GPS、GPRS與GIS基礎上的車輛監控系統設計

引言

　　GPS（GlobalPositioningSystem）是全球衛星定位系統的英文縮寫。GPS系統主要分為三個部分：衛星，在天上提供定位信息；控制系統，在地面維護衛星的正常運轉，保證衛星的健康狀態；接收機，一般用戶所使用的部分。GPRS是通用無線分組業務的縮寫（GeneralPacketRadioSystem），是介于第二代和第三代之間的一種技術，通常稱為2.5G,目前通過升級GSM網絡實現。GIS（GeographicalInformationSystem,地理信息系統）起源于20世紀60年代初，它是以地理空間數據庫為基礎，采用地理模型分析方法提供多種空間的和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。

　　本文的車輛監控系統的設計溶合了GPS衛星導航全球定位技術、GIS地理信息技術以及計算機網絡技術、GPRS/GSM移動通信技術。車輛監控系統主要由車輛定位、信息發布和通信三部分組成。車輛定位部分，是安裝在受控車輛上的終端設備，通過全球衛星定位系統GPS可以在全球范圍內全天候、實時地確定用戶在精確時間的精確位置；信息發布部分：地理信息系統GIS,是為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數據而建立的計算機輔助決策的信息系統；通信部分：GPRS通用分組無線業務，是在現有GSM系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。

1 車輛監控系統設計

1.1 總體設計

　　車輛監控系統總體結構如圖1所示，主要包括監控中心和車載終端，兩者之間借助于GPRS無線網和Internet互連網相互通信。

　　車輛監控系統工作流程：車載終端對GPS數據采集和相關信息采集，通過GPRS進行數據發送到監控中心，監控中心對收到的GPS數據和相關信息進行技術處理，客戶通過網站查詢車輛信息；監控中心可以根據用戶的要求對每個車輛發出相應的控制指令。

1.2 車輛監控系統GPS的設計

1.2.1 模塊的選擇

　　采用M12定位模塊，M12是Motorola公司生產的導航設備，具有極低的功耗，支持RTCM（RadioTechnicalCommissionforMaritime）格式的差分功能，支持逆向差分的能力，采用NAEA0183格式輸出。

　　M12接收器在汽車定位和調度系統中應用廣泛。

1.2.2 軟件設計

　　M12模塊只能傳送的54字節的數據，這其中包括了目標車輛的經緯度、速度、高度等，考慮到傳輸成本和實際需要，僅取8個字節的經緯度信息即可。

　　當然在控制中心的微機終端，必須對收到的經緯度進行必要的處理才能在輸出設備中顯示。

　　在接收GPS數據時，為了區別GPRS數據，設置相關標志位用來阻止GPRS數據的接收，對于GPS收集到的數據先接收后判斷是否合法，這與下面講的GPRS不同（GPRS先判斷后接收不同），通過分時操作大大增加了PIC16F877單片機的利用率。

　　因為系統采用的是PIC16F877單片機，由于其自身的原因，我們在把AT指令轉化成相應的程序寫入其中時，采用了匯編語言，主要優點是克服了PIC16F877單片機容量較小的不足，又發揮了其系統指令簡單便捷，使用效率高的特點。由于程序較長，列出部分代碼：

1.3 車輛監控系統GPRS的設計

1.3.1 模塊的選擇與設計

　　采用G20模塊，G20是Motorola公司推出的一款GPRS/GSM無線通信模塊，內置TCP/IP協議棧，具有體積小、通信速率快等優點，并配置了完善的AT指令。值得注意的是在電壓轉換上，需要把PIC接收的0-5V的電壓轉換成0-3.6VG20可接收的電壓。軟件設計#e#1.3.2 軟件設計

　　由于G20模塊帶有大多數的AT指令，可以方便軟件部分的設計，在AT指令中利用了G20模塊最新提供的AT+MIPCONF指令來控制發出的信息在指定的時間內返回，從而便捷的判斷出網絡在線的情況。具體的AT指令流程如圖2所示。