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网络版GPS车辆监控系统设计 1．引言 ??? GPS即Global Position System—全球定位系统。上个世纪80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。80年代中期，我国引进GPS接收机，并应用于各个领域。我国GPS车辆监控系统应用走过了及其缓慢的发展道路。 1999年—2004年,GPS车辆监控系统市场出现了快速增长的势头，随着我国GSM数字移动通信系统的快速发展与全国普及，作为系统瓶颈问题的通信网络，通过采用GSM公众网的短消息服务，找到了新的出路。 ??? 而在国外，这方面的研究早已开始并取得了一定的成果。像欧美、日本等国，利用GPS技术的自主导航产品非常普及。世界上有超过100家的公司正在研制各种各样的GPS用户接收机。其中车辆应用所占的比重最大。 2．系统总体框架设计 ??? GPS车辆监控系统，采用了世界领先的GPS全球卫星定位技术、GSM全球移动通讯技术、GIS地理信息处理技术、大容量数据采集技术和大容量数据存储等计算机网络通信与数据处理技术，同时尽可能多的采集并记录车辆行驶过程中大量的数据信息，自动生成图形和数据，进行统计、比较、分析、列表，从而提高车辆营运管理工作的效率。能够实现对车、船等移动目标的精确定位、跟踪及控制，具有定位精度高、稳定性强、使用效果好的特点。 ??? GPS车辆监控系统由三部分组成，即：定位部分、通信部分和监控部分。定位部分主要用来确定移动目标的位置, 通信部分作为用户和监控中心沟通的媒介, 而监控部分则为用户提供完善的服务。整个系统的结构如图1所示。 图1 GPS车辆监控系统整体结构 系统的工作原理是：安装在车辆上的GPS接收机根据收到的卫星信息计算出车辆的当前位置，通信控制器从GPS接收机输出的信号中提取所需要的位置、速度和时间信息，结合车辆身份等信息形成数据包，然后通过无线信道发往监控中心。监控中心的主站接收子站发送的数据，并从中提取出定位信息，根据各车辆的车号和组号等，在监控中心的电子地图上显示出来。同时，控制中心的系统管理员可以查询各车辆的运行状况，根据车流量合理调度车辆。 车载移动单元是由主控制器CPU、GPS接收机、GSM无线通信模块、功能控制单元（手柄）和液晶显示屏组成，其结构原理如图2所示。 图2 车载移动单元硬件结构原理图 载移动单元通过GPS接收天线接收GPS卫星发射的定位信号，经过CPU主控器处理，计算出车辆的日期、时间、经纬度、速度和行驶方向等定位数据。主控制器CPU是核心，处理接收机发来的定位信息，将定位信息和监控中心发来的控制信息显示在液晶屏上，并控制GSM模块进行短信息的收发，手柄控制单元实现遥控监听、请求服务、中文短信息接收及通话等功能。 3．监控中心 ??? 在整个系统中,监控部分是最主要的。监控部分即监控中心，包括各类功能服务器、应用终端和软件、监控设备、报警装置、数据库等，对车辆的位置、速度、方位、状态进行监控，为用户提供位置查询、电子地图服务、车辆管理、信息提供等多种服务。监控中心能实时监控网内车辆当前所处的位置，能在监控中心的电子地图上准确地显示车辆当时的状态，如行驶速度，运行方向等信息。其拓扑结构如图3所示。 根据用户所需监控目标数量的不同，中心控制系统有着不同的系统结构，通常可分为单机版和网络版两种。单机版结构，其投资成本低，直接在用户的电脑上加装GSM通讯模块和控制中心全套软件即可，主要用于运行初期小规模车辆管理的车辆监控系统。网络版系统结构及特点。 为了满足用户同时监控成千上万个移动目标的要求，利用专线直接连接GSM服务商的短消息服务器。并在中心建立一个计算机网络将监控服务台终端，系统管理员终端，远程联网终端等都作为工作站上网，以实现数据共享，远程联网等功能。系统分为三个层次：无线通信接口，服务器，接入服务终端。采用此三层次结构来构架整个系统的方法，可以保证系统中硬件和软件系统的分离，提高系统的稳定性，当系统的其中某一模块发生故障时不至于影响整个系统。 图.3 车辆监控系统拓扑结构 系统监控中心主要包括GSM通信网络、GIS终端、电子显示屏、监控终端、主控计算机。监控中心接收车载移动单元传送来的车辆GPS定位数据信息，并对车辆的报警和调度信息进行处理，通过GIS地图匹配就能在电子地图上实时显示车辆当前精确位置，从而方便的实现对车辆的调度、监控、指挥等功能；同时也可通过GSM无线通信网络向指定的车载台发送各种控制指令，实现对车辆的远程控制和信息查询服务。 图.4 GPS车辆监控指挥系统中心结构图 当控制台接收到基站从串口传来的数据时,需要对数据进行解释,具体实现的方法是,定义一个循环队列结构数据,长度大于位置信息或短消息的长度,然后根据通信协议判断包头和包尾,分离出整个数据包,再对数据包进行