车载GPS系统可行性分析报告

车载GPS系统可行性分析报告（精选6篇）

1.车载GPS系统可行性分析报告 篇一

车载GPS系统软件的论文

一、GPS系统的组成以及工作原理

GPS卫星导航定位系统的组成主要由三个部分组成，即空间部分、地面监控部分以及用户部分。

1.空间部分

这一部分是由GPS卫星网组成。每一颗卫星都不断地向地球发射数字信号，在地球上的任何一个地方、任何时候的用户通过同时接收4颗以上卫星信号都可以得出自己所在的位置、速度和运行等多种情况。车载GPS也是通过接受4颗卫星的信号进行自身定位的。

2.地面监控部分

地面监控部分包括四个监控站、一个主站和注入站。这一部分的主要任务是监测空间卫星的运行情况，通过注入站及时修正卫星参数，从来保证整个系统的正常运行。

3.用户系统

用户部分所述是指GPS接收机。这种接收器虽然外形多种多样，但基本功能都是大同小异的，即能够接收、跟踪、变换和测量空间卫星所发射出的数字信号，并根据导航电文所提供的卫星位置和钟差来修正信息，计算出用户所在的位置。

二、车载GPS系统

车载GPS系统的组成部分要相对复杂一些，由GPS接收天线、GPS接收机、显示处理系统、导航软件和其它应用软件等组成。显示处理系统可以通过数据通讯接口把GPS接收机传出的信号在电脑中进行操作处理并与车载电子地图相结合，显示所在位置与信息。导航软件也就是我们常说的电子地图，即数字地图数据库。其可以将采用卫星影像、航拍、DGPS现场测量调查综合得到的地图地理信息数字化，再将数字化数据，以数字的形式编码，然后把它编译成文件或文件集合，通过格式化后存储起来，供GPS系统数据通讯使用。当然电子地图的更新与实际路况信息的摄取则至关重要，这在下面将着重论述。

三、车载GPS系统常见故障的排除

(一)常见故障概述

常见故障的概括是在数万份的用户回馈信息的基础上总结归纳得出的，一下三项最为突出：首先，地图匹配错误。其次，车载GPS系统不能显示车辆位置或者寻不到目的地。再次，车载GPS系统间歇工作。

(二)车载GPS系统不能显示车辆位置或者寻不到目的地的原因与解决办法

1.在进行首次定位时请尽量使车子在空旷的位置停靠，因为首次启动的.时间要更久一些，初始化的过程不能受到过多的干扰。具体时间则是受到周围环境以及地理、天气等影响。

2.车上装的隔热纸、防爆纸等都会干扰卫星讯号的接收，这时装设外接天线可以很好的加强信号的接受。

3.及时在正规途径更新软件是避免问题的最为重要方法。

4.因为卫星讯号的强弱，行驶道路有时可能会出现定位偏离状况(例如位置出现在另一条道路上)，此现象并不代表系统故障，系统会自动修正正确道路状况。

(三)车载GPS系统间歇工作的原因

1.车载GPS系统线路存在线束将断、接触不良，电源触点生锈。

2.车载主机本身存在故障。

3.GPS接收机故障。

四、地图匹配方法的定位误差修正

在车辆GPS系统中，实时获得车辆的位置是核心功能。由于GPS卫星定位系统存在这先天的误差，因此会导致定位精度的不准确，尤其是当车辆处于在山区、城市高楼区以及隧道等地段时。故而采用地图匹配系统校正定位误差可以完美的实现精确度的要求。基于PC的GPS地图匹配系统不但体积大、质量重，而且功耗更高，使得本来狭小的车内空间更为局促。采用基于GIS的GPS/MM组合导航技术对数据的处理速度要求很高。而传统的单片机计算速度慢、对外接口简单，而且无法采用操作系统。只有使用体积小、速度快、通用性强的嵌入式处理系统来处理相关信息才可以事半功倍。根据笔者调查，ARM系列处理器不但处理速度快、功耗低、市场成熟且易于开发。故而在系统中使用32位ARM9微处理器来作为控制核心，并移植嵌入式操作系统WinCE，在嵌入式平台上整合GPS定位技术和相关的电子地图技术，可以达到修正定位误差，选取最优路径的效果。这正是解决地图不匹配的核心之所在。

