【導讀】GPS用在大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、資源勘察等。許多學科中都有著不可取代的優(yōu)點,并且在經(jīng)濟和社會中都取得了很好的效益。本設計主要介紹了GPS和GPRS在車輛定位中的工作原理,車載終端的硬件和軟件設計。息通過GPRS網(wǎng)絡上的無線通信鏈路傳到建立在Inter網(wǎng)上的服務器上。現(xiàn)在線實時對車輛運行狀態(tài)、安全狀態(tài)、技術狀態(tài)等各類信息的監(jiān)控。車載智能終端的發(fā)展···························1. 車載研發(fā)的國內(nèi)外現(xiàn)狀··························2. 第2章GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)··························3

　　

【正文】 是專門為計算機的嵌入式應用 而設計的實時操作系統(tǒng)，是基于靜態(tài)優(yōu)先級的搶占式（ preemptive）多任務實時內(nèi)核。該內(nèi)核不大，但具有一般多任務實時操作系統(tǒng)內(nèi)核所具有的如可移植，可固化，可裁剪，可剝奪之類的全部特性。比較適合嵌入式系統(tǒng)的程序員、策劃人員以及對實時操作系統(tǒng)有興趣的學生。而且因為其經(jīng)過了嚴格的測試，目前已被應用到了各個領域，如照相機業(yè)、發(fā)動機控制、網(wǎng)絡接入設備、高速公路電話系統(tǒng)、 ATM 機和工業(yè)機器人等。 (2) 基于μ C/OSⅡ的任務調(diào)度 μ C/OSII 是基于靜態(tài)優(yōu)先級的多任務實時操作系統(tǒng)內(nèi)核。靜態(tài)優(yōu)先級決定了它進行任務 管理等操作時，是以任務的優(yōu)先級為基準的。每個任務都有其優(yōu)先級。任務越重要，賦予的優(yōu)先級越高。 因此，我們必須要做的一步工作是為每個任務分配一個優(yōu)先級。并且這個優(yōu)先級從始至終都不會改變。結合汽車行駛記錄儀實際情況，考慮到上文所述的任務間不存在優(yōu)先級變動問題，為它們每個分配了一個靜態(tài)的優(yōu)先級。表 41 所示為任務優(yōu)先級分配表。 表 任務優(yōu)先級分配表 任務名稱 任務 任務優(yōu)先級 汽車是否啟動檢測 VTDRCStTest 4 汽車是否停止檢測 VTDRCSpTest 5 8路開關量檢測 VTDRESTest 6 4路門信號量檢測 VTDRFSTest 7 上海 理工大學畢業(yè)設計 26 行駛速度檢測 VTDRRSTest 8 行駛里程檢測 VTDRRMTest 9 連續(xù)駕駛時間檢測 VTDRCRTTest 10 通過 USB傳送數(shù)據(jù) VTDRUSBTran 11 通過串口傳送數(shù)據(jù) VTDRUartTran 12 打印機打印數(shù)據(jù) VTDRPrint 13 液晶顯示 VTDRLcm 14 菜單操作 VTDRMenu 15 圖 任務切換流程圖 圖 412 所 示為任務切換流程圖。汽車是否啟動檢測任務 VTDRCStTest 的優(yōu)先級最高。因為記錄儀上電后首先要執(zhí)行的是這一步操作。汽車是否停止檢測任務的優(yōu)先級次之，因為，如果汽車停止了，諸如行駛速度檢測之類的任務就可以被掛起了。其它的任務優(yōu)先級僅僅按照先后順序依次隨機分配，其實它們之間的優(yōu)先級應該是相同的。 當任務 VTDRCStTest 執(zhí)行，且檢測到汽車已經(jīng)啟動后，調(diào)用函數(shù) OSTaskSupend 將自身掛起。在汽車停止之前，不再讓此任務進入就緒態(tài)。因為既然汽車啟動檢測工作已經(jīng)完成，而且檢測到汽車已經(jīng)啟動后，在汽 車停止前這一步就沒有必要再執(zhí)行了。 當汽車是否停止檢測任務 VTDRCSpTest 檢測到汽車停止后， OSTaskResume 將汽車是否啟動檢測任務恢復。 其它任務每次執(zhí)行完都會調(diào)用函數(shù) OSTimeDly 將自身延時，暫時退出就緒態(tài)。延時時間不等。 