【正文】 言，也是目前網(wǎng)頁(yè)中設(shè)計(jì)中最容易學(xué)又最方便的語(yǔ)言。圖33 GPRS DTU參數(shù)沒(méi)置界面第四章 監(jiān)控中心的軟件設(shè)計(jì)本課題所設(shè)計(jì)的是監(jiān)控中心的軟件平臺(tái)，因此這一章節(jié)將是論文的重點(diǎn)。用戶不用關(guān)心復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用RS232／485／422接口，就可以進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)，使設(shè)備能夠隨時(shí)隨地接入Interner。支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和SOCKET標(biāo)準(zhǔn)，提供全透明數(shù)據(jù)傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。 本課題選擇的眾山公司的ZSD3120是一款使用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端設(shè)備。通過(guò)有線的數(shù)據(jù)采集中心，同時(shí)與很多個(gè)GPRS DTU進(jìn)行雙向通信。一旦接收到用戶的串口數(shù)據(jù)，DTU就立即把串口數(shù)據(jù)封裝在一個(gè)TCP/UDP包里，發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。由于TCP/UDP通信連接已經(jīng)建立，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通信了。具體地講，GPRS DTU通過(guò)數(shù)據(jù)中心的IP地址(如果是采用中心域名的話，先通過(guò)中心域名解析出中心IP地址)以及端口號(hào)等參數(shù)，向數(shù)據(jù)中心發(fā)起TCP或UDP通信請(qǐng)求。這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng)IP地址或固定的域名。由于GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)，而且IP地址不固定。這與局域網(wǎng)內(nèi)的電腦通過(guò)網(wǎng)關(guān)訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)的方式相似。也就是說(shuō)，GPRS DTU處于移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)中，而且其內(nèi)網(wǎng)IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號(hào)而變化。GPRS DTU登陸GSM網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行GPRS PPP撥號(hào)。支持自動(dòng)心跳，保持永久在線 內(nèi)部集成TCP／IP協(xié)議棧(3)GPRS模塊及其工作過(guò)程GPRS模塊，即GPRS DTU全稱GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元，在國(guó)內(nèi)目前實(shí)際上對(duì)GPRS DTU具有更加明確的約定：GPRS DTU是專門用于將串口數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的GPRS無(wú)線設(shè)備。位置和速度過(guò)濾器；串口波特率為4800kbps；使用作為程FLASH作為程序存儲(chǔ)器，固件可升級(jí)。最新的GPS內(nèi)核固件提供了更進(jìn)一步的可靠性。硬件主板的組成結(jié)構(gòu)如圖32所示：圖32 ARM嵌入式主板的組成結(jié)構(gòu)圖(2)GPS接收機(jī)GPS接收機(jī)采用EverMore公司出產(chǎn)的GM．305系列模塊，該模塊采用了EverMore公司最新的12通道GPS技術(shù)，內(nèi)部包含一個(gè)具有主機(jī)連接電纜的鼠標(biāo)樣小盒。(1)ARM嵌入式主板本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是以Samsung公司的ARM920T處理器一S3C2410為核心運(yùn)行在203MHZ，外圍擴(kuò)展2M的Nor Flash存儲(chǔ)器，64M的Nand Flash存儲(chǔ)器，64M的SDRAM存儲(chǔ)器，并行JTAG接口，兩個(gè)串口，一個(gè)USB接口和一個(gè)顯示器接口等外圍接口電路。同時(shí)通過(guò)車載終端的GPRS模塊以及自定義的GPRS通信應(yīng)用層協(xié)議接口，由GPRS網(wǎng)絡(luò)將車輛的位置、狀態(tài)、報(bào)警等綜合信息發(fā)送到監(jiān)控終端，并存入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。(5)系統(tǒng)簡(jiǎn)易、方便、資源豐富，適應(yīng)低成本、低功耗、體積小的要求。(4)具備可靠的通信能力。(3)對(duì)位置信息數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理。(2)應(yīng)具備基本的導(dǎo)航功能。GPRS無(wú)線鏈路基于移動(dòng)公司的GPRS移動(dòng)通信公網(wǎng)，包括MSC基站控制器，SGSN業(yè)務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)，GGSN網(wǎng)關(guān)支撐節(jié)點(diǎn)。 車載終端模塊組成及原理車輛的所有信息都必須通過(guò)車載終端得到，而且車載終端還必須具備一定的處理能力，接收并處理分別來(lái)自GPS模塊和監(jiān)控終端發(fā)出的信息。