2.车载GPS系统可行性分析报告 篇二

在汽车业高度发达的今天, 汽车的导航定位和防盗技术变得越来越重要。随着GPS和GSM技术发展越来越成熟, 可以将这些技术应用到汽车导航与防盗系统中。GPS车载系统的接收模块接收GPS信号, 对车辆进行定位和导航, 然后将车辆位置等信息打包, 通过无线通信链路实时传送到监控中心, 对目标的位置、速度、运动方向、车辆状况等用户感兴趣的参数进行监控和查询。

2GPS系统定位原理

24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上, 以12小时的周期环绕地球运行, 使得在任意时刻, 在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。这些卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息, 用户 (GPS接收机) 收到这些信息后, 经过计算可以求出接收机的三维位置、方向以及运动速度和时间信息。

3GPS车载系统的设计

3.1系统总体结构

GPS车载系统的总体结构图如图所示。GPS车载系统由处理器模块、GPS定位模块、GSM通信模块、显示模块和执行单元组成。

GPS车载系统在加电启动完成初始化之后, 将通过GPS定位模块来获取位置信息, 显示到液晶显示器上, 并通过GSM通信模块将位置信息编制成短消息发送给监控中心;车载系统在接收到监控中心发出的断油断电信息后, 给执行单元一个信号, 驱动继电器动作, 执行断油断电命令。

3.2芯片选择

处理器模块采用ATmel公司的ATMEGA128, 它是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位微处理器, 内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路。该芯片具有低压低功耗的特点, 功能强大, 操作指令简单, 数据处理速度快, 芯片价格相对便宜, 开发容易, 开放装置便宜, 支持C语言源程序调试。

GPS车载系统通过使用GPS模块来实现定位的, 要求GPS模块必须是低功耗的, 几何尺寸必须非常小, 具有较强的抗干扰能力和较强的抗遮挡能力, 应具有完善的售后服务, 所以选用了Rockwell公司的Jupiter并行12通道GPS接收机。它体积小, 重量轻, 功耗低;首次定位和重新捕获时间短;有较强的抗树荫和高楼遮挡能力;提供载波相位输出;无静态飘逸;操作简单, 易于开发。Jupiter并行12通道GPS接收机抗干扰性强, 接口简单, 易于和其他设备相连。

对于GSM模块的选择应遵循以下原则:成本较低, 功耗较低, 体积尽可能小, 有较低的电磁辐射, 有较好的抗震性能, 选择具有完善售后服务的厂商的产品。按照上述标准选取SIEMENS公司的MC35模块。MC35共40个引脚, 通过ZIF连接器分别与电源电路、启动与关机电路、数据通信电路、语音通信电路、SIM卡电路、指示灯电路等连接。

另外, 显示模块采用液晶显示板OCMJ4X8。OCMJ中文模块系列液晶显示器内含GB2312 16*16点阵国标一级简体汉字和ASCII 8*8点阵西文字库, 用户输入区位码或ASCII码即可实现文本显示。用户可在指定的屏幕位置上以位或字节为单位进行图形显示。

3.3模块连接

GPS车载系统使用嵌入式系统, 既可以提供强劲的运算和I/O控制能力, 又能通过运行在嵌入式系统上的操作系统实现对软件层次协议栈的支持。GPS车载系统主电路的设计以处理器模块为核心, 把GPS数据采集模块和GSM无线通信模块和显示模块集成在主电路系统中。

处理器模块ATMEGA128有两个串口, 分别连接GPS模块和GSM模块, 实现对这两个模块的通信。ATMEGA128的UART0口与GSM模块之间通过异步方式进行数据通信, 数据传输速率选择19200B/S。ATMEGA128的UART1口与GPS模块连接, 数据传输速率选择4800bps单收。

