【正文】 是智能交通的規(guī)劃和建設(shè)。智能交通系統(tǒng)建立在先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)上，車輛、行人都移動(dòng)之中的，所以無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)成為智能交通系統(tǒng)的重要組成。 (2)面向司機(jī)們的信息。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1這些信息系統(tǒng)之間的通信須依靠快速、穩(wěn)定、高效的通信鏈路實(shí)現(xiàn)，依靠傳統(tǒng)的交通尋呼臺(tái)方式、數(shù)字集群通信方式和蜂窩數(shù)字分組傳輸方式是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。本課題在現(xiàn)有無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的情況下，結(jié)合我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，提出了以 GPS、3G、CDMA 等通信技術(shù)為基礎(chǔ)的城市智能公交管理系統(tǒng)。本公交管理系統(tǒng)欲達(dá)到的效果：一是站點(diǎn)自動(dòng)報(bào)站，利用 GPS 定位技術(shù)和 3G 通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛經(jīng)緯度的采集實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站，并且把信息發(fā)送給車輛監(jiān)控中心。另一方面，可以提高公交部門的服務(wù)質(zhì)量和企業(yè)形象，實(shí)現(xiàn)公交運(yùn)營(yíng)管理、調(diào)度的智能化和現(xiàn)代化。軟件設(shè)計(jì)主要包括嵌入式系統(tǒng)的選擇、TCP 套接字的設(shè)計(jì)。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)研究課題的發(fā)展?fàn)顩r和背景進(jìn)行概括總結(jié)，并對(duì)課題研究的必要性進(jìn)行了說(shuō)明。 GPS 組成及其定位原理 GPS 組成及其定位原理 GPS 的空間部分是由 24 顆衛(wèi)星組成（21 顆工作衛(wèi)星；3 顆備用衛(wèi)星） ，它位于距地表兩萬(wàn)多千米的上空，運(yùn)行周期為 12h。 (2)用戶設(shè)備部分：如車載終端。如圖所示： 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4如果 T 時(shí)刻放置 GPS 接收機(jī)在地面待測(cè)點(diǎn)，可以測(cè)定信號(hào)傳播到接收機(jī)的時(shí)間△t，可以確定四個(gè)方程式：上述四個(gè)方程式中測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo) x、 y、 z 和 Vto 為未知參數(shù)，其中di=c*△ ti (i=4)。 （等于光速）四個(gè)方程中各個(gè)參數(shù)意義如下： x，y，z：待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。 由以上四個(gè)方程式即可以計(jì)算出接收機(jī)的鐘差 Vto 和測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)x，y，z。DGPS 一般可分為單基站 DGPS、多基準(zhǔn)站區(qū)域 DGPS、廣域DGPS 和全球 DGPS，全球 DGPS 正在醞釀中。不同的是，改正數(shù)的內(nèi)容變了，定位的精度也不相同。由于存在著時(shí)鐘誤差、軌道誤差、大氣影響、SA 影響、多徑效應(yīng)等其它誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是有偏差的。 X=X2+△X；Y=Y 2+△Y：Z=Z 2+△Z ；其中 X，Y，Z：修正之后車輛所在位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)。位置差分定位技術(shù)適用范圍是用戶與基準(zhǔn)站間的距離在 100km 以內(nèi)。這種差分，能得到米級(jí)定位精度，如沿海廣泛使用的“信標(biāo)差分” [6] 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6 載波相位差分技術(shù)又稱 RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。 [7] 3G 技術(shù) 3G 概述第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3rdgeneration ，3G） ，指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿?dòng)通信技術(shù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少 2Mbps（兆比特/每秒） 、384kbps（千比特/每秒）以及 144kbps 的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)發(fā)生變化） 。第二階段：3G 發(fā)展中期，2G、3G 共用核心網(wǎng)，升級(jí) 2G 的部分 MSC 為 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7MSC Server，GPRS SGSN 為 3G SGSN，支持 3G 用戶的接入；同時(shí)可以通過(guò)3G 設(shè)備的 A 接口和 Gb 接口將部分 2G BSS 接入 3G 核心網(wǎng)。 [8] 基于 3G 的通信結(jié)構(gòu)、協(xié)議及數(shù)據(jù)流程 根據(jù)無(wú)線接口技術(shù)的不同，現(xiàn)有 3G 技術(shù)可以分為聯(lián)通的 WCDMA 技術(shù)，電信的 CDMA2022 技術(shù)和移動(dòng)的 TDSCDMA 技術(shù)。 