【正文】 逃票行為。近幾年車輛的迅猛發(fā)展，給人們的生活帶來很大的方便，同時也給環(huán)境帶來了很大的壓力，因此我國鼓勵市民綠色出行，盡量少開私家車，乘坐公交車或地鐵或騎自行車上下班。 [1] 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義 國外研究現(xiàn)狀近幾年機動車輛數(shù)量的迅猛增長，給城市道路交通帶來了很大的壓力。 (3)面向社會公眾的信息平臺。 智能交通系統(tǒng)建設包括三部分內(nèi)容： (1)面向交通管理者的信息發(fā)布。 智能交通系統(tǒng)中無線通信技術的發(fā)展在近幾年，隨著通信技術的發(fā)展，3G 牌照的發(fā)放，智能手機的興起，無線通信網(wǎng)絡提供的業(yè)務正在從以語音為主、數(shù)據(jù)傳輸為輔轉化到以數(shù)據(jù)傳輸為主語音為輔，變得越來越智能化、數(shù)字化、全球化。關 鍵 詞 ： 智能交通；GPS；3G；Linux ；套接字濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）IIApplication and research of wireless munication in the intelligent transportation AbstractIn recent decades, as China39。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名: 二〇 年 月 日濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）I無線通信在智能交通中的應用與研究摘 要近幾十年來，隨著我國城市經(jīng)濟水平的不斷提高和城市化的推進，城市人口激增，但是，道路的建設遠遠低于城市車輛數(shù)量的增長，由于城市空間和資源的限制，交通管理效率低下，城市道路擁擠，道路建設就顯得越發(fā)重要，特別是智能交通的規(guī)劃和建設，政策鼓勵公民乘坐公交出行，運用無線通信技術對城市公交進行智能管理，解決公交管理低下、公交車輛擁擠現(xiàn)象。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。從而為實現(xiàn)我國城市公交車輛的智能化管理開辟了一條探索之路。智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System）簡稱 ITS，將計算機、數(shù)據(jù)通信、人工智能、傳感器等技術綜合運用于道路車輛運營、服務控制等領域，加強車輛、道路管理人員、使用者之間的聯(lián)系，建設一種高效、準確的綜合運輸系統(tǒng)。在很多國家，GPS、3G、CDMA、3G 等無線通信技術相互結合，已經(jīng)開始應用于智能交通系統(tǒng)領域，這種融合技術可以實現(xiàn)交通管理中的緊急事件處理和緊急車輛管理功能，出行車輛的道路誘導和導航服務，以及運營管理中心的車輛監(jiān)控、調(diào)度功能。常用的媒介是 LED 信息板、城市廣播、LED限速版等，向司機朋友提供實時的路況信息。所以，必須利用現(xiàn)有的專用短距離無線通信、GSM、3G 、CDMA 等方式來實現(xiàn)。 智能交通系統(tǒng)研究的目的及意義隨著地球上人類數(shù)量的不斷增多，地球上的資源變得越來越少，環(huán)境污染越來越嚴重，各個國家都在采取不同的措施，合理開發(fā)利用本國資源，研發(fā)新能源，保護環(huán)境。二是車上視頻監(jiān)控，先進的 3G 技術可以提供高達 3Mbit/s 的下載速率和1Mbit/s 的上傳速率。從而成為交通系統(tǒng)建設中繼高速公路電子收費和車輛自動導航系統(tǒng)后，又一重要領域的探索和實踐，同時為 3G 技術在交通領域的進一步發(fā)展應用奠定基礎。 課題章節(jié)安排本文主要有四部分組成：(1)理論部分：包括緒論，GPS 和 3G 技術原理，監(jiān)控系統(tǒng)總體設計。同時對研究課題的內(nèi)容和目標進行了概括性的總結。衛(wèi)星均勻分布在 6 個軌道面上（每個軌道面有 4 顆衛(wèi)星） ，軌道傾角為 55176。該部分用于接收 GPS 衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得定位信息，完成導航和定位工作。di (i=4) 分別為衛(wèi)星 4 與接收機的距離。 xi，y i，z i (i=l，2，3，4)：由衛(wèi)星導航電文求得的衛(wèi)星 4 在 t 時刻的空間位置坐標。 [4] DGPS 定位原理和分類 DGPS 的定位原理DGPS 是英文 Difference Global Positioning System 的縮寫，即差分全球定位系統(tǒng)，方法是在一個精確的已知位置（基準站）上安裝 GPS 監(jiān)測接收機，計算得到基準站與 GPS 衛(wèi)星的距離改正數(shù)。