处理器模块ATMEGA128的引脚PA0-PA7与OCMJ4X8中文模块液晶显示器的数据引脚DB0-DB7相连作为其数据线;PE6、PE7分别与ASK、ANSWER相连作为OCMJ中文液晶显示器的控制线。

3.4执行单元

3.车载GPS系统可行性分析报告 篇三

项目管理暂行办法

第一章 总 则

第一条 为加强国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划项目管理，规范项目建设工作，提高项目管理水平，保证建设计划顺利实施，根据《教育部 人力资源和社会保障部 财政部关于实施国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划的意见》（教职成„2010‟9号）和国家有关规章制度，制定本办法。

第二条 建设计划以提高中等职业教育改革发展水平为目标，支持1000所办学定位准确、产教结合紧密、改革成绩突出的中等职业学校（以下简称项目学校），以推进工学结合、校企合作、顶岗实习为重点，以加强队伍建设、完善内部管理、创新教育内容、改进教育手段为保障，进一步深化办学模式、培养模式、教学模式和评价模式改革，切实加强内涵建设，着力提高人才培养质量。通过建设，使项目学校成为全国中等职业教育改革创新的示范、提高质量的示范和办出特色的示范，在中等职业教育改革发展中发挥骨干、引领和辐射作用。

第三条 建设计划坚持“中央引导、地方为主、行业参与、校企合作、学校实施”的原则，采取中央、地方和项目学校分级管理的方式，以学校管理为基础，地方管理为主。同时，鼓励行业、企业和社会有关方面有效参与和支持。

第四条 实施建设计划所需资金主要由中央财政支持。地方财政安排相应的经费予以支持，保障项目学校改革创新的基础能力和重点任务的实施。同时，鼓励企业积极参与，开展合作办学。