但在實(shí)際的車輛監(jiān)控應(yīng)用中，有時(shí)也會(huì)碰到這樣的情況，車載終端和監(jiān)控中心相互之間發(fā)送的數(shù)據(jù)量比較小，比如只對(duì)家用車輛或者對(duì)為數(shù)不多但重要程度比較高的車輛進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，這時(shí)可以考慮繞過(guò)通信服務(wù)器而在監(jiān)控終端加強(qiáng)存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，將監(jiān)控終端和通信服務(wù)器的功能集成到一起，只由車載終端和監(jiān)控終端構(gòu)成一個(gè)輕量級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)，既降低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜性又能夠提高監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，簡(jiǎn)單實(shí)用，可操作性也相對(duì)較高。在本課題中，通信服務(wù)器只主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，絕大部分監(jiān)控功能由監(jiān)控終端完成。同時(shí)接收和處理車載終端發(fā)回的各種反饋信息。(4)軌跡回放：將指定被監(jiān)控終端的歷史軌跡進(jìn)行回放。(3)軌跡顯示：將移動(dòng)車輛的定位信息在相應(yīng)的電子地圖背景上顯示出來(lái)。如車號(hào)、經(jīng)度、緯度、速度、航向、時(shí)間、日期等。車載終端分布在各個(gè)移動(dòng)車輛上，負(fù)責(zé)接受GPS衛(wèi)星定位信息，通過(guò)嵌入式處理器解算出車輛所處的位置坐標(biāo)，車載終端通過(guò)GPRS模塊連接到Internet上，將上發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送到通信服務(wù)器，通信服務(wù)器將收到的車載終端數(shù)據(jù)分類保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，基于網(wǎng)絡(luò)兼容性的考慮，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，使其既能夠在車載終端處保持特有的性質(zhì)，又能在主干網(wǎng)絡(luò)上傳輸所有信息，可能需要額外通信服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)一種通用協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，以在其入口部分兼容各種不同規(guī)范和數(shù)據(jù)格式的GPS終端信息，同時(shí)在其出口部分實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用軟件接口的統(tǒng)一。 圖31 監(jiān)控系統(tǒng)原理圖通信服務(wù)器具有兩種基本的功能：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。融合GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、GPRS信系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)于一體，可實(shí)現(xiàn)全天候衛(wèi)星定位、電子地圖顯示和車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。GPI塔分組通過(guò)不同的方向發(fā)送數(shù)據(jù)，最終達(dá)到相同的目的地，那么數(shù)據(jù)在通過(guò)無(wú)線鏈路傳輸?shù)倪^(guò)程中就可能發(fā)生一個(gè)或幾個(gè)分組丟失或出錯(cuò)的情況。運(yùn)營(yíng)商將所有的8個(gè)時(shí)隙都給一個(gè)用戶使用顯然是不太可能的。(2)實(shí)際速率比理論值低。同時(shí),GPRS也存在一些問(wèn)題：(1)GPRS會(huì)發(fā)生包丟失現(xiàn)象。它不是以上網(wǎng)的時(shí)間來(lái)收費(fèi)，而是根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來(lái)收費(fèi)。圖21 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 GPRS的優(yōu)缺點(diǎn)GPRS非常重要的優(yōu)點(diǎn)是引入了分組交換能力，克服了電路交換速率低、資源利用率差等缺點(diǎn)，與原有GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，具有資源利用率高，支持基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用，實(shí)時(shí)在線，按流量計(jì)費(fèi)，快捷登錄，高速傳輸，接入時(shí)間短，接入范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。其他一些輔助單元雖然在GPRS系統(tǒng)中未給出定義，但在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中必不可少，如域名解析服務(wù)器DNS，動(dòng)態(tài)地址分配服務(wù)器DHCP，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議服務(wù)器NTP等等。SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)終端的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)終端和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，提供GPRS與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的傳輸通路，進(jìn)行移動(dòng)用戶與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳送。GSN可以是一種類似于路由器的獨(dú)立設(shè)備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。GSN具有移動(dòng)路由管理功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到GPRS寄存器。5．