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）6 DGPS 的分類 根據(jù)發(fā)送信息方式的不同，差分 GPS 分為兩大類：位置差分和距離差分。下面對三種定位系統(tǒng)原理分別介紹。基準站利用數(shù)據(jù)鏈將改正值發(fā)送出去，用戶站接收并對用戶站坐標值進行修正。 X2，Y 2，Z 2：車載 GPS 接收機得到的實際測量坐標。 應用最廣的一種差分。即是將基準站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機，進行求差解算坐標。3G 服務能同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百 kbps 以上。 3G 發(fā)展歷程 3G 網(wǎng)絡是由 GSM/3G 網(wǎng)絡的基礎上發(fā)展演變形成的，GSM/3G 核心網(wǎng)演進的方向是：GSM 核心網(wǎng)演進為 3G CS 域，3G 核心網(wǎng)演進為 3G PS 域。這個階段，隨著3G 用戶數(shù)量的增加，2G 網(wǎng)絡會出現(xiàn)余量，可以將具備升級條件的 2G 設備升級，降低資源消耗，提高網(wǎng)絡效率?？紤]到傳輸帶寬、網(wǎng)絡穩(wěn)定性、實用性等因素，本系統(tǒng)采用電信 CDMA2022 作為無線網(wǎng)絡傳輸。系統(tǒng)結構如圖 所示: 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）9圖 基于 ANSI41 核心網(wǎng)的系統(tǒng)結構其中：BTS 基站收發(fā)機PCF 分組控制BSC 基站控制器PDSN 分組數(shù)據(jù)服務器 SDU 業(yè)務數(shù)據(jù)單元 MSC/VLR 移動交換中心/訪問寄存器BSCC 基站控制器由圖可見，與 IS95 相比，核心網(wǎng)中的 PCF 和 PDSN 是兩個新增模塊，通過支持移動 IP 協(xié)議的 AA11 接口互聯(lián)，可以支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）10以上節(jié)點與接口與 IS95 系統(tǒng)需求相同。 [10]濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）11 總體通信結構 在 ITS 系統(tǒng)中，利用 3G 網(wǎng)在車內(nèi)系統(tǒng)、路邊系統(tǒng)和監(jiān)控中心之間進行通信。 在對無線模塊進行 3G 附著過程和 PDP(Packet Data Protocol，分組數(shù)據(jù)協(xié)議)上下文激活過程后，就可以利用 3G 來進行數(shù)據(jù)傳輸了。在傳送的每個階段利用的介質(zhì)、協(xié)議也各不相同，所以需要涉及到不同協(xié)議之間的轉換，在通信系統(tǒng)的設計中，將數(shù)據(jù)封裝為適宜的形式，以適合不同的協(xié)議。 系統(tǒng)需求分析及其總體設計目標 乘客們在乘坐公交時，往往希望公交車能精確的站點報站，以免坐過站，或是對什么時候下車很茫然，實時站點報站對乘客們提前做好下車準備也有益處，避免下車時驚慌失措；公交管理系統(tǒng)也希望對車上情況實行監(jiān)控，可以避免司機不規(guī)范駕駛，保證乘客們的乘車安全，可以及時發(fā)現(xiàn)逃票乘客，也可以對車上扒手等不法分子造成一定心里威脅。無線通信數(shù)據(jù)鏈路的物理層可以由 3G 模塊承載，但是需要有支持數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層協(xié)議棧的軟硬件平臺。因此硬件平臺選用 SANGSUNG 公司的 S3C24490 處理器做主控單元，再加上 3G 模塊和 GPS 定位模塊就構成了主要硬件平臺?？傮w設計圖如圖 所示。主要功能是車輛位置信息經(jīng)緯度的采集、處理，并通過移動通信模塊將信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。3G網(wǎng)是連接車載端和互聯(lián)網(wǎng)的紐帶。 [12] 軟件系統(tǒng)的總體設計方案 軟件總體功能分析 主要從兩個角度實現(xiàn)智能公交管理系統(tǒng)的功能，車載端和監(jiān)控中心端。(4)當前站點信息、禮貌用語的播報。 系統(tǒng)軟件組成 分析總體功能，可以得到系統(tǒng)軟件總體流程圖如圖 所示。并將經(jīng)緯度信息和到站時間依次封裝，加上 IP 數(shù)據(jù)包、ppp 數(shù)據(jù)包；再通過 3G 網(wǎng)絡傳送給監(jiān)控中心。濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）17第四章 智能公交監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路設計 智能公交監(jiān)控系統(tǒng)的硬件資源由兩部分組成：車載端和網(wǎng)絡監(jiān)控中心端。 (2) 3G 模塊單元。主控單元外圍擴展了 LCD 控制接口、IIC 總線接口等，系統(tǒng)還擴展了 USB 接濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）18口用來加載數(shù)據(jù)文件和導出信息。目前最常用的 GPS 模塊，大都采用 C／A 編碼，NMEA0183 協(xié)議，并且支持 12 通道。工作時，主控制器S3C2440 與 GPS 模塊串口 2 進行通信，通過設置模塊定時輸出 GPS 定位數(shù)據(jù)，由主控制器對 GPS 數(shù)據(jù)進行處理，提取出經(jīng)緯度，時間等有用信息，為自動報站及正點考核提供可靠數(shù)據(jù)，保證報站及正點考核功能的實現(xiàn)。諸多優(yōu)點決定了它非常適合手持和智能車載設備終端的開發(fā)和應用，所以該監(jiān)控系統(tǒng)的采用的 GPS 模塊為 GB87。其尺寸圖形如圖 所示。 [15]濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）22 3G 模塊的硬件電路設計 根據(jù)無線接口技術的不同，現(xiàn)有 3G 技術可以分為聯(lián)通的 WCDMA 技術，電信的 CDMA2022 技術和移動的 TDSCDMA 技術。 [16]濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）23圖 MC8630 結構框圖 3G 模塊的 UIM 卡電路設計 模塊支持 3V 的 UIM 卡，卡端口部分有 4 個管腳。 本章小結 本章主要設計硬件電路部分，包括車載終端部分和監(jiān)控中心服務器。 濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）25第五章 智能交通系統(tǒng)的軟件設計 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇嵌入式系統(tǒng)是一種特殊的計算機系統(tǒng)，一般包括硬件設備、嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件。濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）26表 Palm OS、嵌入式 Linux、Windows CE 的對比嵌入式 Linux Windows CE Palm OS大小 核心從幾十 KB 到 500KB,整個環(huán)境最小才 100KB 左右，以后還將越來越小核心占 250KB 的 RAM和 500KB 的 ROM,整個 Windows CE 操作系統(tǒng)大約 核心幾十 KB,整個環(huán)境也不大互操作性 很強 比較強，Windows CE 通過 OEW 的許可協(xié)議可用于其他設備互操作性強可開發(fā)定制性用戶可方便的開發(fā)定制，可自由的裝卸用戶模塊不受任何限制用戶開發(fā)定制不方便，受 Microsoft公司限制比較多可方便的開發(fā)定制實用性 很好 比較好 比較好通用性 不僅適應于 x86 芯片，并可以支持 30 多種 CPU 和多種硬件平臺，開發(fā)和使用都很容易。（4）設備驅動：為所控制的硬件設備提供接口。對于內(nèi)核移植工作來說，主要是添加開發(fā)板初始化和驅動程序的代碼。TCP 是面向連接的，當計算機雙方通信時必須先建立起連接，然后進行數(shù)據(jù)通信，最后拆除連接三個步驟。因此是一種理想的傳輸方式，本文對 UDP 簡單說明，對 TCP 進行詳細說明。每一個 socket 都用一個半相關描述（協(xié)議、本地地址、本地端口）來表示；一個完整的套接字則用一個相關描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠程地址、遠程端口}來表示。（2）數(shù)據(jù)報套接字。SOCKRAM 允許對底層協(xié)議如 IP 或 ICMP 進行直接訪問，它功能強大但使用較為不便，主要用于協(xié)議的開發(fā)。Listen（）：在服務器程序建立 bind 連接綁定后，創(chuàng)建一個等待列隊，在其中存放未處理的客戶端連接請求。Send（）和 recv（）：發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，可以用在 TCP 和 UDP 中。 [19]圖 TCP 車載端程序流程濱州學院本科畢業(yè)設計（論文）35第六章 總結與展望 總結無線通信技術在智能交通系統(tǒng)中的應用與研究具有重要的理論價值和實際應用價值。監(jiān)控中心的設計的智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報站，方便了司機師傅和廣大市民，提高了公交車輛的運行效率，改善了交通部門的服務質(zhì)量。 江蘇省通信學會學術年會[C]。深深的感謝我的父母，他們在背后無微不至的進行關懷，是我能能夠安心學習，并且教導我努力的學習科學文化知識，將來報效祖國，為建設祖國貢獻自己的力