基于北斗衛(wèi)星的車輛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析

任晶秋　柯嘉寒　趙天昊　馮昂　周泊臣

摘要：GPS定位技術(shù)和GSM通信技術(shù)對車輛進(jìn)行監(jiān)控過程中存在著一定的問題，本文對基于北斗衛(wèi)星的車輛監(jiān)控系統(tǒng)展開探討。

關(guān)鍵詞：北斗定位系統(tǒng);車輛監(jiān)控;衛(wèi)星

車輛監(jiān)控系統(tǒng)需要采用衛(wèi)星定位，地理信息以及通信等多種技術(shù)，可以把車輛的動(dòng)態(tài)信息，比如，車速、地理位置座標(biāo)等數(shù)據(jù)信息，通過無線通信技術(shù)傳送到控制中心，把車輛顯示在電子地圖中，從而實(shí)現(xiàn)對車輛狀況進(jìn)行監(jiān)控。原來大多采用GPS定位系統(tǒng)和GSM通信技術(shù)進(jìn)行車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于GPS為美國研發(fā)，有時(shí)會(huì)關(guān)閉定位信號，而且GSM通信技術(shù)存在著通訊盲區(qū)，所以，可以采用北斗衛(wèi)星定位體系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對車輛的監(jiān)控。

1車輛監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1車輛監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)中地面中心站點(diǎn)，在收到車輛監(jiān)測終端傳送過來的數(shù)據(jù)請求信號之后，根據(jù)申請數(shù)據(jù)中的信息為其提供相對應(yīng)的定位服務(wù)，然后通過北斗衛(wèi)星把數(shù)據(jù)信息下發(fā)到車輛監(jiān)測終端，同時(shí)把信息轉(zhuǎn)發(fā)到地面指揮機(jī)當(dāng)中。監(jiān)控中心把地面指揮機(jī)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析，并與地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，把監(jiān)測目標(biāo)狀態(tài)呈現(xiàn)到電子地圖上，可以車輛運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。地面監(jiān)控中心根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度要求對車輛目標(biāo)發(fā)送指令，先把車輛目標(biāo)的有關(guān)信息，利用指揮機(jī)通過地面的北斗中心站點(diǎn)發(fā)送到北斗衛(wèi)星，從而車輛終端便可以收到指令信息。該種監(jiān)測流程是不斷反復(fù)進(jìn)行的，監(jiān)控中心可以實(shí)現(xiàn)對所管理的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

1.2監(jiān)控中心的構(gòu)成

指揮機(jī)是車輛監(jiān)控中心的關(guān)鍵設(shè)備，再配備足夠數(shù)量的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)交換設(shè)備以及液晶大屏幕等。采用服務(wù)器、客戶端進(jìn)行高效結(jié)合的工作方式，可以批量的處理車輛運(yùn)行信息，可以對車輛目標(biāo)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)監(jiān)測功能。比如，通過地面監(jiān)控中心的電子地圖，可以監(jiān)測車輛的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，并形成車輛的運(yùn)行軌跡，通過多種顯示窗口實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的監(jiān)控。

地面監(jiān)控中心接受到指揮機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息之后，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器會(huì)把車輛的地理位置數(shù)據(jù)等調(diào)用出來，依據(jù)具備的使用要求存儲到數(shù)據(jù)服務(wù)器中。與此同時(shí)，還需要對局域網(wǎng)中情況進(jìn)行檢測，查看是否有在線的客戶端，存在則把數(shù)據(jù)信息發(fā)送到局域網(wǎng)中的在線客戶端。便可以在監(jiān)控中心的電子地圖中了解該移動(dòng)目標(biāo)的具體位置、運(yùn)行速度、行駛的方向和多種狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)具體的需要在客戶端中向車輛目標(biāo)發(fā)送指令消息。該控制指令可以經(jīng)過局域網(wǎng)傳輸?shù)酵ㄓ嵎?wù)器，然后，由服務(wù)器把該數(shù)據(jù)經(jīng)過指揮機(jī)傳送到定位車輛當(dāng)中。

1.3監(jiān)控中心主要功能

實(shí)現(xiàn)對車輛的位置跟蹤監(jiān)測，可以把車輛的實(shí)時(shí)位置顯示在地面監(jiān)控中心電子地圖中，實(shí)現(xiàn)對電子地圖的縮放，便于對車輛位置的具體信息，或者全局情況進(jìn)行了解，操作鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)對電子地圖的漫游。

