基于GSM車載無線數據傳輸系統分析

摘 要：隨著社會的飛速發展，出行旅行辦公的人越來越多，這也就對列車運行速度與列車載客量有了更高要求。其中實現有序、安全、可靠的運輸越顯重要，為確保行車安全就必須做到能將機車運行狀態的技術參數實時傳輸給運輸指揮和管理部門，能及時將地面調度信息傳達給機車乘務員。本文從這一背景前提下提出GSM車載無線數據傳輸系統，并構建了車載無線數據傳輸系統的協議結構進而分析了車載無線數據傳輸系統特性。

關鍵詞：GSM車載無線數據傳輸系統；系統結構

中圖分類號：TP274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

隨著我國鐵路運輸的飛速發展和運行速度的不斷提高，實現穩定、有序、可控、安全的運輸越發重要，為此必須建立起完善的系統確保能將機車運行狀態的重要參數實時傳輸給運輸指揮及管理部門，也能及時將行車調度信息及時傳達給機車乘務員。以往我國鐵路運輸部門都是通過無線電語音向運行列車傳達調度命令，這種方法在及時性、可靠性、安全性等方面存在著很大缺陷，容易造成混亂。

一、國內列車調度系統發展現狀

車輛調度系統起源于20世紀70年代，它是現代計算機技術與通信技術在交通運輸作業中的一項重要成果。車輛管理系統已由當初單一的類型發展到現在的多種類型，大致可以分為四種類型：有線通信系統、無線電通信系統、無線數字通信系統和GPS調度系統。有線通信系統由于自身局限導致應用范圍比較宅，其他三種應用范圍比較廣泛。國內車輛調度系統發展相對國外比較落后，在應用開發方面尚處于初級階段，1990年由多所院校聯合的課題組取得了可喜的成果，成功的開發出南芬鐵礦生產調度計算機輔助系統。1994年霍林礦務局與煤科總院西安分校、中國礦業大學合作又取得了突破性的進展，開發完成計算機控制自動化車輛調度系統。據相關調查顯示，車輛調度系統在投資是用兩年后便開始盈利，并且在不增加其他設備情況下可以將產量提高5%-6%。

二、采用GSM車載無線數據傳輸系統的可行性分析

隨著我國鐵路運輸的發展與列車運輸速度的不斷提高，鐵路通信對無線數據通信的要求更加迫切。如果鐵路部門專門建立自己的無線通信網將會花上很長時間，也就無法滿足現在的要求。從我國現在移動通信網的發展現狀來看采用GSM無線通信公眾網絡作為數據傳輸的中間環節倒是可行的方案。

首先，該方案可在短時間內完成，以滿足鐵路通信對無線數據通信的迫切要求，而且該方案投資少，無需龐大的設施建設。其次，我國移動通信網覆蓋范圍廣泛，基本覆蓋了我國鐵路所在地區，利用GSM網究成數掇信息的傳輸在技術基本可以滿足要求。利用我國移動通信作為列車與地面之間的數據傳輸平臺可以解決系統協調及寬帶問題，通過預算，所需費用與自己建立網絡平臺相比是可以接受的。綜上所述，利用GSM無線通信公眾網絡作為傳輸平臺，開發研制車載無線數據傳輸系統實現列車與地面數據傳輸是一項非常可行的辦法。

三、車載無線數據傳輸系統設計說明

本系統采用的通信方式是半雙工，即每一臺主機在特定的某一段時間內只能接受或作為發送方。倘若有一臺機子正在發送數據，它就不能響應其他的機子的聯機請求，如法炮制，一臺機子在接收數據，它也不能相應其他機子的連接請求。簡而言之就是說在某段時間內數據收發控制只能運行一個，具體是哪一個運行可以根據IsDeaIAThread和IsDeaISThread來進行判斷。

當接收到數據，數據由哪個線程來處理是通過pcomRevDataThread傳遞給線程函數的參數來確定，假如傳遞的參數為1，就由接受控制線程來處理，如若是2，那么就由發送控制線程來處理。然而在SocketThread中，則通過設置傳遞消息的wParam參數來決定由m_CSocket還是m RSSocket接受，在這里，主要是通過設置一個變化的參數leix來決定是由pDealAcceptDataThread還是由pDealSendDataThread來處理。但是當我們要發送數據時，具體由哪個線程來發送，這又得由幀的地址信息和路由的信息來判斷，這里不妨舉一列加以說明，假如你要發送的數據是pSocketThread，則是通過變量IsCorSSocket來加以識別，如果是2就由m-RSSocket來發送，而假如是1則由mLCSocket發送。

四、車載無線數據傳輸系統各模塊功能的實現

（一）有線數據收發模塊的實現。數據收發模塊功能實際上就是收發網絡上的數據，實現信息的交換。該模塊主要采用Winsock方式與多線程技術來實現客戶端與服務器間的網絡連接。1.客戶端的功現。客戶端的功能主要是請求連接與數據的讀寫功能。是通過類COlientSocket來實現的。2.服務器端的功能。由于服務器端主要功能是監聽來自客戶端請求的連接并完成數據的接受與發送。利用MFC中的CAsyncSocket與CSocket類及多線程來實現。（二）無線收發模塊功能的實現。無線數據收發主要功能是完成無線數據的收發，包括數據的接受與數據的發送線程。由于數據的發送是采用滑動窗口的方式，同時考慮到存儲轉發，而數據的發送由其它的程序來控制，這樣它必須能夠接受其他程序發送的消息來發送數據。（三）數據收發控制模塊的功能實現。數據的收發控制模塊主要包括數據的發送控制模塊與數據的接受控制模塊，分別對應數據發送控制線程與數據接受控制線程。（四）呼叫控制模塊的功能實現。呼叫控制模塊主要包括無線與有線監測以及連接建立與連接釋放模塊。（五）數據分析模塊。出于線程pDealSendDataThread與線程DDealAcceptDtaThread要根據接受的數據中包含的信息來控制數據的發送與接受。（六）數據處理模塊。該模塊主要對要發送的文件或字符串進行分段、成幀以及對接受的數據進行處理等功能。

五、車載無線數據傳輸系統的特點

車載無線數據傳輸系統中的短消息的發送模式一般采用存儲轉發方式，消息發送后經過短消息中心進行存儲然后再發送到對方。如果接收消息方在盲區無法接收消息時，該模式會自動保存信息，待接收方到達服務區后再發送消息。此特點能有效避免列車在盲區無法接收消息的弊端。但該模式也存在一定的缺陷，例如發送的消息格式單一局限性很大。另外系統軟件采用模塊性化設計，各模塊低耦合高內聚，這就方便系統以后的升級與維護。

六、結束語

隨著應用者對移動通信要求的提高，GSM系統也將會不斷發展以適應人們的需求，基于GSM的車載無線數據傳輸系統也將不斷完善。這也必然有助于改善與加強各部門對車輛進行安壘、可靠、有效的管理。

參考文獻：

[1]胡金鳳.基于GSM的PLC車載遠程控制系統設計[J].自動化儀表，2011（04）：62-63.