基于北斗衛星導航系統的智能車載終端研究

石長華 孫小霞

摘? ?要：文章首先介紹了北斗衛星導航系統以及智能車載終端的概念，然后對智能車載終端系統的總體設計進行分析，接著說明了基于北斗衛星導航系統的智能車載終端相關的制作方法，最后對智能車載終端功能進行研究，旨在讓基于北斗衛星導航系統的智能車載終端能夠更為良好地發展，從而減少交通事故的發生。

關鍵詞：北斗衛星導航系統;智能車載終端;交通

1? ? 北斗衛星導航系統以及智能車載終端的概念

1.1? 北斗衛星導航系統的概念

北斗衛星導航系統是我國自主研發的全球衛星導航系統，由空間段、地面段、用戶段3個部分組成，可以在全球范圍內全天時、全天候地為各類用戶提供高精度的定位、導航、授時等可靠的服務，并且還具有短報文通信功能，其定位精度可達到10 m，測速精度可達到0.2 m/s，授時精度可達到10 ns。我國北斗衛星導航系統的建設與發展的根本目標是應用推廣和產業發展，同時，遵循開放性和自主性的原則，計劃在2020年建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。

1.2? 智能車載終端的概念

智能車載終端是結合GPS技術、汽車黑匣技術、里程定位技術對運輸車輛進行現代化管理的手段，包含了運營管理、服務質量管理、行車安全監控管理、智能集中調度管理、電子站牌控制管理等內容。可以準確顯示車輛的運行狀態，并且對車輛進行動態定位和追蹤監控，控制電子站牌顯示的車輛信息，識別駕乘人員的身份信息，自動采集并儲存公交刷卡數據等，真正實現了我國車輛的現代化管理。

2? ? 智能車載終端的結構組成

2.1? 智能交通系統所包含的內容

2.1.1? 路況信息采集系統

路況信息采集系統的組成部分包含路面壓力傳感器、車輛測速雷達、自動事故檢查系統、動態交通信息收集系統等，采用信息處理技術、嵌入式技術、傳感器技術等對目標路段的車輛信息及路況信息進行采集，然后將相關信息上傳到交通信息處理系統進行處理。

2.1.2? 遠程監控管理系統

城市交通管理部門通過遠程監控管理系統可以對交通路況進行實時監控，以便于疏通擁堵路段，管控特定事件，完善交通資源的配置。其作用對于物流公司最大，可以讓物流公司隨時對自己的運輸車隊進行監控，從而根據實際情況調度車輛并選擇行駛路線。

2.1.3? 交通信息處理系統

交通信息處理系統主要負責通過對特定數據的算法處理來分析、處理并儲存路況信息，再將最后的結果存入相關的數據庫。

2.1.4? 智能車輛管理及服務系統

智能車輛管理及服務系統可以讓道路交通和車輛管理的智能化、現代化、自動化真正得以實現。

2.1.5? 交通信息查詢和發布系統

交通信息查詢和發布系統主要把交通信息處理系統所儲存的路況信息作為依據，通過交通路況信息網站、交通廣播或者其他各種無線通信系統把這些信息發布出來，從而讓出行者能夠及時獲取行駛路段的交通路況信息[1]。

2.2? 智能車載終端主要需要運用的技術

（1）通用分組無線（General Packet Radio Service，GPRS）數據通信技術，是在全球移動通信系統（Global System for Mobile Communications，GSM）網絡的基礎上進行通用分組的無線服務技術，通過時分多址信道為用戶提供無線分組數據業務，具備很強的穩定性，并且支持智能車載終端設備永久在線。此外，目前的GPRS無線通信模塊技術也越來越完善，其內部集成傳輸控制協議/因特網互聯協議（Transmisson Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）已經具備了網絡斷線后自動重新連接、自動撥號上網、利用心跳包讓設備永遠處于在線狀態、利用串口透傳數據等功能，由此可以看出，GPRS無線通信模塊的功能非常齊全，操作快捷、簡便，將其用于智能車載終端的無線通信模塊具備相當的可行性，從而為永久在線監控車輛信息提供保障[2]。

（2）衛星導航定位技術。導航衛星、中心控制系統、用戶衛星型號接收機這3個部分構成了衛星導航系統，而衛星導航定位技術就是中心控制系統將無線信號在3個組成部分之間傳輸的延遲時間作為依據，在已知位置和高度的情況下，運用特定的定位算法來測算導航衛星與用戶信號接收機的相對位置，然后通過地理信息系統來對用戶衛星信號接收機三維坐標進行確定的技術。智能車載終端的定位功能是用戶能夠準確獲取導航及位置信息的基本途徑。

（3）射頻識別技術。射頻識別技術最大的優點是在不用接觸目標的情況下就能進行識別，主要通過無線電信號去識別特定目標，同時，把與其相關的數據讀寫出來。射頻識別技術是物聯網核心技術之一，它的工作頻段可以分為微波段2.4 GHz及5.8 GHz、超高頻433 MHz、中高頻13.56 MHz、低頻125 kHz。射頻識別技術在物流管理、各類門禁系統、商品零售等領域已經被大范圍使用。超高頻和微波段有源射頻識別標簽由于通信速度快、識別距離遠，在智能交通領域已經逐漸被引入。帶有射頻識別技術的智能車載終端在自動追蹤或識別車輛、統計道路車輛的流量、智能停車場等方面的應用效果已經非常明顯[3]。

