GPS車輛追蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) (1)
發(fā)布日期:: 2012/6/14 作者來源:: 電子工程世界/衛(wèi)通達(dá)
關(guān)鍵字：GPS 車輛追蹤系統(tǒng) 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)
1 系統(tǒng)主要組成
1.1 車載系統(tǒng)
1.1.1 GPS處理器(GPSPU)
它是安裝在車輛中的用于持續(xù)計(jì)算車輛位置的信息系統(tǒng),它具有體積小、表面不光滑、重量輕的特點(diǎn)。它可以與指揮中心進(jìn)行通信,也可作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)記錄器(具有黑匣子)的功能。
GPSPU的構(gòu)成元器件:
高質(zhì)量的GPS接受器;一個(gè)微型處理器;黑匣子記憶體;通信用的調(diào)制解調(diào)器;為周邊設(shè)備提供的接口;為個(gè)人的轉(zhuǎn)發(fā)器(可選);差分的接受器(可選)。
它是針對移動的物體設(shè)計(jì)的內(nèi)部GPS接受器,可接受12頻道和敏感的RF前端,科學(xué)的軟件運(yùn)算方法使該設(shè)備在苛刻環(huán)境下,例如在所屬區(qū)域存在高大建筑物、大樹等情況下,也有良好的性能。能夠快速定位,且在信號失去后,能很快地再獲得信號。
1.1.2 微型處理器
在GPSPU盒中有一個(gè)用于內(nèi)部操作系統(tǒng)的處理芯片。它從GPS的接受器中讀取位置輸出,并將當(dāng)前格式的信息存入主板的存儲器內(nèi)(或通過可選的內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)傳輸回控制中心)。系統(tǒng)GPSPU的多數(shù)功能是由其軟件提供的,系統(tǒng)可以最大限度地和使用者的系統(tǒng)相兼容。它可以控制輸入/輸出和周邊的附加設(shè)備。大部分的微型處理器的功能是由控制中心進(jìn)行控制。
1.1.3 黑匣子(數(shù)據(jù)記錄)
GPSPU可持續(xù)地記錄車輛的位置信息并存儲到主板的存儲器內(nèi)。數(shù)據(jù)的記錄和記錄的頻率可以進(jìn)行設(shè)定以適應(yīng)不同的需要。因該固定的存儲器是一個(gè)固化內(nèi)存,即使GPSPU系統(tǒng)處于永久無電的情況下。它也能很好的保護(hù)數(shù)據(jù)。記錄在GPSPU存儲器中的位置信息一般包括交通工具的身份識別號、日期、時(shí)間、緯度、經(jīng)度、速度、GPS狀態(tài)等。
1.1.4 通信選項(xiàng)
VTS系統(tǒng)使用了當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù),可與目前所有的標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)兼容。當(dāng)需要用通信連接設(shè)備(例如RF,GSM調(diào)制解調(diào)器)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控和操作時(shí),任何一種標(biāo)準(zhǔn)的通信用的調(diào)制解調(diào)器都可以被使用。大部分通信用的調(diào)制解調(diào)器都可以加載到該GPSPU系統(tǒng)上。
1.1.5 周邊設(shè)備的接口
標(biāo)準(zhǔn)的GPSPU具有3個(gè)光阻接口和4個(gè)開放的電子輸出端口,它們可以被用于接收或傳回電子信號到其它的設(shè)備上,例如門鎖、警報(bào)、感應(yīng)器等等。同時(shí)還提供了2個(gè)串口通信和1個(gè)總線接口,用于可移動的數(shù)字終端,顯示器/鍵盤,差分接受器,警報(bào)系統(tǒng),交通工具的控制設(shè)備等的連接。
1.1.6 表帶式轉(zhuǎn)發(fā)/接受器
它是針對個(gè)人安全而設(shè)計(jì)的,車載系統(tǒng)可以接受由表帶式轉(zhuǎn)發(fā)/接受器發(fā)送的信號完成多項(xiàng)任務(wù)。有效作用的直線距離為100m以內(nèi)。
1.2 控制中心
控制中心為操作員提供了在中心就可以對所有的車輛進(jìn)行管理的能力。一個(gè)控制中心可以同時(shí)操作多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來對多個(gè)車隊(duì)進(jìn)行管理?？刂浦行奶峁┝丝蛇x的客戶服務(wù)器設(shè)置,還可以提供一個(gè)管理用的SQL數(shù)據(jù)庫,包括小組、車輛的種類、車輛的識別、車輛的位置、駕駛員等信息。
如果控制中心的管理員需要或已經(jīng)進(jìn)行了自動設(shè)定的話,位置信息將會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行摹Ｔ诟挛恢眯畔⒁院?控制中心將處理這些信息并顯示車輛位置的數(shù)字化的電子地圖。并且在電子地圖中還可以提供改良的周圍環(huán)境地圖。
