GPS车辆监控系统技术方案(华强)

中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案1一．系统简介一系统设计思想GPS系统按照先进、可靠、长远发展的要求进行设计，充分体现模块化系统集成的设计思想。在现有的GSM/GPRS网络的基础上，实现既满足昆仑燃气车辆调度的需要，又提供实时的监控手段，以建设一个高度信息化,满足业务调度、车辆管理、防劫、救助等需求的现代化的车辆调度运营系统。二系统建设原则经济高效性：系统设计充分考虑市场经济原则，充分利用国家通讯网的资源优势、服务优势、安全优势、运营成本优势。采用先进的GSM/GPS技术，使系统结构最优化，运营成本最低。系统开放性：系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。网站系统、数据库系统和信息通讯枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力；计算机网络系统适应将来的广域扩展；支持数据分组通讯、支持统一标准的软硬件接口；车辆通信终端智能化多接口结构，适应GPS、监控、调度、报警等技术和管理发展的需要。系统可扩展性：在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点对系统终期容量及网络发展设想进行方案设计，中心系统采用叠加式模块升级方式，逐步实现平滑扩容；降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护和升级的效率；软件系统使用先进的网络开发平台，以客户机/服务器和浏览器/服务器体系结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。系统安全性：在与网络的接入界面上，采用专用防火墙系统，防止非法用户的恶意入侵，提供系统总体闭环检测，包括对车辆智能调度系统的闭环检测，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。系统经济性：系统设计在性能最优的情况下尽量降低成本，追求性价比的最大化；硬件设备的选材基于保证性能、降低价格的原则，在考虑建设投入的同时还必须考虑通讯系统的运营和维护费用；软件系统全部自主开发，便于长期合作，也保证软件系统的经济性；在设备配置上选用HP系列服务器、PC机，在系统运行中提供全程本地质量保证。系统高可靠稳定性：系统由应用层、通信层、终端用户层组成。其中应用层中心系统软、硬件在生产及配置上均按照高稳定性、高可靠性的要求进行。通信层利用国家GSM移动通讯网，依托国家公众网等高可靠稳定性。终端选用美国GPS模块及法国GSM通信模块，可靠性可以保证。中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案2三系统的主要技术GPS（GlobalPositioningSystem）卫星定位技术全球卫星定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的、由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，均能接收到四颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。全球移动通讯系统GSM（GlobalSystemforMobile）GSM全球移动通讯系统是目前国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动通讯系统。GSM以统一的方式向各地用户提供具有所有电信业务的国内和国际漫游。用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。GSM系统除提供话音业务外，还提供数据业务、短消息（SMS）业务等多项功能。GPS/GSM多功能移动跟踪服务系统则是采用了SMS短消息功能实现固定站与移动站之间的数据传输。短消息业务SMS（ShortMessageService）在GSM体系结构中，有一个通信管理层（CM）。CM的功能是：应用户的要求，在用户之间建立连接，并能维持和释放这些呼叫。SMS就是属于CM层的附加功能。GSM系统的话音或数据传送，都是按照一定的规程建立、释放和管理的，而SMS是GSM中唯一不要求建立端——端业务路径的业务。简单地讲，GSM系统的通讯信道分为话音（或数据）信道和控制信道，SMS是通过控制信道来实现的。短消息的基本过程是：在GSM系统中有一个短消息服务中心（SMSC），手机将短消息和要发送的目的站号一同发给SMSC，再由SMSC转发给指定的另一手机。地理信息系统GIS（GeographicalInformationSystem）GIS是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物而被广泛运用在各个领域。在GPS/GSM多功能车辆跟踪服务系统中，主要用于对地图的显示和管理以及对受监控的移动目标位置的显示。计算机数据处理技术在GPS/GSM多功能移动定位服务系统中，主要采用了数据库技术、数据检索技术、局域网和广域网技术、多媒体技术以及计算机远程控制操作等多项计算机相关技术。二．车载终端简介智能车辆监控调度终端是我公司自行开发的，具有自主知识产权的数据通讯终端。信息终端设计思想是软件功能尽量丰富，操作尽量简单。因此，对于操作面中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案3板按键的设计和定义反复考虑，面板做到简洁、明了。LCD和键盘装配有绿色背光灯（也有蓝背光产品），以利于晚上和光线昏暗的环境下操作。特有的菜单热键功能，使操作非常简便。终端监控范围广，依托中国电信或中国联通，可实现全国漫游监控。一．移动终端的原理及结构图移动终端主要是由GPS接收机、GSM/GPRS收发模块、主控制模块、LCD液晶显示屏或通话手柄、、报警按钮、无线小键盘、GSM/GPS天线等组成。下图为原理方框图。二．移动终端的配置实物图每套GPRS终端标配GSM天线和GPS天线，选配一只手柄或一台LCD显示屏（需要另采购）。