，本小節(jié)以下分別介紹了車載模塊的工作流程、需求分析以及硬件設(shè)計(jì)來(lái)完成對(duì)車載終端的選型。4.2.1車載終端需求分析車輛的所有信息都必須通過(guò)車載終端得到，而且車載終端還必須具備一定的處理能力，接收并處理分別來(lái)自GPS模塊和監(jiān)控中心發(fā)出的信息。車載終端包括ARM嵌入式主板、GPS衛(wèi)星接收模塊、3G無(wú)線通信模塊以及各種擴(kuò)展模塊。車載終端設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下功能和要求:①使用GPS模塊對(duì)車輛位置信息進(jìn)行采集和通過(guò)3G模塊向監(jiān)控終端發(fā)送各種數(shù)據(jù)信息。②應(yīng)具備基本的導(dǎo)航功能。包括電子地圖和車輛當(dāng)前位置點(diǎn)顯示，基本的地圖操作，地圖數(shù)據(jù)查詢等功能。③對(duì)位置信息數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。車載終端應(yīng)具備較強(qiáng)的處理能力，以適應(yīng)電子地圖加載和通訊的需要。④具備可靠的通信能力。車載終端的應(yīng)用環(huán)境決定了它采用3G無(wú)線通信方式是最好的選擇。⑤系統(tǒng)簡(jiǎn)易、方便、資源豐富，適應(yīng)低成本、低功耗、體積小的要求。車輛在運(yùn)行過(guò)程中，車載終端的GPS接收機(jī)接收定位衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)，計(jì)算出自身所處的地理位置的坐標(biāo)等信息為自身使用。同時(shí)通過(guò)車載終端的3G模塊由3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將車輛的位置、狀態(tài)、報(bào)警等綜合信息發(fā)送到監(jiān)控終端，并存入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。4.2.2車載終端的特點(diǎn)①外觀小巧，性能穩(wěn)定。主機(jī)如煙盒大小，可以安裝在很隱蔽的地方，GPS天線也無(wú)須安放在外，因?yàn)樗捎玫氖浅瑥?qiáng)度接收的第四代模塊，所以可以安放在車內(nèi)比較隱秘的地方。主機(jī)內(nèi)部元器件全部采用進(jìn)口工業(yè)級(jí)材料，核心GSM模塊為德國(guó)的西門子品牌，GPS模塊為HOLUXSIRFIII，核心單片機(jī)為穩(wěn)定性最強(qiáng)的PIC，其它IC元件為德國(guó)TI公司的。②安裝簡(jiǎn)單。只需要駁接原車兩條電源線即可，斷油裝置可接可不接，如果需要安裝斷油裝置的話只需將原車油泵供電線剪斷然后串聯(lián)到本機(jī)即可。誤報(bào)警率低。本產(chǎn)品注重人性化設(shè)計(jì)，將誤報(bào)警率降到最低。④多重防范，確保有警必報(bào)。4.2.3車載終端的功能車載GPS/GPRS終端的衛(wèi)星接收模塊采集到GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到車輛的地理坐標(biāo)信息。該信息通過(guò)車載終端處理之后，由GPRS無(wú)線通信模塊發(fā)送到GPRS無(wú)線通信網(wǎng)上。GPRS網(wǎng)絡(luò)根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議在車載終端和接人Internet網(wǎng)的監(jiān)控中心之間建立一條支持TCP/lP的數(shù)據(jù)通道。車載GPS/GPRS終端依靠該數(shù)據(jù)通道和監(jiān)控中心之間進(jìn)行信息的交互。監(jiān)控中心還可以通過(guò)該通道向下發(fā)送控制命令和服務(wù)信息。另外，除了車輛定位，系統(tǒng)還可以提供諸如防盜防搶、對(duì)移動(dòng)車輛進(jìn)行斷油斷電、顯示調(diào)度信息、醫(yī)療求助、移動(dòng)電話等多種服務(wù)。4.2.4車載終端硬件設(shè)計(jì)車載終端硬件系統(tǒng)以ATMEGA64(L)單片機(jī)和GPS+GPRS模塊為核心，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。信息處理和控制模塊本文采用AVR系列的單片機(jī)系統(tǒng)，主要是進(jìn)行信息處理和控制車載臺(tái)的各組成部分按照通信協(xié)議的要求執(zhí)行響應(yīng)的操作。該模塊由CPU、外部存儲(chǔ)器、I/O接口以及控制邏輯電路組成。CPU采用ATMEGA64(L)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，該單片機(jī)具有兩個(gè)串口，分別用來(lái)與GPS和GPRS模塊通信。它是基于增強(qiáng)的AVRRISO結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器，曲于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATMEGA64(L)的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。②GSM/GPRS+GPS模塊GSM/GPRS+GPS模塊采用SIMCOM公司的SIM508模塊。SIM508模塊是一款將三頻GSM/GPRS和具有20通道能力的GPS完全整合到一個(gè)模塊中(34mm×55mm×3mm)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)完全滿足車載應(yīng)用環(huán)境要求(溫度、濕度、防震等)。特別地，整合了附加元器件的SIM508可以節(jié)省很多時(shí)間和成本。車載終端通過(guò)模塊中的GPS部分獲得車輛的具體位置，經(jīng)過(guò)CPU處理后，顯示給用戶并通過(guò)GPRS部分將該信息發(fā)送到監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)定位跟蹤，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和短消息通信功能。③輸入輸出模塊車載終端的輸入主要有遙控器輸入(主要輸入設(shè)備)和手柄輸入兩種方式?？紤]到在緊急情況下手柄輸入的局限性，本文采用遙控器作為主要輸入設(shè)備，可以用來(lái)完成語(yǔ)音撥號(hào)、收發(fā)短消息、醫(yī)療求助、維修求助、啟閉設(shè)備等功能。輸出通過(guò)12232F液晶模塊實(shí)現(xiàn)，可以顯示圖形，也可以顯示7.5×2個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字，與外部CPU接口可以采用并行或串行，考慮到編程的簡(jiǎn)易性。4.2.5車載終端接口連接本車載終端采用串行接口連接，其特點(diǎn)如下①外觀小巧，性能穩(wěn)定。主機(jī)如煙盒大小，可以安裝在很隱蔽的地方，GPS天線也無(wú)須安放在外，因?yàn)樗捎玫氖浅瑥?qiáng)度接收的第四代模塊，所以可以安放在車內(nèi)比較隱秘的地方。主機(jī)內(nèi)部元器件全部采用進(jìn)口工業(yè)級(jí)材料，核心GSM模塊為德國(guó)的西門子品牌，GPS模塊為HOLUXSIRFIII，核心單片機(jī)為穩(wěn)定性最強(qiáng)的PIC，其它IC元件為德國(guó)TI公司的。②安裝簡(jiǎn)單。只需要駁接原車兩條電源線即可，斷油裝置可接可不接，如果需要安裝斷油裝置的話只需將原車油泵供電線剪斷然后串聯(lián)到本機(jī)即可。③誤報(bào)警率低。本產(chǎn)品注重人性化設(shè)計(jì)，將誤報(bào)警率降到最低。④多重防范，確保有警必報(bào)。