控制中心可以對車輛進(jìn)行管理并在電子地圖上顯示其運(yùn)動軌跡。所有傳入的信息將記錄在控制中心的SQL數(shù)據(jù)庫中,以便日后進(jìn)行查找,顯示和分析?？刂浦行牡牟僮鲉T可以即時(shí)查詢GPSPU模塊的狀態(tài)或記錄的位置信息,并可以控制GPSPU的基本功能,以及周邊的外圍設(shè)備。
1.2.1 即時(shí)跟蹤
控制中心可以根據(jù)車隊(duì)、車輛的種類、車輛的識別號或以上全部信息查詢車輛的位置信息對其進(jìn)行即時(shí)跟蹤。所有收集到的信息將被儲存在數(shù)據(jù)庫中,以備將來進(jìn)行查找和分析。
1.2.2 記錄信息
控制中心可以根據(jù)車隊(duì),車輛的種類、車輛的識別號或以上全部信息查詢車輛的位置信息,并將全部的位置信息儲存到數(shù)據(jù)庫中。
一個(gè)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)工具,允許操作員可以通過選擇可變的回應(yīng)率和操作員所選擇的日期/時(shí)間,按文本方式或電子地圖的方式,查詢記錄在GPSPU或控制中心的數(shù)據(jù)庫中的信息。
1.3 通信網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)使用當(dāng)今最先進(jìn)的通信技術(shù)可以和當(dāng)今任何標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)相連接。該通信網(wǎng)絡(luò)提供了GPSPU系統(tǒng)和控制中心的連接,以及操作員對GPSPU系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制等許多功能。當(dāng)操作員對GPSPU系統(tǒng)的歷史位置進(jìn)行查詢時(shí),或?qū)囕v的即時(shí)工作進(jìn)行即時(shí)跟蹤時(shí),車輛的位置信息會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳回給控制中心。附加的周邊設(shè)備也可以通過通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)提供多種通信網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)多種不同通信選項(xiàng)以及語音通信選項(xiàng)。
通信網(wǎng)絡(luò)接口
·現(xiàn)存的個(gè)人無線電網(wǎng)絡(luò)(數(shù)字或模擬的網(wǎng)絡(luò))
·數(shù)字網(wǎng)絡(luò)—數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)
·專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
·現(xiàn)存的集群無線電網(wǎng)絡(luò)
·衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)
并且它可以同時(shí)提供兩種通信選項(xiàng)。
關(guān)鍵字：GPS 車輛追蹤系統(tǒng) 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)
2 系統(tǒng)原理
車載系統(tǒng)接收衛(wèi)星(共24顆,平均分布在6條衛(wèi)星軌道上運(yùn)行)每秒種發(fā)來的有關(guān)衛(wèi)星本身坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù),用戶接收機(jī)可根據(jù)三顆衛(wèi)星發(fā)給的數(shù)據(jù)計(jì)算出自己的位置數(shù)據(jù),對于移動車輛,則需要第四顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù),以配合計(jì)算出移動車輛的移動速度與運(yùn)動方向。坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制解調(diào)器發(fā)射,通過通訊網(wǎng)絡(luò),控制中心通過調(diào)制解調(diào)器將車載系統(tǒng)發(fā)回的坐標(biāo)數(shù)據(jù)等信息還原后,與工作站上的電子地圖匹配,并在地圖上顯示被跟蹤車輛的現(xiàn)時(shí)正確位置,于是監(jiān)控中心就可非常清楚的掌握車輛的宏觀動態(tài)位置信息和運(yùn)行狀況。
3 系統(tǒng)功能
·即時(shí)的跟蹤系統(tǒng)
·數(shù)據(jù)載入
·智能分配
·貨物和駕駛員的監(jiān)管
·移動通信
·交通工具的監(jiān)管
·線路的顯示和分析