第二章 管理职责

第五条 教育部、人力资源社会保障部和财政部负责制定项目建设的总体规划和规范要求，制定项目管理办法等，对项目建设过程中的重大问题进行决策。主要履行以下职责：

（一）负责统筹指导建设计划的相关工作；

（二）制定相关政策、管理规定和绩效考核办法等；

（三）组织专家复核地方上报的项目学校名单、项目建设实施方案和任务书及项目建设进展报告等；

（四）按计划组织开展政策发布、业务咨询和培训等工作；

（五）建立项目建设信息采集与绩效监控系统，开展年度绩效考评工作；

（六）协调、指导项目学校的项目建设工作，组织开展调研督查、年度检查、项目验收、挂牌表彰、成果宣传等。

第六条 省级教育、人力资源社会保障和财政部门是项目实施的地方行政主管部门，主要履行以下职责：

（一）按照教育部、人力资源社会保障部和财政部要求，组织本地区项目学校的申报、评审和推荐工作；

（二）负责指导、检查、监督本地区项目学校的项目建设工作，监督本地区项目学校按项目建设任务书完成建设任务，及时协调、解决项目建设过程中出现的问题；

（三）负责统筹落实和筹集项目学校的建设资金，对建设资金的使用进行监督，确保专款专用；

（四）向教育部、人力资源社会保障部和财政部报送本地区项目建设阶段进展报告和项目完成总结性报告。

第七条 项目学校举办者是项目学校的主管单位，主要履行以下职责：

（一）按照教育部、人力资源社会保障部和财政部的要求，指导所属中等职业学校进行项目申请，确保落实相关政策；

（二）负责指导、检查所属项目学校的项目工作，监督项目学校定期进行自查，及时协调、解决项目建设过程中出现的问题；

（三）按要求向省级教育、人力资源社会保障和财政部门报送所属项目学校项目建设阶段进展报告和项目完成总结性报告。

第八条 项目学校法人代表为项目建设主要责任人。项目学校应设立专门机构具体负责本校项目建设的规划、实施、管理和检查等工作，主要履行以下职责：

（一）按照教育部、人力资源社会保障部和财政部有关规定及本办法的要求，编制、报送学校立项申报书、项目建设方案和项目建设任务书,并对有关申报材料的真实性负责；

（二）按照批复的项目建设方案和任务书确定的建设内容，组织实施项目建设，确保项目建设进度和预期目标；

（三）统筹安排各渠道建设资金，按照有关财务制度及本办法规定，科学、规范和合理使用建设资金，确保资金使用效益；

（四）将上年度项目建设进展、年度资金使用等情况形成年度报告，上报省级教育、人力资源社会保障和财政部门；

（五）接受教育、人力资源社会保障、财政、审计、监察等部门对项目实施过程和结果进行监控、检查和审计。

第三章 申报评审与组织实施

第九条 申报评审工作按照教育部、人力资源社会保障部和财政部公布的年度建设计划执行，包括核定申报指标、地方预审推荐、中央组织复核、统一社会公示、正式发文公布等环节。

（一）核定申报指标。教育部、人力资源社会保障部和财政部根据因素分配法确定和下达各省、自治区、直辖市年度申报的项目 学校控制数。

（二）地方预审推荐。地方中等职业学校按照教育部、人力资源社会保障部和财政部有关文件要求，上报申报材料，提出基本建设思路、初步设想和计划方案。省级教育行政部门会同同级人力资源社会保障和财政部门按照中央下达的项目学校控制数，组织专家对项目学校的申报材料进行预审，确定本地区拟推荐申报的项目学校，统一报至教育部、人力资社会保障部和财政部。

（三）中央组织复核。教育部会同人力资源社会保障部和财政部组成专家组，根据《国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划项目学校遴选基本条件》，对各地推荐申报的项目学校申报材料进行复核，根据需要对项目学校申报信息进行现场核查。

（四）统一社会公示。复核结束后，在教育部网站（）上公布拟立项支持的项目学校名单，公示期为7个工作日（法定节假日除外），接受社会监督和质询。

（五）正式发文公布。公示期满后，教育部会同人力资源社会保障部和财政部公布项目学校名单。

第十条 教育部、人力资源社会保障部和财政部根据已批准项目学校的重点建设任务等因素，下达中央财政专项资金总预算控制数及年度预算控制数。省级教育、人力资源社会保障和财政部门据此组织项目学校及其举办者制定项目建设方案，并填写项目建设任务书，以及制定相应的保障措施和管理办法。

第十一条 省级教育、人力资源社会保障和财政部门组织专家对修订后的项目建设方案和任务书进行评审论证，并将通过评审论证的项目建设方案和任务书报送教育部、人力资源社会保障部和财政部。教育部、人力资源社会保障部和财政部组织专家对各项目学校的项目建设方案和任务书进行复核，达到要求的予以批复。批复 4 后，正式启动项目建设工作。

第十二条 项目学校按照中央批复的项目建设方案和任务书，组织实施项目建设。项目建设方案和任务书一经审定，必须严格执行，项目建设过程中一般不得自行调整。如确需调整的，项目学校须报经省级教育、人力资源社会保障和财政部门核准后，由省级教育、人力资源社会保障和财政部门报教育部、人力资源社会保障部和财政部核定。

第四章 资金管理

第十三条 建设计划的资金包括中央财政专项资金、地方财政专项资金、项目学校举办者安排的专项资金和学校自筹专项资金（以下简称专项资金）。中央专项资金一次确定、分两年到位，逐年考核，并根据年度检查情况适时调整。

第十四条 财政部下达项目学校中央财政专项资金总预算及年度预算后，地方财政专项资金和项目学校举办者安排的专项资金等应按项目实施进度足额拨付到项目学校。

第十五条 项目学校应统筹安排使用不同渠道的专项资金，科学、规范、合理地编制本校建设项目的总预算及年度预算。项目预算是项目学校综合预算的组成部分，应纳入学校总体预算。