實(shí)現(xiàn)對車輛的調(diào)度，地面監(jiān)控中心依據(jù)車輛所在的地理位置信息，依據(jù)生產(chǎn)調(diào)度的需求向所管范圍的車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)廣播，或者向單個(gè)車輛終端發(fā)出調(diào)度控制命令，或者車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)回傳到監(jiān)控中心，從而完成對車輛的調(diào)度以及實(shí)時(shí)運(yùn)行信息顯示和查詢。

實(shí)現(xiàn)車輛的遇險(xiǎn)報(bào)警功能，移動(dòng)的車輛終端可以發(fā)生的遇險(xiǎn)信息發(fā)送出來，該數(shù)據(jù)具有最高的優(yōu)先級，把遇險(xiǎn)信息傳送到管理部門，監(jiān)控中心電子地圖可以提示距離最近的醫(yī)院、救援中心和警局等信息，可以為進(jìn)行搶險(xiǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

實(shí)現(xiàn)對車輛的監(jiān)控，可以采取有效的措施，如果車輛被盜、搶之后，地面監(jiān)控中心會(huì)采用遙控的辦法讓車輛處于斷電、斷油狀態(tài)，保證車輛無法被正常駕駛。并可以對車輛進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)服務(wù)器中會(huì)保存車輛的位置數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，可以對車輛狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析。

2監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)

車輛監(jiān)控中心的軟件主要有GIS界面、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)管理等單元。軟件采用了C/S框架結(jié)構(gòu)，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的傳送，調(diào)用Windows sockets技術(shù)。進(jìn)行GIS設(shè)計(jì)時(shí)，采用MapInfo來對電子地圖進(jìn)行繪制，再利用MapX軟件開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)電子地圖中的多項(xiàng)操作功能。

3車輛監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

車輛監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)信息主要有兩大類，一個(gè)是車輛的空間位置和地理數(shù)據(jù)信息，可以把其歸入到空間數(shù)據(jù)類中。再就是實(shí)現(xiàn)對車輛自身固有信息的保存。車輛所在的位置信息、運(yùn)行狀態(tài)信息、通訊狀態(tài)信息和故障信息等，可以歸為屬性類數(shù)據(jù)。Oracle是當(dāng)前比較常用的服務(wù)器框架的數(shù)據(jù)庫，可以把車輛的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)一體存儲，可以有效解決好網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行操作存在的問題。

該種數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以對MapX進(jìn)行再次的開發(fā)，把空間數(shù)據(jù)庫的性能充分發(fā)揮出來，采用對象關(guān)系類的數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)對空間信息數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)的保存，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，來對空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行操作，從而達(dá)到空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的高度集成，并進(jìn)行一體化的管理。Mapx利用OCI提供的信息接品，可以實(shí)現(xiàn)和oracle數(shù)據(jù)庫的同步數(shù)據(jù)連接。安裝好數(shù)據(jù)庫客戶端就可以完成Mapinfo與oracle的數(shù)據(jù)互連，連接控制字符串可以調(diào)用“SRV R =sername;UID =user1;PWD=pass-word;”?？梢砸罁?jù)用戶的不同使用要求，設(shè)置不同的管理權(quán)限，對普通用戶、調(diào)度人員、管理人員和運(yùn)行維護(hù)人員等多種級別的權(quán)限劃分，不同的權(quán)限的人員需要輸入密碼方可以進(jìn)入到系統(tǒng)當(dāng)中，并限制不同權(quán)限人員的使用功能。利用OCI對數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行訪問，也就是從服務(wù)器端查詢并下載車輛空間數(shù)據(jù)，可在客戶端中進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的實(shí)現(xiàn)辦法，就是在原來的電子地圖圖層之上再加入新的地圖信息。

4結(jié)束語

綜上所述，以北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)作為基礎(chǔ)的車輛監(jiān)測系統(tǒng)，可以對車輛目標(biāo)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的定位、通信和調(diào)度，采用短報(bào)文的方式對車輛進(jìn)行通信，提高了系統(tǒng)的監(jiān)控效率。

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