汽車是否啟動 等待任務結束 執(zhí)行汽車是否停止檢測任務 執(zhí)行其它檢測任務 將任務掛起 延 時 上海 理工大學畢業(yè)設計 27 第 5 章 應用實例 此次的畢業(yè)設計是我通過我所在的實習單位的項目實施過程中，根據(jù)單位具體對車輛定位系統(tǒng)的應用的實例而設計的。我所在的實習單位通過應用車輛定位系統(tǒng)，對甘肅省國家電網(wǎng)的 2020 多輛國家電網(wǎng)的調(diào)度車輛進行了管理和監(jiān)控。這樣不僅應用車輛定位系統(tǒng) 對國家電網(wǎng)車輛的監(jiān)控和調(diào)度，同時也使得車輛更加合理的管理和利用，提高了對車輛的利用率，保證了車輛在使用過程中的安全性。 運行環(huán)境 經(jīng)過以上對設計的詳細介紹，該系統(tǒng)須在以下的環(huán)境中運行。 硬件支撐環(huán)境 表 硬件支撐環(huán)境 硬件 最低要求 CPU Intel或兼容機 ； Pentium系列處理器 內(nèi)存 256M 硬盤空間 20G 硬體 客戶端加密狗 軟件支撐環(huán)境 表 軟件支撐環(huán)境 軟件 最低要求 備注 操作 系統(tǒng) Windows2020 Windows20 Windows20 WindowsXP、 VISTA 插件 使用 必須安裝 . 框架 無 服務器 的安裝 確認應用服務器、通訊服務器和數(shù)據(jù)庫已安裝完畢 無 安裝 啟動安裝程序，出現(xiàn)歡迎界面。 上海 理工大學畢業(yè)設計 28 圖 填寫用戶信息 圖 安裝路徑 登陸工作站 從 “開始菜單 ”? StarG5 管理平臺 ?本地客戶端 1 啟動程序。彈出登陸窗口。 上海 理工大學畢業(yè)設計 29 圖 本地客戶端登陸界面 單擊設置，設置監(jiān)控中心的地址和端口。如果應用服務器是在本機上，可輸入本機 IP 或應用服務 器的 IP。如果應用服務器不是在本機上安裝，需要輸入應用服務器的 IP。然后輸入端口號，此端口號為安裝 IIS 所設置的端口號。 系統(tǒng)功能 圖 系統(tǒng)功能 （ 1）車輛實時拍照 普通拍照：對指定車輛進行實時拍照（ VGA QVGA， 4 路攝像頭）； 定時拍照：對指定車輛在不同時段，以不同間隔拍照； 連續(xù)拍照：對指定車輛連續(xù)拍照指定張數(shù)照片； 上海 理工大學畢業(yè)設計 30 （ 2）車輛安全報警 車輛在行駛途中遭遇警情，車主按報警開關（手動或腳踏），即向中心發(fā)出報警信息和定位信息，同時對車輛進行實時拍照（拍照張數(shù)、拍照間隔可以設置）。 車輛 受控：中心確認需對車輛進行緊急處理（如斷電斷油）時，需要駕駛員提供密碼。 （ 3）車輛定位跟蹤 定時刷新：終端按照監(jiān)控中心的指令以一定的時間間隔向監(jiān)控中心發(fā)送 GPS 定位信息（包括經(jīng)度、緯度、速度、方向）及車輛狀態(tài)信息。 車輛跟蹤：跟蹤車輛運行線路，存儲目標車輛的定位信息，并能回放軌跡并打印。自動對報警等重點車輛進行跟蹤，并聲光提示。 定位信息顯示：可同時跟蹤自動顯示多輛車。 (4) 車輛語音通信 報警監(jiān)聽：車載終端配備通話設備，在緊急情況下直接語音報警或進行語音監(jiān)聽。 遙控監(jiān)聽：在處警過程中可根據(jù)實際情況開啟 或關閉監(jiān)聽。 數(shù)字錄音：在監(jiān)聽的同時進行數(shù)字錄音存儲，并可根據(jù)需要分析重放。 語音調(diào)度：廣播公共信息及進行語音調(diào)度。 (5) 車輛智能調(diào)度 ａ自動雙向傳輸調(diào)度信息。 ｂ司機可手動反饋信息。 ｃ車輛遠程控制。 ｄ車輛監(jiān)控控制：在車輛超出事先設定的控制區(qū)域、控制路徑、控制速度時自動告警，自動彈出報警窗口，監(jiān)控中心聲光提示。 （ 6）駕駛員智能管理 駕駛員智能管理卡：通過車載終端與事先輸入的駕駛員信息的智能卡的核對（將 IC 卡插入顯示屏卡槽內(nèi)），中心可識別車輛駕駛員的身份及其相關信息，對防止疲勞駕駛和違反出車安排、違 章查詢等情況，可達到中心和管理者的遠程智能管理。 （ 7）車輛信息查詢 靜態(tài)數(shù)據(jù)查詢：通過業(yè)務查詢網(wǎng)站對車輛的分類靜態(tài)資料（包括車輛檔案、車主檔案、歷史信息等）進行查詢。 動態(tài)數(shù)據(jù)查詢：通過業(yè)務查詢網(wǎng)站對車輛的分類動態(tài)資料（包括車輛實時照片信息、實時定位信息、當前運行軌跡、狀態(tài)信息和報警情況等）進行查詢。 