智能车载移动终端中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案41．终端的标准配置标准配置：主机及支架、LCD及支架、GPS天线、GPRS天线、寻呼模块、报警按钮、各类连接线、魔术贴、免提耳麦、麦克风、遥控器2、调度型终端的标配功能车辆定位监控功能：终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过DTMF或GSM短信息等信道向中心发送定位信息，即一般情况下（如中心点名或轮询），通过短信发送定位信息；在特殊情况下（如报警），通过话音通道传送相应数据，话音可以保证传输无时延。中心收到终端定位信息后，在电子地图上实时显示车位置，在必要情况下，可以存储车辆的运行轨迹并随时进行回放。对于重点车辆可以在中心设置，进行实时跟踪。防劫报警功能：在车辆遭受抢劫或其他紧急情况时，驾驶员按报警开关（手动或脚踏）持续两秒以上，启动终端报警，即向中心拨打固定报警电话号码，发出报警信息和定位信息。区域限制报警：中心能够预先设定车（船）行驶的范围，一旦越界，车载设备立即向中心报警。开机登陆功能：终端通电后，可以自动上传登陆信息，且带里程信息。定位方式多样化：快速定位、压缩回传、一直监控、取消监控、里程回传、无固定时回传功能。求助功能：在LCD的菜单里面，可以设置求助菜单，通过求助菜单发送求助信息。咨讯服务功能：即信息服务功能。由司机向中心咨询需要信息，通过车载设备的显示装置，将中心发来的交通信息、公司通知、政策法规、天气预报等信息提供给司机信息存储：接收的短消息能长期保存在存储器中，最少保留20条掉电不丢失短消息记录。信息显示：产品已形成系列化，LCD大液晶显示屏可接收并显示调度中心的广播消息，如天气预报、道路状况及通知等。菜单更改：终端的功能菜单可以根据用户要求更改，体现个性化。安全操作：采用遥控小键盘的方式进行部分操作，对司机驾驶的影响最小，非常方便。定位上传：车辆位置及轨迹信息的获取有以下几种方式：中心点名自动提取、终端定时上传、司机主动上传。远程遥控更改参数：短消息服务中心号，中心号，监听号，报警号，控制号，重启号码以及ACC进入省电时间。终端检测ACC状态功能：终端每开关一次ACC，则向中心上传一条带里程的信息。省电模式：终端设计有省电模式，在车辆熄火一定时间（根据用户要求决定）后，终端自动进入省电模式，在此模式下，终端耗电在40mA以下。三．移动终端的技术指标1、外形尺寸和质量外形尺寸：LCD160×80×30mmMODEM180×115×45mm质量：LCD0.29kgMODEM0.8kg2、使用条件环境温度：－40℃～＋75℃中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案5相对湿度：95％不冷凝大气压力：86～106kPa电源电压：+8～+32VDC3、LCD有效字符显示像素：192×64可显示字符：4行（16×16）每行可显示字符：12个（16×16）汉字或24个（8×16）ASCⅡ字符4、手柄液晶屏有效字符显示：显示模式：6汉字（横）4汉字（纵）四．移动终端的功能1.中心设置终端参数功能：中心下发命令修改终端的各种参数，包括：中心号码、求助电话、DTMF报警号码、整机重启电话号码、司机密码、报警范围、速度上限、关ACC进入省电的时间、存储历史数据时间间隔等2.登陆脱网功能：开机终端初始化完后，向中心发送登陆信息，直到收到中心的回复指令省电前终端会向中心发送脱网信息，直到收到中心的回复指令才会进入省电状态（中心可通过下发指令打开和关闭上述两个功能，中心可通过下发指令设置是否需要中心的回复指令）3.范围报警功能：中心可下发一个范围来限制车辆的行动状态，超出或进入这个范围报警，可以时刻监测车辆的行动状态4.通话以及通话限制功能：终端具备通话功能、支持呼叫转移、来电显示。中心下发指令来限制终端通话，包括：无限制通话、可与固定电话通话、通话禁止。固定电话号码可由中心限制。通话具备免提方式。（需要另行配置通话终端）5.超速报警功能：中心下发一个速度上限，当车辆运行速度超过此速度，终端会主动上发速度报警信息，并提示显示屏。6.省电功能：ACC关后，终端过半小时自动进入省电状态，进入省电的时间可以修改，还可以不省电。7.控制终端工作状态功能：中心下发指令，让终端清除报警状态，然后重起；或者恢复出厂设置，然后重起。或者在ACC关的情况下，下发此指令可以关掉GSM、GPS、总线电源。当ACC再开的时候，终端会打开GSM、GPS、总线电源。8.报警功能：在车辆遭受抢劫或其他紧急情况时，驾驶员按报警开关（手动或脚踏）持续两秒以上，启动终端报警，即向中心拨打固定报警电话号码，发出报警信息和定位信息。终端向中心拨打固定电话报警的同时，会向中心发一条中石油昆仑燃气公司GPS监控系统技术方案6短信报警。9.中心监控车辆功能：中心下发指令,让终端回传定位信息,可以回传实时定位信息,也可以压缩回传定位信息10.空点名功能：中心下发指令，终端回复一条位置信息11.查询车辆电平电压功能：中心下发指令，终端回复车辆电平电压数据信息。12.查询车辆行驶里程信息：中心下发指令，终端上传里程信息，信息附加在每条上传信息的后面，也可以通过下传指令清除里程信息13.公共信息功能：中心下发公共信息，比如天气预报、路况信息等。终端也可以进行信息点播，即信息服务功能。通过车载设备的显示装置，将中心发布的交通信息、公司通知、政策法规、天气预报等信息提供给司机。（需要另行配置显示终端）。14.调度信息功能：中心下发电召需求简短信息，司机按下抢答键，向中心申请此业务，中心软件根据一定的规则判断后，受理此申请，同时把详细的客户信息及需求信息下发给此终端。终端以LCD显示调度信息，选择安装了语音合成器后，调度信息也可以语音方式提示。（需要另行配置显示终端）。15.定位监控功能：终端通过GPS接收模块实时接收车辆当前GPS定位信息，并根据不同情况通过GPRS或GSM短信息等信道向中心发送定位信息，通过GPRS网络发送定位信息；时间间隔可达2秒。中心收到终端定位信息后，在电子地图上实时显示车位置，车辆位置及轨迹信息可以通过中心点名自动提取、终端定时上传、司机主动上传三种方式获取。