·自動緊急跟蹤和通信
·個(gè)人安全保障
·駕駛員輔助導(dǎo)航
·公路上的援救
·遠(yuǎn)程控制
4 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
·高品質(zhì),技術(shù)先進(jìn),低功耗,模塊化設(shè)計(jì)
·多種網(wǎng)絡(luò)通信接口(具有兩元選項(xiàng))
·可轉(zhuǎn)換的通信調(diào)制解調(diào)器的選項(xiàng)
·GIS工作站
·記錄數(shù)據(jù)的更新率和記錄率的選項(xiàng)
·在沒有衛(wèi)星信號的地方,能提供最近的位置信息
·GPSPU模塊體積小、質(zhì)量輕,并可以重新編程
·功能齊全的顯示和分析工具
·數(shù)據(jù)壓縮和加密的選項(xiàng)
·控制中心通知GPS失敗的功能
·遠(yuǎn)程控制交通工具的功能(亮燈、鎖門、警報(bào)、鳴等)
·24小時(shí)對交通工具進(jìn)行監(jiān)管和聯(lián)系
·連接多種外部設(shè)備
5 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
·系統(tǒng)容量為一臺圖控計(jì)算機(jī)可控制2048輛車
·電子地圖的切換達(dá)到地圖的消隱時(shí)間<2s
·定位精度為車輛的位置精度30m RMS(SAon),15m(SAoff)
GPS數(shù)據(jù)查詢速度為1個(gè)車/s。
6 系統(tǒng)的性能指標(biāo)
· 整個(gè)車載系統(tǒng)的防震符合MIL-STD-883的標(biāo)準(zhǔn)
· GPS衛(wèi)星接收機(jī)
接收方式:12通道并行接收
跟蹤方式:全視場(All-In-View)
協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):NMEA-0183
接收頻率:L1(1575.42MHz)C/A碼
信號電平:TTL
動態(tài)速度:極限速度:1800km/h加速度:5g
精度:單點(diǎn)定位:26m RMS(SA on)
差分定位:小于1m
溫度:工作溫度:-30°C～70 °C
關(guān)機(jī)溫度:-40°C～80°C
濕度:工作濕度:20%～98%
關(guān)機(jī)溫度:20%～99%
功耗:50mA
電源電壓:直流12V
典型熱啟動時(shí)間:<10s
自動初始化時(shí)間:<1min
重新捕捉時(shí)間:1.6s
· 通信網(wǎng)絡(luò)
GSM(900MHz)的性能標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)實(shí)際傳輸效率:12輛車的信息/s
整理：洪麓豐
1 系統(tǒng)主要組成
1.1 車載系統(tǒng)
1.1.1 GPS處理器(GPSPU)
它是安裝在車輛中的用于持續(xù)計(jì)算車輛位置的信息系統(tǒng),它具有體積小、表面不光滑、重量輕的特點(diǎn)。它可以與指揮中心進(jìn)行通信,也可作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)記錄器(具有黑匣子)的功能。
GPSPU的構(gòu)成元器件:
高質(zhì)量的GPS接受器;一個(gè)微型處理器;黑匣子記憶體;通信用的調(diào)制解調(diào)器;為周邊設(shè)備提供的接口;為個(gè)人的轉(zhuǎn)發(fā)器(可選);差分的接受器(可選)。
它是針對移動的物體設(shè)計(jì)的內(nèi)部GPS接受器,可接受12頻道和敏感的RF前端,科學(xué)的軟件運(yùn)算方法使該設(shè)備在苛刻環(huán)境下,例如在所屬區(qū)域存在高大建筑物、大樹等情況下,也有良好的性能。能夠快速定位,且在信號失去后,能很快地再獲得信號。
1.1.2 微型處理器
在GPSPU盒中有一個(gè)用于內(nèi)部操作系統(tǒng)的處理芯片。它從GPS的接受器中讀取位置輸出,并將當(dāng)前格式的信息存入主板的存儲器內(nèi)(或通過可選的內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)傳輸回控制中心)。系統(tǒng)GPSPU的多數(shù)功能是由其軟件提供的,系統(tǒng)可以最大限度地和使用者的系統(tǒng)相兼容。它可以控制輸入/輸出和周邊的附加設(shè)備。大部分的微型處理器的功能是由控制中心進(jìn)行控制。
1.1.3 黑匣子(數(shù)據(jù)記錄)
GPSPU可持續(xù)地記錄車輛的位置信息并存儲到主板的存儲器內(nèi)。數(shù)據(jù)的記錄和記錄的頻率可以進(jìn)行設(shè)定以適應(yīng)不同的需要。因該固定的存儲器是一個(gè)固化內(nèi)存,即使GPSPU系統(tǒng)處于永久無電的情況下。它也能很好的保護(hù)數(shù)據(jù)。記錄在GPSPU存儲器中的位置信息一般包括交通工具的身份識別號、日期、時(shí)間、緯度、經(jīng)度、速度、GPS狀態(tài)等。