CDMA2022 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成cdma20221X 網(wǎng)絡(luò)主要有 BTS、BSC 和 PCF、PDSN 等節(jié)點(diǎn)組成。 BSC 可對(duì)對(duì)個(gè) BTS 進(jìn)行控制； Abis 接口用于 BTS 和 BSC 之間連接； A1 接口用于傳輸 MSC 與 BSC 之間的信令信息； A2 接口用于傳輸 MSB 與 BSC 之間的話音信息； A3 接口用于傳輸 BSC 與 SDU(交換數(shù)據(jù)單元模塊)之間的用戶話務(wù)( 包括語(yǔ)音和數(shù)據(jù))和信令； A7 接口用于傳輸 BSC 之間的信令，支持 BSC 之間的軟切換。 PDSN 節(jié)點(diǎn)為 cdma20221X 接入 Inter 的接口模塊。監(jiān)控中心須接入互聯(lián)網(wǎng)且具有固定和真實(shí)的 IP。監(jiān)控中心和終端設(shè)備的各種數(shù)據(jù)和類型都要經(jīng)過(guò) 3G 模塊、SGSN、GGSN 和 Inter。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11第三章 智能公交監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)調(diào)查問(wèn)卷，了解到人們?nèi)粘３鲂袑?duì)公交車的需求，結(jié)合實(shí)際無(wú)線通信技術(shù)的水平，本章對(duì)智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)進(jìn)行了概括，提出了硬件和軟件的具體解決方案?？梢酝ㄟ^(guò) GPS 模塊來(lái)采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進(jìn)而傳輸經(jīng)緯度、到站時(shí)刻等數(shù)據(jù)，但是需要一個(gè)具有很強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力和可以控制的接口的微處理器。硬件系統(tǒng)為了解決運(yùn)算和 I/O 控制問(wèn)題，可以采用嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)在嵌入式平臺(tái)上構(gòu)建支持網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的嵌入式系統(tǒng)，可以很好的解決網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的很多內(nèi)容。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車位置和車上情況進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)了解車輛位置和車上狀況，并在需要時(shí)對(duì)公交車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)度和控制。 各部分的組成和作用 (1)車載端：系統(tǒng)車載端是由控制單元、GPS 模塊、 3G 模塊組成。移動(dòng)設(shè)備需要將受到的信息準(zhǔn)確及時(shí)的發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員對(duì)運(yùn)行公交車的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。(3)車輛當(dāng)前位置數(shù)據(jù)的發(fā)送：將經(jīng)緯度信息通過(guò) 3G 模塊發(fā)送到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控中心的聯(lián)系。(2)車輛運(yùn)行線路站點(diǎn)信息的設(shè)置：錄入公交車運(yùn)行線路途中站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，作為車載端的數(shù)據(jù)文件。圖 軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程：車載端軟件從 GPS 模塊采集到車輛經(jīng)緯度信息，然后進(jìn)行系統(tǒng)定義事件的判定，當(dāng)有到站事件發(fā)生時(shí)，播報(bào)到站站點(diǎn)信息。 [13] 本章小結(jié) 本章從設(shè)計(jì)需求角度出發(fā)，分析了智能公交報(bào)站系統(tǒng)的硬件組成，并提出了系統(tǒng)軟件解決方案，是本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)章節(jié)，在章節(jié)安排上起到承上啟下的作用，是理論向?qū)嶋H設(shè)計(jì)章節(jié)的過(guò)度，同時(shí)對(duì)下幾章節(jié)具體軟硬件模板的選取起到指導(dǎo)作用。 車載端硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 智能公交監(jiān)控系統(tǒng)車載端的硬件平臺(tái)主要由三部分組成： (1)能車載終端主控單元。主控單元模塊對(duì)外提供三個(gè)通用的 UART 接口(UART0UART2)，設(shè)計(jì)采用將 UART2 控制GPS 模塊，UARTl 控制 3G 模塊，而 UART0 用于保留做其它設(shè)備的接口。 GPS 模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 對(duì)于 GPS 模塊的選擇，通常從支持的通信協(xié)議，技術(shù)參數(shù)，控制接口和成本等幾個(gè)方面考慮。在本系統(tǒng)中，GR87 模塊通過(guò) 6PIN 排線與主板相連， 1 腳為電源輸入腳，接 5 V 電源，3 腳為 GPS 模塊的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，5 腳接地。此外外，該模塊還可以將衛(wèi)星上次定位位置、時(shí)間及日期、軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)保存在靜態(tài)存儲(chǔ)器中，接收機(jī)內(nèi)部有備用電池為存儲(chǔ)器供電。