第十六条 中央专项资金主要用于支持项目学校改善教学、实习和实训条件，开展工学结合、校企合作和实习实训，培养专业带头人和骨干教师，建设专业、课程和教材体系等。

第十七条 中央财政专项资金支出主要包括：

（一）基础能力建设费：主要用于购置中央财政重点支持专业所需的实验实训设备。用于基础能力建设的费用不得超过中央财政专项资金总额的20%。

（二）校企合作机制建设费：主要用于项目学校加强与企业的 合作，包括开展工学结合，共同建设生产性、服务性实训环境等。中央财政专项资金不支持项目学校开办以赢利为目的的企业。

（三）专业课程建设费：主要用于项目学校按照校企合作、工学结合和顶岗实习人才培养模式改革的要求,对重点支持专业进行科学研究，加强专业建设，优化课程内容，创新教学方法和手段，开发校本教材、课件和优质资源等方面的支出。

（四）师资队伍建设费：主要用于项目学校培养专业带头人、骨干教师、“双师型”教师，以及从行业、企业聘用有丰富一线实践经验的兼职教师等方面的支出。用于教师培训进修的费用不得超过中央财政专项资金总额的10%。

第十八条 项目学校要严格按照项目建设方案和任务书提出的目标组织项目建设，严格遵守国家有关财经法律法规和本办法的规定，加强资金管理。专项资金当年结余，可结转下年继续使用，不得挪作他用。

第十九条 专项资金按财政国库管理制度的有关规定办理支付，纳入项目学校财务机构统一管理，并设置单独账簿进行明细核算，专款专用、专账管理。

第二十条 凡纳入政府采购的支出项目，必须按照《中华人民共和国政府采购法》的有关规定，经过招投标、集中采购等规范程序后方可列支。

第二十一条 项目学校应将年度项目收支情况纳入单位决算统一编报。

第二十二条 凡使用财政性资金形成的资产，均为国有资产。项目学校应按照国家有关规定加强管理，合理使用。

第二十三条 中央财政专项资金不得用于项目学校偿还贷款、支付利息、捐赠赞助、对外投资、抵偿罚款以及与项目实施无关的 6 其他支出。

第五章 监督检查与验收

第二十四条 项目建设周期原则为2年。起始日期自教育部、人力资源社会保障部和财政部批复项目学校项目建设方案和任务书之日起计算。

第二十五条 建立部际联合监督检查、地方监管和项目学校自我监测的三级监控考核体系，对项目学校建设计划的实施实行事前科学论证、事中监控指导、事后效益评价的全过程审核、监控和考核。

（一）教育部、人力资源社会保障部和财政部依据项目学校的项目建设方案和任务书，分阶段采集绩效考核信息，组织对项目学校进行年度检查，检查结果作为调整年度项目预算安排的重要依据。对年度绩效考核不合格的项目学校，终止经费支持。

（二）省级教育、人力资源社会保障和财政部门负责指导项目的实施，检查和监督项目学校的建设进展情况，及时解决建设过程中的问题。

（三）项目学校举办者负责领导项目的实施，切实履行各项资金及政策支持承诺，确保项目实施质量与进度。

（四）项目学校负责项目建设日常工作和过程管理，设立专门机构，建立管理责任制和绩效考评机制。

第二十六条 在计划实施过程中有下列行为之一的，可视其情节轻重给予警告、中止或取消项目等处理。

（一）编报虚假申报信息，骗取项目学校建设权；

（二）项目执行不力，未开展实质性的建设工作；

（三）擅自改变项目总体目标和主要建设内容；

（四）项目经费的使用不符合有关财务制度的规定；

（五）无违规行为，但无正当理由未完成项目总体目标延期两年未验收的；

（六）其他违反国家法律法规和本办法规定的行为。第二十七条 项目完成后，项目学校应撰写项目总结报告，由省级教育、人力资源社会保障和财政部门初审后，向教育部、人力资源社会保障部和财政部申请项目验收。总结报告的内容主要包括：项目建设基本情况，建设目标任务完成情况和成效，对区域经济社会发展的贡献度，对其他地区和学校进行示范、带动和辐射的成效，以及专项资金预算执行情况和使用效果，资金管理情况与存在的问题等。