1.1.4 通信選項(xiàng)
VTS系統(tǒng)使用了當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù),可與目前所有的標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)兼容。當(dāng)需要用通信連接設(shè)備(例如RF,GSM調(diào)制解調(diào)器)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控和操作時(shí),任何一種標(biāo)準(zhǔn)的通信用的調(diào)制解調(diào)器都可以被使用。大部分通信用的調(diào)制解調(diào)器都可以加載到該GPSPU系統(tǒng)上。
1.1.5 周邊設(shè)備的接口
標(biāo)準(zhǔn)的GPSPU具有3個(gè)光阻接口和4個(gè)開放的電子輸出端口,它們可以被用于接收或傳回電子信號到其它的設(shè)備上,例如門鎖、警報(bào)、感應(yīng)器等等。同時(shí)還提供了2個(gè)串口通信和1個(gè)總線接口,用于可移動的數(shù)字終端,顯示器/鍵盤,差分接受器,警報(bào)系統(tǒng),交通工具的控制設(shè)備等的連接。
1.1.6 表帶式轉(zhuǎn)發(fā)/接受器
它是針對個(gè)人安全而設(shè)計(jì)的,車載系統(tǒng)可以接受由表帶式轉(zhuǎn)發(fā)/接受器發(fā)送的信號完成多項(xiàng)任務(wù)。有效作用的直線距離為100m以內(nèi)。
1.2 控制中心
控制中心為操作員提供了在中心就可以對所有的車輛進(jìn)行管理的能力。一個(gè)控制中心可以同時(shí)操作多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來對多個(gè)車隊(duì)進(jìn)行管理?？刂浦行奶峁┝丝蛇x的客戶服務(wù)器設(shè)置,還可以提供一個(gè)管理用的SQL數(shù)據(jù)庫,包括小組、車輛的種類、車輛的識別、車輛的位置、駕駛員等信息。
如果控制中心的管理員需要或已經(jīng)進(jìn)行了自動設(shè)定的話,位置信息將會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行摹Ｔ诟挛恢眯畔⒁院?控制中心將處理這些信息并顯示車輛位置的數(shù)字化的電子地圖。并且在電子地圖中還可以提供改良的周圍環(huán)境地圖。
控制中心可以對車輛進(jìn)行管理并在電子地圖上顯示其運(yùn)動軌跡。所有傳入的信息將記錄在控制中心的SQL數(shù)據(jù)庫中,以便日后進(jìn)行查找,顯示和分析?？刂浦行牡牟僮鲉T可以即時(shí)查詢GPSPU模塊的狀態(tài)或記錄的位置信息,并可以控制GPSPU的基本功能,以及周邊的外圍設(shè)備。
1.2.1 即時(shí)跟蹤
控制中心可以根據(jù)車隊(duì)、車輛的種類、車輛的識別號或以上全部信息查詢車輛的位置信息對其進(jìn)行即時(shí)跟蹤。所有收集到的信息將被儲存在數(shù)據(jù)庫中,以備將來進(jìn)行查找和分析。
1.2.2 記錄信息
控制中心可以根據(jù)車隊(duì),車輛的種類、車輛的識別號或以上全部信息查詢車輛的位置信息,并將全部的位置信息儲存到數(shù)據(jù)庫中。
一個(gè)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)工具,允許操作員可以通過選擇可變的回應(yīng)率和操作員所選擇的日期/時(shí)間,按文本方式或電子地圖的方式,查詢記錄在GPSPU或控制中心的數(shù)據(jù)庫中的信息。
1.3 通信網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)使用當(dāng)今最先進(jìn)的通信技術(shù)可以和當(dāng)今任何標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)相連接。該通信網(wǎng)絡(luò)提供了GPSPU系統(tǒng)和控制中心的連接,以及操作員對GPSPU系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制等許多功能。當(dāng)操作員對GPSPU系統(tǒng)的歷史位置進(jìn)行查詢時(shí),或?qū)囕v的即時(shí)工作進(jìn)行即時(shí)跟蹤時(shí),車輛的位置信息會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳回給控制中心。附加的周邊設(shè)備也可以通過通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)提供多種通信網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)多種不同通信選項(xiàng)以及語音通信選項(xiàng)。
通信網(wǎng)絡(luò)接口