（4）采集車輛信息。車輛信息包含了車輛身份信息以及車輛參數信息。其中，車輛參數信息又由時間、速度、車身傳感器、開關量等信息組成。通常情況下，使用衛星信號測速、速度傳感器、測量車輛脈沖參數等方法來對車輛行駛速度進行監測，而開關量包含了剎車、耗油量、車門及車燈開關等信息，車輛事故的疑點信息就是由開關量所有信息再加上車輛的速度和時間信息組合而成。

3? ? 基于北斗衛星導航系統的智能車載終端相關的制作方法

北斗智能車載終端包含了北斗車載終端主機、攝像機、電源、機箱、汽車行駛參數采集模塊等內容。首先，將汽車行駛參數采集模塊和至少1個攝像機分別與北斗車載終端主機連接，其中，汽車行駛參數采集模塊的作用是收集汽車車速、耗油量等信息，攝像機的作用是實時記錄車輛周邊的圖像[4-5]。其次，將機箱安裝在汽車上，再在機箱內安裝北斗車載終端主機。最后，再把電源安裝在汽車上，以便于為各個用電部件提供電力。智能車載終端還包括接力信號發射和接收模塊，這兩種模塊都和北斗車載終端主機連接，其中，接力信號發射模塊向周邊車輛發送接力信號，接力信號接收模塊接收周邊車輛發出的接力信號。所謂接力信號指的是車輛與北斗衛星無法進行正常通信時，向其周圍車輛發出的通信或者協助定位的無線信號。

4? ? 基于北斗衛星導航系統的智能車載終端的功能研究

基于北斗衛星導航系統的智能車載終端具有以下功能：（1）可以實時監控目標路段的道路狀況、駕駛員以及乘客的情況，能夠通過客戶端軟件平臺直接調取終端里的視頻錄像，可借助特定的軟件平臺清楚地觀看車輛運行情況，還能顯示某時間范圍內車輛的位置、車速等信息。（2）具備對講功能，可利用軟件后臺發送對講指令，終端接收可以單方對講，從而了解車輛的運行情況、便于調度車輛。（3）在設定的單位區域內，無論車輛是進入還是離開，都會產生一條報警信息，在車輛的速度超過限定值時，不僅有報警信息，還有報警提示音。（4）可以遠程控制車輛，對其發送停車指令，這樣即使車輛被盜也能盡力保證車輛的安全，而且還能查詢近期的停車時間和地點，在忘記關掉車輛設備的情況下，可以遠程關閉，也可以設置定時開關機。（5）可以實時監測油量的耗費情況，當油量快速下降時可以短信通知車主，終端設備還能與廣告屏進行連接，使其可以實時發布廣告。

基于北斗衛星導航系統的智能車載終端由我國自主研發，具備良好的保密性，能夠有效避免外國人對我國相關車輛的位置信息進行監控[6]。在未來，基于北斗衛星導航系統的智能車載終端會逐步替代GPS車載終端，并且可以得到我國人民的廣泛使用。

5? ? 結語

交通管理和交通運輸的發展越來越趨向于智能化、信息化、現代化，這導致智能交通系統成為當前局勢下的必然產物，從而使得交通資源的配置更加優化，城市環境污染逐步減少，交通事故發生的頻率越來越低，尤其是基于北斗衛星導航系統的智能車載終端的出現，讓我國智能交通系統有了進一步的發展，促使采集交通道路信息、實時監控車輛動態等工作更良好、更順利地進行，進而使專屬于我國的智能車載終端使用范圍更加廣闊。a

[參考文獻]

[1]鐘晨.基于北斗導航與RFID的智能車載終端設計研究[J].電子設計工程，2017（11）：1-4.

[2]林川，張翔，鄭征，等.北斗衛星導航系統應用終端檢測技術初探[J].中國安全防范認證，2017（2）：27-29.

[3]馬健軍，龍志軍，黃玉華，等.北斗車載導航系統研究現狀分析[J].汽車電器，2017（7）：35-37.

[4]胡江川，杜麗萍.基于北斗衛星定位的車聯網智能影音導航系統設計與應用[J].科技傳播，2017（21）：75-76.

[5]王華，周豐.基于北斗衛星定位的車聯網智能影音導航系統設計與應用[J].汽車與駕駛維修（維修版），2018（5）：87.

[6]于海俠.基于北斗模塊的智能車載終端原理與設計[J].天津科技，2014（7）：18-20.

Research on intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system

Shi Changhua， Sun Xiaoxia

（Jingdezhen University， Jingdezhen 333000， China）

Abstract：This paper first introduces the concept of Beidou satellite navigation system and intelligent vehicle terminal， then analyzes the overall design of intelligent vehicle terminal system， explains the fabrication method of intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system， and finally studies the function of intelligent vehicle terminal， in order to make the intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system develop better and reduce the occurrence of traffic accidents.

Key words：Beidou satellite navigation system; intelligent vehicle terminal; traffic