第二十八条 教育部、人力资源社会保障部和财政部对项目学校建设情况进行评估与验收。对通过验收的项目学校，授予“国家中等职业教育改革发展示范学校”称号，予以挂牌。对未通过验收的项目学校予以通报，不予挂牌。

第六章 附 则

第二十九条 本办法自发布之日起实行，各地应按照本办法的规定制订实施细则。各项目学校应会同其举办者按本办法的规定，结合实际情况制订具体管理办法。

4.车载GPS系统可行性分析报告 篇四

出租汽车计价器的发展与车载GPS

出租汽车计价器(以下简称“计价器”)是在出租汽车上安装使用的一种计量器具,为里程计价结算提供依据;GPS是全球卫星定位系统,其车载终端正逐步在出租汽车中安装使用,两个设备分属不同的.工作系统,各自独立.但是,随着社会的进步和技术的发展.两者有可能相互联系、相互结合,从而产生出一些新的功能和作用.下面对这种趋势进行简单的分析和展望.

作 者：史洲 作者单位：甘肃省计量研究院刊 名：中国计量英文刊名：CHINA METROLOGY年，卷(期)：2009“”(2)分类号：U4关键词：

5.车载GPS系统可行性分析报告 篇五

我国高速公路现有收费需要在高速公路的出入口修建收费站,并以人工收费方式为主,尽管出现了半自动收费、计重收费、联网收费等新的收费方式,但还是不能从根本上解决高速公路收费站的拥堵问题。

基于卫星定位和无线接入技术的电子不停车收费(ETC)是根据车辆的卫星定位信息进行收费的1种方式,通过虚拟收费站替代当前广泛使用的收费站。卫星定位收费技术没有路侧设施,建设和维护费用很低,同时,车载设备的扩展功能较多,可以记录行车路径,准确按照行驶里程收费。通行费用可以通过银行提前预付,费用支付灵活性较高。从经济效益、社会效益和环境效益来看,卫星定位收费系统降低了建设和维护成本,提高了道路通行能力,避免了环境污染[1]。

1 系统总体结构设计

1.1 卫星定位收费系统总体结构

基于卫星定位和无线接入技术的新一代收费系统,通过自动记录车辆行驶的位置和里程,综合考虑道路收费车辆参数和道路收费因素,自动计算车辆的通行费,由无线传输网络将数据传输到收费管理中心,根据相关公路收费政策,对车辆收取通行费。卫星定位收费系统包括智能车载收费设备(OBU)、稽查系统、管理中心3大部分组成,共同组成1个完整的卫星定位收费网络,如图1所示。

1.2 智能车载设备(OBU)技术方案由图1可以看到,卫星定位车载设备主要完

OBU系统主要由核心处理器ARM9、外围功能模块(如图2所示),外围功能模块包括: GPS模块、GSM/GPRS模块、液晶显示模块、DSRC模块、电压转换模块及按键模块、语音模块等几大部分组成,各模块功能介绍如下:

1) GPS模块。主要用来获取当前车辆的位置信息,为实现收费提供原始依据。

2) GSM/GPRS模块。是OBU设备和后台管理中心数据通信的桥梁。

3) 液晶显示模块。为用户提供收费额度显示等信息。

4) DSRC模块。交通专用5.8G通信模块,主要是为了实现车路设备之间的稽查通信功能。

5) 按键模块。提供用户紧急呼叫和查询功能。

6) 语音模块。提供收费额度提示、收费路段提示等。

2 关键技术与系统集成方法

2.1 核心处理器平台的选择

处理器是设备工作的核心,它的性能决定了设备的性能,根据图1卫星定位收费系统中智能车载收费终端(OBU)需求分析,由于在系统功能上有GPS、GSM、DSRC等通信功能的管理、GPS数据实时处理、路径跟踪与计算需求,因此我们在主处理器上选用了ARM9内核的微处理器AT91RM9200,其主频可达180 M,并具有MMU。软件系统采用了Linux2.6.13的嵌入式操作系统,保证了软件系统的实时性,从而确保系统有1个高速稳定可靠的运行平台[2]。

