基于BD/GPS的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

崇石城

（安徽省合肥市銳捷特種電子設(shè)備廠 230000）

0 引言

交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生產(chǎn)生活的命脈，先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸信息化和現(xiàn)代化的重要手段，對(duì)建立暢通、高效、安全、綠色的現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系具有十分重要的意義[1]。

目前，國(guó)內(nèi)車輛監(jiān)控系統(tǒng)主要是基于GPS 定位和地面無(wú)線信息傳輸系統(tǒng)，在無(wú)基站信號(hào)的沙漠地區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū)等地區(qū)無(wú)法正常使用。本文闡述了一款基于北斗衛(wèi)星的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)，它將GPS 定位導(dǎo)航、北斗定位通信、地面網(wǎng)絡(luò)全面融合，實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)的車輛監(jiān)控和指揮、調(diào)度。

1 總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由BD/GPS 雙模用戶機(jī)（以下簡(jiǎn)稱用戶機(jī)）、運(yùn)營(yíng)中心和客戶端三個(gè)部分組成，如圖1所示。

監(jiān)控車輛上安裝用戶機(jī)，具有顯控終端，便于車輛導(dǎo)航、位置信息上報(bào)和短報(bào)文通信。運(yùn)營(yíng)中心安裝北斗指揮型用戶機(jī)（以下簡(jiǎn)稱指揮機(jī)）和服務(wù)器等，用于接收監(jiān)控車輛上報(bào)的位置信息，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、文件管理等。客戶端安裝PC 機(jī)一臺(tái)，PC 機(jī)安裝“車載信息服務(wù)系統(tǒng)”終端軟件，通過(guò)Internet 訪問(wèn)運(yùn)營(yíng)中心服務(wù)器，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控車輛位置信息、查詢監(jiān)控車輛行駛軌跡、向監(jiān)控車輛發(fā)送指揮調(diào)度信息等等。

圖1 系統(tǒng)示意圖

1.1 系統(tǒng)功能

GPS 導(dǎo)航功能

用戶機(jī)顯控終端具有全國(guó)數(shù)字地圖，便于用戶進(jìn)行位置查詢和路徑導(dǎo)航。

定位轉(zhuǎn)發(fā)功能

用戶機(jī)GPS 定位數(shù)據(jù)通過(guò)北斗短報(bào)文的方式轉(zhuǎn)發(fā)到運(yùn)營(yíng)中心。

短報(bào)文通信功能

實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)中心與監(jiān)控車輛、各個(gè)監(jiān)控車輛之間的短報(bào)文通信。

車輛報(bào)警功能

遇到緊急情況時(shí)，監(jiān)控車輛可以向運(yùn)營(yíng)中心發(fā)送報(bào)警信息。

查詢功能

客戶端PC 機(jī)發(fā)送查詢指令，運(yùn)營(yíng)中心服務(wù)器根據(jù)指令查詢并上報(bào)所需信息。

1.2 工作過(guò)程

監(jiān)控車輛定時(shí)向客戶端發(fā)送位置信息

用戶機(jī)獲取GPS 定位信息，經(jīng)過(guò)解析、存儲(chǔ)、打包以北斗用戶機(jī)使用的SIM 卡頻度通過(guò)北斗短報(bào)文形式發(fā)送給運(yùn)營(yíng)中心指揮機(jī)；在運(yùn)營(yíng)中心，指揮機(jī)接收此定位短報(bào)文，通過(guò)串口傳送給服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行處理，客戶端PC 機(jī)通過(guò)Internet 訪問(wèn)服務(wù)器，解析這些位置信息并在監(jiān)控地圖上顯示。

客戶端PC 機(jī)向監(jiān)控車輛發(fā)送指揮、調(diào)度信息

客戶端PC 機(jī)發(fā)送的指揮、調(diào)度信息通過(guò)Internet 上傳服務(wù)器，服務(wù)器把此信息通過(guò)串口傳送給指揮機(jī)，指揮機(jī)將指令發(fā)給相應(yīng)的監(jiān)控車輛，相應(yīng)的用戶機(jī)進(jìn)行接收、顯示。

2 BD/GPS 雙模用戶機(jī)設(shè)計(jì)

2.1 BD/GPS 雙模用戶機(jī)組成

整機(jī)由天線、射頻模塊、基帶信號(hào)處理模塊、顯控終端、電源管理模塊組成。如圖2所示。

圖2 用戶機(jī)組成框圖

2.2 BD/GPS 雙模用戶機(jī)設(shè)計(jì)[2]

北斗接收天線采用靈敏度較高的振子天線、北斗發(fā)射天線和GPS 接收天線采用微帶天線。

射頻模塊采用北斗低噪放、功放、通道和GPS 低噪放一體化模塊，體積小、功耗低、可靠性高。

基帶信號(hào)處理模塊采用BD/GPS 雙模接收機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，具有定位精度高、啟動(dòng)時(shí)間短、體積小、功耗低、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)。

顯控終端軟件編程采用embedded Visual C++4.0，EVC具有體積小，穩(wěn)定性高，運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。軟件模塊設(shè)計(jì)如圖3所示。最終形成的用戶界面菜單如圖4所示。

圖3 軟件模塊設(shè)計(jì)框圖

圖4 顯控終端用戶界面

電源管理模塊主要負(fù)責(zé)從外接交流、直流供電中選擇一路，經(jīng)過(guò)變換，為整機(jī)提供各種電壓、品質(zhì)良好的供電。

3 客戶終端軟件設(shè)計(jì)

客戶端PC 機(jī)的操作系統(tǒng)選用Windows XP 操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理和作業(yè)管理等。

客戶端“車載信息服務(wù)系統(tǒng)”軟件在主機(jī)控制下訪問(wèn)運(yùn)營(yíng)中心服務(wù)器，接收運(yùn)營(yíng)中心送來(lái)的各監(jiān)控車輛的定位信息和通信信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整合后將該數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺(tái)處理中心，后臺(tái)處理中心處理后在界面顯示。客戶端軟件發(fā)送的指揮、調(diào)度信息通過(guò)后臺(tái)處理、數(shù)據(jù)整合后發(fā)送到運(yùn)營(yíng)中心。控制程序流程圖如圖5所示：

圖5 控制程序流程

終端軟件工作模式有三種，包括：

實(shí)時(shí)上報(bào)方式：客戶終端軟件實(shí)時(shí)接收顯示各監(jiān)控車輛的定位信息和通信信息。

終端查詢方式：終端軟件發(fā)送查詢指令，運(yùn)營(yíng)中心服務(wù)器根據(jù)指令進(jìn)行查詢并上報(bào)當(dāng)前狀態(tài)。

報(bào)警方式：在特殊情況下，監(jiān)控車輛可按下相應(yīng)的告警信號(hào)指示按鍵，客戶終端優(yōu)先處理顯示該信息。

4 結(jié)論

本文闡述的基于BD/GPS的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)將GPS 定位導(dǎo)航、北斗定位通信、地面網(wǎng)絡(luò)全面融合，實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)的車輛指揮、調(diào)度。對(duì)客運(yùn)車輛監(jiān)控、物流管理、軍用運(yùn)輸車輛管理都有十分重要的意義。

[1]http：//www.beidou.gov.cn/2011/01/12/2011011265c603519738481b9620c67d9d092b42.html

[2]譚述森.衛(wèi)星導(dǎo)航定位工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.