上海 理工大學畢業(yè)設計 31 監(jiān)控中心部分 監(jiān)控中心是在整個系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”，集中實現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)度、接 /處警，圖像處理功能和其他信息服務，并對整個系統(tǒng)的軟硬件進行協(xié)調(diào)、管理。本系統(tǒng)還支持通過 GSM 網(wǎng)的短信群發(fā)功能，實現(xiàn)車輛調(diào)度、 行政管理等工作。 巡航衛(wèi)士（物流車）監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心 —— 監(jiān)控中心，采用的是 C/S 或 B/S 方式。其服務器選用安全、穩(wěn)定、開放的 Linux 操作系統(tǒng)；在 B/S 方式下，用戶端使用普通的瀏覽器，不需安裝其它軟件即可直接使用，極大地方便了廣大中小客戶的使用要求。 監(jiān)控中心架構 一級：總監(jiān)控中心，總公司可以監(jiān)控所有客車。 二級：分監(jiān)控中心，各車隊可以管理自己的車輛。 三級：個人用戶：授權的個人可以通過網(wǎng)上查車方式監(jiān)控單臺車輛的軌跡數(shù)據(jù)。 總 控 中 心總 控 中 心總 控 中 心總 控 中 心總 控 中 心總 控 中 心總 控 中 心監(jiān) 控 中 心 監(jiān) 控 中 心監(jiān) 控 中 心監(jiān) 控 中 心終 端終 端終 端 終 端終 端終 端業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心業(yè) 務 中 心總 控 層監(jiān) 控 層業(yè) 務 層終 端 圖 監(jiān)控中心架構圖 監(jiān)控中心功能 上海 理工大學畢業(yè)設計 32 圖 監(jiān)控中心 a 多目標多種類位置監(jiān)控 b 一個或多個攝像頭的圖像監(jiān)控 c 監(jiān)聽和通話 d 開關車門 e 緊急調(diào)度 f 行駛區(qū)域線路設置 g 限速報警設置 e 行駛軌跡的存儲與回放以及其他控制和設置通訊指令的下達等 對車輛的操作 車輛列表 上海 理工大學畢業(yè)設計 33 圖 車輛列表 位置查詢 位置查詢只接收一條定位的報文，返回位置查詢信息。用于定位當前位置。其操作方法為在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇 “軌跡跟蹤 ”?位置查詢，在彈出的對話框 中單擊確定即可。 圖 位置查詢 上海 理工大學畢業(yè)設計 34 實時監(jiān)控 車臺按指定的次數(shù)、時長、距離給監(jiān)控中心匯報包含速度、車輛狀態(tài)等參數(shù)的信息。 軌跡回放 GPS工作站可 以對過去一段時間內(nèi)某一車臺返回的定位信息 ,按設置的回放屬性全部播放出來，這樣可以幫助遇警后分析案情和車輛行駛的軌跡，當軌跡回放時，車輛軌跡和車輛圖標顯示均為藍色?？稍O置時間段和播放速度以及播放的基本操作控制，也可通過修改車牌號碼來對任何車輛進行軌跡回放。軌跡回放可拖動、本地存儲、速度調(diào)節(jié)、打印輸出等。主菜單 “軌跡跟蹤 ”?軌跡回放或在車 輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇軌跡回放，進入軌跡回放界面，可設置起止時間和播放控制。 在頁面上方的最右邊圖標中，單擊可切換到數(shù)據(jù)界面。實現(xiàn)地圖模式和數(shù)據(jù)模式之間進行切換。 圖 軌跡回放 按距離監(jiān)控 設置監(jiān)控時長 (或持續(xù)監(jiān)控 )和間隔距離，每到達設置的間隔距離時發(fā)送一條報文，直到到達所設置的監(jiān)控時長（在最新位置中查看）。主菜單 “軌跡跟蹤 ”?實時監(jiān)控或在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇軌跡跟蹤 ?實時監(jiān)控，在彈出的對話框中選擇監(jiān)控方式（位置查詢、按次數(shù)監(jiān)控、按時長監(jiān) 控、按距離監(jiān)控），單擊確定即可。 