·現(xiàn)存的個(gè)人無線電網(wǎng)絡(luò)(數(shù)字或模擬的網(wǎng)絡(luò))
·數(shù)字網(wǎng)絡(luò)—數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)
·專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
·現(xiàn)存的集群無線電網(wǎng)絡(luò)
·衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)
并且它可以同時(shí)提供兩種通信選項(xiàng)。
關(guān)鍵字：GPS 車輛追蹤系統(tǒng) 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)
2 系統(tǒng)原理
車載系統(tǒng)接收衛(wèi)星(共24顆,平均分布在6條衛(wèi)星軌道上運(yùn)行)每秒種發(fā)來的有關(guān)衛(wèi)星本身坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù),用戶接收機(jī)可根據(jù)三顆衛(wèi)星發(fā)給的數(shù)據(jù)計(jì)算出自己的位置數(shù)據(jù),對于移動車輛,則需要第四顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù),以配合計(jì)算出移動車輛的移動速度與運(yùn)動方向。坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制解調(diào)器發(fā)射,通過通訊網(wǎng)絡(luò),控制中心通過調(diào)制解調(diào)器將車載系統(tǒng)發(fā)回的坐標(biāo)數(shù)據(jù)等信息還原后,與工作站上的電子地圖匹配,并在地圖上顯示被跟蹤車輛的現(xiàn)時(shí)正確位置,于是監(jiān)控中心就可非常清楚的掌握車輛的宏觀動態(tài)位置信息和運(yùn)行狀況。
3 系統(tǒng)功能
·即時(shí)的跟蹤系統(tǒng)
·數(shù)據(jù)載入
·智能分配
·貨物和駕駛員的監(jiān)管
·移動通信
·交通工具的監(jiān)管
·線路的顯示和分析
·自動緊急跟蹤和通信
·個(gè)人安全保障
·駕駛員輔助導(dǎo)航
·公路上的援救
·遠(yuǎn)程控制
4 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
·高品質(zhì),技術(shù)先進(jìn),低功耗,模塊化設(shè)計(jì)
·多種網(wǎng)絡(luò)通信接口(具有兩元選項(xiàng))
·可轉(zhuǎn)換的通信調(diào)制解調(diào)器的選項(xiàng)
·GIS工作站
·記錄數(shù)據(jù)的更新率和記錄率的選項(xiàng)
·在沒有衛(wèi)星信號的地方,能提供最近的位置信息
·GPSPU模塊體積小、質(zhì)量輕,并可以重新編程
·功能齊全的顯示和分析工具
·數(shù)據(jù)壓縮和加密的選項(xiàng)
·控制中心通知GPS失敗的功能
·遠(yuǎn)程控制交通工具的功能(亮燈、鎖門、警報(bào)、鳴等)
·24小時(shí)對交通工具進(jìn)行監(jiān)管和聯(lián)系
·連接多種外部設(shè)備
5 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
·系統(tǒng)容量為一臺圖控計(jì)算機(jī)可控制2048輛車
·電子地圖的切換達(dá)到地圖的消隱時(shí)間<2s
·定位精度為車輛的位置精度30m RMS(SAon),15m(SAoff)
GPS數(shù)據(jù)查詢速度為1個(gè)車/s。
6 系統(tǒng)的性能指標(biāo)
· 整個(gè)車載系統(tǒng)的防震符合MIL-STD-883的標(biāo)準(zhǔn)
· GPS衛(wèi)星接收機(jī)
接收方式:12通道并行接收
跟蹤方式:全視場(All-In-View)
協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):NMEA-0183
接收頻率:L1(1575.42MHz)C/A碼
信號電平:TTL
動態(tài)速度:極限速度:1800km/h加速度:5g
精度:單點(diǎn)定位:26m RMS(SA on)
差分定位:小于1m
溫度:工作溫度:-30°C～70 °C
關(guān)機(jī)溫度:-40°C～80°C
濕度:工作濕度:20%～98%
關(guān)機(jī)溫度:20%～99%
功耗:50mA
電源電壓:直流12V
典型熱啟動時(shí)間:<10s
自動初始化時(shí)間:<1min
重新捕捉時(shí)間:1.6s
· 通信網(wǎng)絡(luò)
GSM(900MHz)的性能標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)實(shí)際傳輸效率:12輛車的信息/s
整理：洪麓豐
