【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(shí)也給環(huán)境帶來了很大的壓力，因此我國鼓勵(lì)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(jī)動(dòng)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(huì)公眾的信息平臺(tái)。 智能交通系統(tǒng)建設(shè)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(shù)的發(fā)展在近幾年，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，3G 牌照的發(fā)放，智能手機(jī)的興起，無線通信網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)正在從以語音為主、數(shù)據(jù)傳輸為輔轉(zhuǎn)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(guān) 鍵 詞 ： 智能交通；GPS；3G；Linux ；套接字濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I無線通信在智能交通中的應(yīng)用與研究摘 要近幾十年來，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和城市化的推進(jìn)，城市人口激增，但是，道路的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shè)就顯得越發(fā)重要，特別是智能交通的規(guī)劃和建設(shè)，政策鼓勵(lì)公民乘坐公交出行，運(yùn)用無線通信技術(shù)對(duì)城市公交進(jìn)行智能管理，解決公交管理低下、公交車輛擁擠現(xiàn)象。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)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(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（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(shí)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(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信、人工智能、傳感器等技術(shù)綜合運(yùn)用于道路車輛運(yùn)營、服務(wù)控制等領(lǐng)域，加強(qiáng)車輛、道路管理人員、使用者之間的聯(lián)系，建設(shè)一種高效、準(zhǔn)確的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。在很多國家，GPS、3G、CDMA、3G 等無線通信技術(shù)相互結(jié)合，已經(jīng)開始應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域，這種融合技術(shù)可以實(shí)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(dǎo)和導(dǎo)航服務(wù)，以及運(yùn)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(jī)朋友提供實(shí)時(shí)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(shí)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(yán)重，各個(gè)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(hù)環(huán)境。二是車上視頻監(jiān)控，先進(jìn)的 3G 技術(shù)可以提供高達(dá) 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(shè)中繼高速公路電子收費(fèi)和車輛自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)后，又一重要領(lǐng)域的探索和實(shí)踐，同時(shí)為 3G 技術(shù)在交通領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 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(shù)原理，監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)研究課題的內(nèi)容和目標(biāo)進(jìn)行了概括性的總結(jié)。衛(wèi)星均勻分布在 6 個(gè)軌道面上（每個(gè)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(hào)，以獲得定位信息，完成導(dǎo)航和定位工作。di (i=4) 分別為衛(wèi)星 4 與接收機(jī)的距離。 xi，y i，z i (i=l，2，3，4)：由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得的衛(wèi)星 4 在 t 時(shí)刻的空間位置坐標(biāo)。 [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(gè)精確的已知位置（基準(zhǔn)站）上安裝 GPS 監(jiān)測(cè)接收機(jī)，計(jì)算得到基準(zhǔn)站與 GPS 衛(wèi)星的距離改正數(shù)。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(duì)三種定位系統(tǒng)原理分別介紹?；鶞?zhǔn)站利用數(shù)據(jù)鏈將改正值發(fā)送出去，用戶站接收并對(duì)用戶站坐標(biāo)值進(jìn)行修正。 X2，Y 2，Z 2：車載 GPS 接收機(jī)得到的實(shí)際測(cè)量坐標(biāo)。 應(yīng)用最廣的一種差分。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。3G 服務(wù)能同時(shí)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(luò)是由 GSM/3G 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展演變形成的，GSM/3G 核心網(wǎng)演進(jìn)的方向是：GSM 核心網(wǎng)演進(jìn)為 3G CS 域，3G 核心網(wǎng)演進(jìn)為 3G PS 域。這個(gè)階段，隨著3G 用戶數(shù)量的增加，2G 網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)余量，可以將具備升級(jí)條件的 2G 設(shè)備升級(jí)，降低資源消耗，提高網(wǎng)絡(luò)效率?？紤]到傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、實(shí)用性等因素，本系統(tǒng)采用電信 CDMA2022 作為無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示: 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 基于 ANSI41 核心網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其中：BTS 基站收發(fā)機(jī)PCF 分組控制BSC 基站控制器PDSN 分組數(shù)據(jù)服務(wù)器 SDU 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元 MSC/VLR 移動(dòng)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(gè)新增模塊，通過支持移動(dòng) IP 協(xié)議的 AA11 接口互聯(lián)，可以支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10以上節(jié)點(diǎn)與接口與 IS95 系統(tǒng)需求相同。 [10]濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 總體通信結(jié)構(gòu) 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(jìn)行通信。 在對(duì)無線模塊進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。在傳送的每個(gè)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(zhuǎn)換，在通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)目標(biāo) 乘客們?cè)诔俗粫r(shí)，往往希望公交車能精確的站點(diǎn)報(bào)站，以免坐過站，或是對(duì)什么時(shí)候下車很茫然，實(shí)時(shí)站點(diǎn)報(bào)站對(duì)乘客們提前做好下車準(zhǔn)備也有益處，避免下車時(shí)驚慌失措；公交管理系統(tǒng)也希望對(duì)車上情況實(shí)行監(jiān)控，可以避免司機(jī)不規(guī)范駕駛，保證乘客們的乘車安全，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)逃票乘客，也可以對(duì)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?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧的軟硬件平臺(tái)。因此硬件平臺(tái)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(gòu)成了主要硬件平臺(tái)。總體設(shè)計(jì)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(dòng)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(shè)計(jì)方案 軟件總體功能分析 主要從兩個(gè)角度實(shí)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(dāng)前站點(diǎn)信息、禮貌用語的播報(bào)。 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(shí)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(luò)傳送給監(jiān)控中心。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17第四章 智能公交監(jiān)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 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(luò)監(jiān)控中心端。 (2) 3G 模塊單元。主控單元外圍擴(kuò)展了 LCD 控制接口、IIC 總線接口等，系統(tǒng)還擴(kuò)展了 USB 接濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18口用來加載數(shù)據(jù)文件和導(dǎo)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(shí)，主控制器S3C2440 與 GPS 模塊串口 2 進(jìn)行通信，通過設(shè)置模塊定時(shí)輸出 GPS 定位數(shù)據(jù)，由主控制器對(duì) GPS 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取出經(jīng)緯度，時(shí)間等有用信息，為自動(dòng)報(bào)站及正點(diǎn)考核提供可靠數(shù)據(jù)，保證報(bào)站及正點(diǎn)考核功能的實(shí)現(xiàn)。諸多優(yōu)點(diǎn)決定了它非常適合手持和智能車載設(shè)備終端的開發(fā)和應(yīng)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22 3G 模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 根據(jù)無線接口技術(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)。 [16]濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23圖 MC8630 結(jié)構(gòu)框圖 3G 模塊的 UIM 卡電路設(shè)計(jì) 模塊支持 3V 的 UIM 卡，卡端口部分有 4 個(gè)管腳。 本章小結(jié) 本章主要設(shè)計(jì)硬件電路部分，包括車載終端部分和監(jiān)控中心服務(wù)器。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25第五章 智能交通系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇嵌入式系統(tǒng)是一種特殊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般包括硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26表 Palm OS、嵌入式 Linux、Windows CE 的對(duì)比嵌入式 Linux Windows CE Palm OS大小 核心從幾十 KB 到 500KB,整個(gè)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(gè) Windows CE 操作系統(tǒng)大約 核心幾十 KB,整個(gè)環(huán)境也不大互操作性 很強(qiáng) 比較強(qiáng)，Windows CE 通過 OEW 的許可協(xié)議可用于其他設(shè)備互操作性強(qiáng)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(shí)用性 很好 比較好 比較好通用性 不僅適應(yīng)于 x86 芯片，并可以支持 30 多種 CPU 和多種硬件平臺(tái)，開發(fā)和使用都很容易。（4）設(shè)備驅(qū)動(dòng)：為所控制的硬件設(shè)備提供接口。對(duì)于內(nèi)核移植工作來說，主要是添加開發(fā)板初始化和驅(qū)動(dòng)程序的代碼。TCP 是面向連接的，當(dāng)計(jì)算機(jī)雙方通信時(shí)必須先建立起連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后拆除連接三個(gè)步驟。因此是一種理想的傳輸方式，本文對(duì) UDP 簡單說明，對(duì) TCP 進(jìn)行詳細(xì)說明。每一個(gè) socket 都用一個(gè)半相關(guān)描述（協(xié)議、本地地址、本地端口）來表示；一個(gè)完整的套接字則用一個(gè)相關(guān)描述{協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口}來表示。（2）數(shù)據(jù)報(bào)套接字。SOCKRAM 允許對(duì)底層協(xié)議如 IP 或 ICMP 進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于協(xié)議的開發(fā)。Listen（）：在服務(wù)器程序建立 bind 連接綁定后，創(chuàng)建一個(gè)等待列隊(duì)，在其中存放未處理的客戶端連接請(qǐng)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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35第六章 總結(jié)與展望 總結(jié)無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)的智能交通系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站，方便了司機(jī)師傅和廣大市民，提高了公交車輛的運(yùn)行效率，改善了交通部門的服務(wù)質(zhì)量。 江蘇省通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)[C]。深深的感謝我的父母，他們?cè)诒澈鬅o微不至的進(jìn)行關(guān)懷，是我能能夠安心學(xué)習(xí)，并且教導(dǎo)我努力的學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，將來報(bào)效祖國，為建設(shè)祖國貢獻(xiàn)自己的力