其它設(shè)備：本地位置寄存器HLR、訪問(wèn)位置寄存器VLR、移動(dòng)交換中心MSC,SMS—GMSC和SMS—IWMSC等GSM系統(tǒng)原有無(wú)線管理設(shè)備被升級(jí)以支持相應(yīng)的與GPRS有關(guān)的功能。 GPRS系統(tǒng)構(gòu)成GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)引入了一些新的功能模塊和改進(jìn)：1．網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(Gateway Supporting Node GSN).2．點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)中心,(PointToMultipoint Service Center，PTM—SC)。在理論上，GPRS可以將最多8個(gè)時(shí)隙組合在一起，給用戶提供高達(dá)171．2kb／s的帶寬。如采用電路交換，通信需要建立端到端的連接，信道只能被一個(gè)用戶獨(dú)占，在成本效率上顯然缺乏可行性。分組交換基本上不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，延時(shí)也不固定，但可以使不同的數(shù)據(jù)傳輸“共用”傳輸帶寬：有數(shù)據(jù)時(shí)占用帶寬，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)不占用，從而分享資源。GPRS允許用戶在分組交換模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。分組通信的實(shí)質(zhì)是依靠高處理能力的計(jì)算機(jī)來(lái)充分利用寶貴的通信信道資源。 GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù) GPRS概述GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是一種采用分組交換技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)及信令的高效率數(shù)據(jù)傳輸方式。測(cè)速精度可達(dá)O．1ms，測(cè)時(shí)精度可達(dá)幾十毫秒，精度都比較高。(6)全天候作業(yè)：目前GPS觀測(cè)可在一天24小時(shí)內(nèi)的任何時(shí)間進(jìn)行，不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等天氣狀況的影響。(4)可提供三維坐標(biāo)：經(jīng)典大地測(cè)量將平面與高程采用不同方法分別施測(cè)，而GPS可同時(shí)精確測(cè)定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，目前GPS水準(zhǔn)可達(dá)到四等水準(zhǔn)測(cè)量的精度。目前20km以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15～20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15km以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站只需觀測(cè)12分鐘；動(dòng)態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，流動(dòng)站出發(fā)時(shí)觀測(cè)12分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)僅需幾秒鐘?；€邊長(zhǎng)越長(zhǎng)越能突顯其定位精度高的優(yōu)勢(shì)。在測(cè)量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測(cè)量定位，其具體觀測(cè)模式多臺(tái)接收機(jī)在不同的測(cè)站上進(jìn)行靜止同步觀測(cè)，時(shí)間由幾分鐘、幾小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí)不等。 （8）靜態(tài)定位 所謂靜態(tài)定位，就是在進(jìn)行GPS定位時(shí)，認(rèn)為接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測(cè)過(guò)程中的位置是保持不變的。也就是說(shuō)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)隨時(shí)間的改變而改變的量。 （6）非實(shí)時(shí)定位 非實(shí)時(shí)定位又稱后處理定位，它是通過(guò)對(duì)接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以進(jìn)行定位得方法。 （4）相對(duì)定位 相對(duì)定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺(tái)以上的接收機(jī)，同時(shí)對(duì)一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系。這種定位模式的特點(diǎn)是作業(yè)方式簡(jiǎn)單，可以單機(jī)作業(yè)。載波相位定位的優(yōu)點(diǎn)是觀測(cè)值的精度高，一般優(yōu)于2個(gè)毫米；其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理過(guò)程復(fù)雜，存在整周模糊度的問(wèn)題。偽距定位的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，對(duì)定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問(wèn)題，可以非常容易地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位；其缺點(diǎn)是觀測(cè)值精度低，C/A 碼偽距觀測(cè)值的精度一般為3米，而P碼偽距觀測(cè)值的精度一般也在30個(gè)厘米左右，從而導(dǎo)致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的P碼偽距觀測(cè)值，還存在AS的問(wèn)題。PPS主要面向美國(guó)及其盟國(guó)的軍事部門以及民用的特許用戶。