系統(tǒng)調(diào)試第五章系統(tǒng)調(diào)試5.1分步運(yùn)行調(diào)試 本系統(tǒng)能否能正常運(yùn)行的根本，主要看車載終端與監(jiān)控中心功能是否能正常運(yùn)行，接下來(lái)我們就要分別對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。5.1.1車載終端模塊功能運(yùn)行調(diào)試 車載終端的運(yùn)行首先需設(shè)計(jì)車載終端軟件，再調(diào)試其功能，本軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能或一個(gè)協(xié)議，各功能模塊以子函數(shù)形式出現(xiàn)，縮短了軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，易于程序修改和移植，同時(shí)，在編寫(xiě)軟件時(shí)，還留有一些軟件應(yīng)用接口，便于軟件升級(jí)，如增加新協(xié)議。車載終端軟件系統(tǒng)的主要功能是由主程序完成的。主程序采用狀態(tài)機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其工作流程如圖5-1所示。程序工作時(shí)先進(jìn)行GPS和GPRS串口初始化工作，然后進(jìn)入主控制循環(huán)。在主控循環(huán)中，先識(shí)別GPS數(shù)據(jù)是否有效，即定位是否成功，定位成功則系統(tǒng)轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)，建立GPRS連接，否則重新定位。建立好GPRS連接后便可以向監(jiān)控中心發(fā)送處理后的定位數(shù)據(jù)。同時(shí)，主程序運(yùn)行的過(guò)程中，還能響應(yīng)遙控器輸入中斷請(qǐng)求，以便實(shí)現(xiàn)其他功能。5.1.2監(jiān)控中心功能運(yùn)行調(diào)試監(jiān)控中心是調(diào)度指揮系統(tǒng)的核心，是遠(yuǎn)程可視指揮和監(jiān)控管理平臺(tái)，對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)車輛監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)音視頻雙向交互指揮，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)控設(shè)置，例如通過(guò)配置云臺(tái)，可以遙控車載前端攝像機(jī)。監(jiān)控中心由信息網(wǎng)關(guān)、服務(wù)中心、數(shù)據(jù)中心和車輛監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)組成。信息網(wǎng)關(guān)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)中心，每一個(gè)服務(wù)中心只能對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)每一個(gè)服務(wù)中心可以對(duì)應(yīng)多個(gè)監(jiān)控客戶端。如圖5-1-1所示。

信息網(wǎng)關(guān)信息網(wǎng)關(guān)N數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)庫(kù)N數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)中心服務(wù)中心NNNN監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端監(jiān)控終端如圖5-1-15.2綜合功能運(yùn)行調(diào)試系統(tǒng)完成分步運(yùn)行調(diào)試之后，再對(duì)系統(tǒng)的用戶登錄、車輛行駛路線軌跡回放、區(qū)域設(shè)定截圖、報(bào)警功能進(jìn)行測(cè)試，如圖5-1–5-4所示：用戶登錄如圖5-1所示圖5-1用戶登錄

車輛行駛路線軌跡回放如圖5-2所示圖5-2行駛軌跡區(qū)域設(shè)定截圖如圖5-3所示圖5-3區(qū)域設(shè)定截圖報(bào)警查詢?nèi)鐖D5-4所示圖5-4報(bào)警查詢

總結(jié)第六章總結(jié)與展望首先從GPS的原理入手，介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作流程與性能特點(diǎn)，并對(duì)車載終端和監(jiān)控中心的實(shí)現(xiàn)分別進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。文章主要