該處理器是一款基于 RISC 的 32 位微處理器，工作頻率為 400 MHz，最高可達(dá) 533 MHz，滿足了舉系統(tǒng)對(duì)處理速度的要求，同時(shí)該處理器還集成了豐富的通信接口和控制器，有效地降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，為系統(tǒng)開發(fā)提供了良好的硬件平臺(tái)。S3C2440 接口電路如圖 所示。MC8630 的總體結(jié)構(gòu)框架圖如圖 所示。UIM 卡電路 PCB 布線盡可能靠近模塊，防止其他干擾源干擾 UIM 卡的讀寫操作。監(jiān)控中心服務(wù)器硬件設(shè)備需要普通的 PC 機(jī)和具有實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)車載設(shè)備的監(jiān)控，需要向 ISP 申請(qǐng)具有固定接口地址的服務(wù)。我們從常用通用性、互操作性、可開發(fā)定制、應(yīng)用領(lǐng)域及實(shí)時(shí)性等幾個(gè)方面進(jìn)行比較。（3）系統(tǒng)調(diào)用/捕獲函數(shù)：處理異步事件，為系統(tǒng)調(diào)用做準(zhǔn)備。對(duì)于內(nèi)核移植來(lái)說(shuō)，主要是從一種硬件平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一種硬件平臺(tái)上運(yùn)行。 網(wǎng)絡(luò)層的 TCP/UDP 套接字程序設(shè)計(jì) TCP/UDP 協(xié)議對(duì)比在 TCP/IP 協(xié)議簇中，有很多協(xié)議，如圖 所示濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28圖 TCP/IP 協(xié)議簇不同分層中的協(xié)議TCP 向應(yīng)用層提供可靠的面相對(duì)象的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳遞。由于 TCP 協(xié)議鏈路的建立是通過(guò)流套接字方式，面向連接，無(wú)差錯(cuò)，發(fā)送順序一致，包的長(zhǎng)度不限和非重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)信息包的傳輸。Socket 是一種常用的進(jìn)程之間的通信機(jī)制，通過(guò)它不僅能實(shí)現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程之間的通信，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在不同機(jī)器上的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。SOCKSTREAM 提供可靠的、面向連接的通信流；它使用 TCP,從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院晚樞蛐?。?）原始套接字。Bind（）：用于將 sockaddr 結(jié)構(gòu)的地址信息與套接字相綁定，主要用于 TCP連接，在 UDP 的連接中則務(wù)必要。Connect（）：通過(guò)一個(gè)未命名套接字和服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)套接字之間建立連接的方法連接到服務(wù)器。 TCP 客戶端程序設(shè)計(jì)TCP 的連接通過(guò)流式套接字實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)采用 TCP 方式實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)層的連接，車濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33載系統(tǒng)建立連接后，得到服務(wù)器的響應(yīng)，收到動(dòng)態(tài)分配的 IP 地址，車載端只需要進(jìn)行客戶端的程序設(shè)計(jì)，車載系統(tǒng)與控制中心的連接程序流程如圖 所示。由 GPS 模塊采集公交車實(shí)時(shí)位置經(jīng)緯度信息，車載攝像頭采集車內(nèi)實(shí)時(shí)狀況，把經(jīng)緯度信息和錄像信息通過(guò)主控芯片傳輸?shù)?3G 模塊，由 3G 模塊發(fā)送到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控中心通過(guò)監(jiān)聽(tīng)端口，從 Inter獲得車載終端發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35參考文獻(xiàn)[1]王志軍,智能化高速道路交通管制系統(tǒng)研究[D].天津: 中國(guó)民用航空學(xué)院,2022.[2]范泳文, 基于3G網(wǎng)絡(luò)的智能交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 上海:東華大學(xué),2022.[3]舒俊, Android 手機(jī)低功耗GPS導(dǎo)航軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2022,第5期:106109.[4]蒙琳, GPS 原理與應(yīng)用 [J].大學(xué)教育,2022,第4期:2528.[5] 林霽, DGPS差分信息傳輸協(xié)議研究[D].大連: 大連海事大學(xué),2022.[6]羅鵬, 基于 3S技術(shù)的青藏高原典型湖泊演化研究——以扎日南木錯(cuò)為例[D].西安: 長(zhǎng)安大學(xué)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化,2022.[7]張巍, 基于ARM9的嵌入式汽車導(dǎo)航與防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].大連:大連海事大學(xué),2022.[8]王茹,GSM核心網(wǎng)向軟交換的演進(jìn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2022,第35期:59.[9]丁同鋒,CDMA2022 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