上海 理工大學畢業(yè)設計 35 圖 距離監(jiān)控 超速報警 當車速達到最高限速且持續(xù)時間超過設置的值時觸發(fā)報警，當車速未達到所設置的最高限速時不產(chǎn)生報警，當車速達到最高限速但未達到允許持續(xù)時間時，車輛不會報警。主菜單 “報警處理 ”?設置超速報警或在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇超速報警 ?設置超速報警，在彈出的對話框中填寫要設置的最高限速和持續(xù)時間，單擊確定即可。如圖，可設置最高時速，在最高時速下持續(xù)的時間（必需是 5秒的倍數(shù)），手柄提示時間（單位為秒）。 圖 超 速報警設置 偏移路線報警 可同時或分次設置多條偏移路線報警，當終端偏移設置的偏移路線時觸發(fā)報警。設置方法：主菜單 “報警處理 ”?設置偏移路線報警或在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單上海 理工大學畢業(yè)設計 36 中選擇行駛路線報警 ?設置偏移路線報警，在彈出的對話框中選擇預設路線（可通過預設報警路線功能增加），單擊確定即可。 圖 偏移路線設置 車輛調(diào)度 (1) 發(fā)送信息 單擊主菜單的 “車輛控制 ”?發(fā)送信息或在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇車輛調(diào)度 ?發(fā)送信息，在發(fā)送消息欄填寫要發(fā)送的內(nèi) 容（最多 175 個漢字），單擊 “確定 ”即可。它能實現(xiàn)向終端發(fā)送短信，終端收到后手柄顯示文字信息，短信息長度限制最長為175 個字符。發(fā)送窗體中有個 電召 勾選框，可進行點對點電召。 上海 理工大學畢業(yè)設計 37 圖 設置調(diào)度信息 （ 2）點對點電召 點對點電召，點對點電召是讓被召喚的車主（例如出租車）撥打電話的功能，在界面上輸入回撥的電話號碼（需要租車可戶的電話）和文字信息發(fā)送至終端，終端收到后手柄顯示文字信息并提示是否撥打該電話號碼。確定撥打電話號碼 /拒絕撥打電話號碼 /超時無響應（ 30s）都需向中心回復應答。其操作方法為：單擊主 菜單的 “車輛控制 ”?點對點電召或在車輛列表中選擇車輛，單擊右鍵，在彈出菜單中選擇車輛調(diào)度 ?點對點電召，在彈出的撥打電話對話框中填寫相應的發(fā)送內(nèi)容（最多 175 個漢字）和回電電話號碼，單擊確定。 圖 點對點電召 上海 理工大學畢業(yè)設計 38 總結 本設計全面介紹了車輛定位系統(tǒng)的結構和實現(xiàn)方法，通過配合 GPRS 通信技術，即可實時準確的獲得遠程車輛的定位信息，本設計利用 GPRS 的通信網(wǎng)絡平臺能將分散的車輛連入Inter，使之成為一個有機的整體。 本設計主要介紹了 GPRS 無線通信和 GPS 全球定位技術的遠程車輛定位 系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用嵌入式處理器系統(tǒng)的優(yōu)勢和比較成熟的 GPRS 無線通信技術實現(xiàn)車輛的遠程定位，可以進行實時車輛狀態(tài)監(jiān)控、規(guī)劃出行路線、引導車輛避開擁擠路段，提高道路通行能力，緩解道路擁擠和堵塞等功能。該系統(tǒng)具有實現(xiàn)功能強、可靠性高、成本低廉、易于擴展等優(yōu)勢。而且還能對該系統(tǒng)軟硬件進行升級和增加新的功能模塊，滿足車輛定位未來發(fā)展需要。因此相信該系統(tǒng)應用前景將會非常廣闊。 本設計采用了與電子地圖結合以獲得更為精確和詳細的地圖數(shù)據(jù)，為用戶提供更為方便的服務和更好的地圖視覺效果。伴隨著現(xiàn)有 時代通信網(wǎng) 絡向第三通信網(wǎng)絡的升級，基于新的通信網(wǎng)絡下的終端設備可以使數(shù)據(jù)的傳輸速度和質(zhì)量得到更大的提高。這將為未來遠程監(jiān)控系統(tǒng)提供高速傳輸平臺和更廣闊的發(fā)展空間。 上海 理工大學畢業(yè)設計 39 參考文獻 [1] 蔣文怡 .GSM短消息傳輸時延及其對 GPS定位數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?[M].移動通信 . 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