另外设计了存储电路、显示电路、语音电路、电源电路等,较好满足了数据及代码的存贮,友好的人机接口,稳定可靠的工作要求。

2.2 3种无线传输方式的设计及选择

依据图2可以清晰看出,主要存在3种方式的信息交互,交通专用短程通信(DSRC)、GSM无线通信、GPS卫星定位,这3种信息交互是卫星定位设备的3个对外信息交互的桥梁,因此也是本系统设计的关键环节。

2.2.1 交通专用短程通信模块设计

交通专用短程通信(DSRC)模块是卫星定位收费设备与路侧稽查设备通信的部分,它采用5.8 G频段的微波通信方式[3,4],速率高达1.7 Mb/s,因此,它不仅能应用在逃费稽查功能上,而且在扩展的信息服务功能上也可以使用。

2.2.2 GSM通信模块设计

短消息(SMS)技术服务是车载设备(OBU)采用全球移动通信系统(GSM)方式的1个主要原因,设备的交易信息通过短消息发送给后台管理中心,以实现车辆道路行驶费用的管理。

2.2.3 GPS卫星定位模块设计

GPS是OBU设备的重要功能部件,在卫星定位收费系统中如何提高定位精度、准确确定车辆当前行驶位置是考核的主要指标。目前,通用的卫星定位模块的定位误差都约在20 m[5],如果定位精度能够提高,则可大大简化地图匹配和费额算法。

综合以上3种通信模块的分析,由于交通专用短程模块是关系到车辆逃费稽查的关键部件,特别是作为信息服务中传递数据的桥梁,需要较高的通信速率,因此,需要自主研发设计,而GSM及GPS是比较通用的设备模块,可以从市场上选择符合性能要求的模块来使用,在本设计方案中就采用了一块GPS/GSM集成的模块,其定位精度达到了2.5 m,完全符合卫星定位收费的要求[6,7]。

2.3 系统软件设计

系统上电后,首先启动Linux系统,然后启动OBU应用程序。应用程序采用了多线程的编程思想,系统软件总体流程图如图3所示。 应用程序经过初始化配置后,GPS、GSM模块处于正常工作状态(线路1每1 s处理1次GPS数据,GSM处于发送接收短信息的待机状态),以及液晶显示模块、按键、指示灯工作正常,等待GPS定位成功后,便可以进入卫星定位收费工作状态了。当系统检测到高速公路收费入口时,液晶模块会显示进入收费路段,同时伴有语音提示,当驶出高速公路,系统检测到高速公路出口时,通行费用会自动计算,并通过GSM网络将车辆收费信息发送到后台管理中心,并伴有语音提示,此时,1个完整的交易结束[3]。

在1个完整的交易过程中,地图匹配算法的正确与否起到关键作用,因为匹配算法的准确率与GPS定位精度、及算法性能有着重要的关系。

3 系统调试与运行结果

3.1 系统调试

整个系统的调试分为2个部分,系统级的调试;应用级的调试。系统级调试包括BootLoader程序的烧写、Iinux内核代码的烧写及编写调试相应的模块驱动程序。应用级的调试包括各个模块的测试代码的编写调试。表1是设备运行时GPS状态信息输出信息,表2是后台管理中心对收费车辆费用管理的平台信息。