這兩種不同類型的服務(wù)分別由兩種不同的子系統(tǒng)提供，標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)由標(biāo)準(zhǔn)定位子系統(tǒng)(SPS–Standard Positioning System)提供，精密定位服務(wù)則由精密定位子系統(tǒng)(PPS–Precision Positioning System)提供。SPS和PPS GPS系統(tǒng)針對(duì)不同用戶提供兩種不同類型的服務(wù)。 導(dǎo)航信息 導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號(hào)頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。 P碼 P碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機(jī)噪聲碼，其周期為七天。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號(hào)來(lái)區(qū)分它們。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號(hào)，這些信號(hào)主要有： 以上這三個(gè)部分共同組成了一個(gè)完整的GPS系統(tǒng)。用戶部分 GPS的用戶部分由GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計(jì)算機(jī)氣象儀器等所組成。主控站有一個(gè)，位于美國(guó)克羅拉多（Colorado）的法爾孔（Falcon）空軍基地，它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)，它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能?？刂撇糠? GPS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)。的軌道上繞地球運(yùn)行。空間部分 ，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動(dòng)的備用衛(wèi)星。 GPS計(jì)劃始于1973年 ，已于1994年進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)。第二章 相關(guān)技術(shù)及原理 GPS導(dǎo)航技術(shù)　　GPS系統(tǒng)是由24顆高度為兩萬(wàn)公里的衛(wèi)星組成，它們以6個(gè)不同的運(yùn)行軌道運(yùn)行，可提供全球范圍從地面到9000公里高空之間任一載體的高精度的三維位置、三維速度和精確的時(shí)間信息。第六章：致謝。第五章：總結(jié)與展望。 第四章：監(jiān)控中心的軟件設(shè)計(jì)。第三章：車輛導(dǎo)航及監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 第二章：相關(guān)技術(shù)及原理。本文結(jié)構(gòu)安排如下:第一章：緒論。1. 3課題完成的工作及各章節(jié)組織結(jié)構(gòu)本文是基于Javascript 開(kāi)發(fā)的Google Map 應(yīng)用程序的編寫，用javascript，和frontpage軟件，加載google地圖，根據(jù)已知的時(shí)間，汽車運(yùn)行的經(jīng)緯度，1秒鐘讀一次汽車位置，顯示在網(wǎng)頁(yè)上。它以“分組一轉(zhuǎn)發(fā)’’的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，支持瞬時(shí)連接、永遠(yuǎn)在線，通信費(fèi)用大大降低。GPRS是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)。這些弱點(diǎn)阻礙了GSM車載監(jiān)控系統(tǒng)的全面推廣。而且目前GSM終端價(jià)格較低，有利于降低系統(tǒng)成本，同時(shí)它的蜂窩技術(shù)提供了大的用戶容量。隨著GSM業(yè)務(wù)的開(kāi)通，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的GSM車載監(jiān)控系統(tǒng)不斷出現(xiàn)。它具有處理數(shù)字化、計(jì)算機(jī)化，抗震效果大大加強(qiáng)，圖像的存儲(chǔ)時(shí)間也大大延長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。隨著嵌入式計(jì)算機(jī)處理能力的提高，車載監(jiān)控系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)字方式，主要用于監(jiān)測(cè)、記錄汽車在行駛中各種狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在事故發(fā)生時(shí)能收集音視頻資料。模擬監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、視頻矩陣、監(jiān)視器、錄像機(jī)等組成，錄像機(jī)等組成，利用模擬視頻先將來(lái)自攝像機(jī)的視頻連接到監(jiān)視器上，利用視頻矩陣主機(jī)進(jìn)行各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的觀察，使用磁帶錄像機(jī)保存視頻數(shù)據(jù)。1．2汽車監(jiān)控的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀按照顯示終端離采集終端距離的遠(yuǎn)近，車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。它可用于運(yùn)鈔車、運(yùn)油車和運(yùn)送其他貴重物品的貨運(yùn)車輛，起到防盜、防搶劫的作用；可用于公共汽車、長(zhǎng)途大巴等客運(yùn)車輛，監(jiān)控是否存在拉客，超員超載的現(xiàn)象，減少交通事故的發(fā)生；可用于公安、消防的車輛上，對(duì)辦案過(guò)程錄像，以便將來(lái)取證；在環(huán)境監(jiān)測(cè)車上，它可以記錄環(huán)境污染現(xiàn)場(chǎng)情況，同時(shí)將圖像資料實(shí)時(shí)傳輸給環(huán)境監(jiān)控中心，便于事后追究相關(guān)污染部門責(zé)任等等。因?yàn)槿绻軌驅(qū)囕v內(nèi)部情況和車輛外部駕駛的