其中,后台管理中心界面所显示的内容包括收费金额、车牌号、入口ID、出口ID及进出收费路段时间等,全面、详细地纪录了每条交易信息,为安全收费提供了保证。

车载设备外型及装车效果如图4所示,通过点烟器插头取电,由于整机功耗在200 mA左右,因此完全符合汽车用电安全规范。

3.2 系统运行结果

系统运行选择在京津塘高速公路进行,试验用户数量达到300个以上,运行周期为3个月,试验系统车辆速度最高达160 km/h,同时路侧稽查系统对车辆进行缴费稽查。在不影响现有收费模式的情况下,进行了卫星定位试验,成功实现卫星收费与现有收费模式的兼容。

在车辆正常缴费的同时,虚拟完成了卫星定位系统的费用计算和后台收费记录,计费成功率达到了100%,同时,在车辆经过稽查点时,稽查设备能够准确的读取车载终端的车辆信息,记录并通过短信方式发送回后台管理中心。

4 结束语

基于卫星定位和无线接入技术的电子不停车收费设备开发依托于国家“十一五“科技支撑计划,对我国高速公路不停车收费推广有着积极的作用,目前,在京津塘高速公路上已安装了300辆车载设备进行为期3个月的测试,取得了良好的效果。为今后卫星收费在我国的应用和推广奠定了良好的基础,积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]王笑京.国家“十一五”科技支撑计划“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”可行性研究报告[R].北京:交通部公路科学研究院,2006

[2]孙天泽,袁文菊,张海峰.嵌入式设计及Linux驱动开发指南-基于ARM9处理器[M].北京:电子工业出版社,2005

[3]EUROPA.The EU White Paper:A phased ap-proach to a common transport infrastructure-char-ging framework in the EU[R].London:EUROPA,1998

[4]EUROPA.The EU White Paper:European trans-port policy for 2010:time to decide[R].London:EUROPA,2001

[5]EUROPA.The EU White Paper:Innovative-fun-ding solutions Interoperability of electronic toll col-lection systems[R].London:EUROPA,2003

[6]Budhiraja H.,Firmin,P.E.A Travel Simulatorstudy to investigate the impact of network knowl-edge on driver response to guidance and informationsystems 13th world congress on intelligent transportsystems and services[R].London:EUROPA,2006

6.车载GPS系统可行性分析报告 篇六

随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高,人们对于冷冻肉类食品的需求也越来越大。从生产到销售环节采用全过程低温控制的冷链物流技术应运而生。在冷链物流体系中,物流运输环节连接着生产和销售两个环节。在运输过程中,若发生对温度或运输周期控制不当的情况,极易造成食品的腐败变质,对消费者健康安全造成威胁[1,2]。因此,研发冷链物流过程实时监控系统,实现肉品运输过程的规范化、可控化、可视化,对强化生产商—政府监管部门—消费者三位一体的全面监管体系、实施“放心肉工程”具有重要的理论意义和应用价值。

根据冷冻肉类食品的实际运输需求,基于物联网的相关技术,提出了冷链物流车载监控系统方案。对基于ARM嵌入式技术、GPS卫星定位技术和GPRS无线数据通信技术的车载监控终端进行了软硬件系统设计,对基于GIS地理信息技术、数据库管理技术的监控中心服务端进行了系统设计,实现了冷链物流过程中运输车辆的地理位置信息和车厢温度状态信息的实时采集、数据远程传输,监控中心的数据接收、存储、查询,地图显示及操作,对运输车辆实现了实时远程监控,保障了冷链运输过程中食品的质量安全。

1 系统总体设计

冷链物流车载监控系统主要由物流运输车载终端、中心数据接收及实时监控系统和GPRS无线通信网络3部分构成。系统体系结构如图1所示。

车载终端设备上的GPS卫星定位模块接收到卫星定位数据后,经过数据提取获得车辆的时间、经纬度和速度等有效信息。ARM处理器将这些地理信息进行简单处理,一方面用于显示到车载终端LCD液晶显示屏上,另一方面与温度传感网络采集的车厢温度等其他车辆状态信息进行数据封装,通过GPRS无线通信模块发送至GPRS无线通信网。GPRS网络根据TCP/IP协议在车载终端和接入网络的监控中心之间建立一条数据传输通道[3]。监控中心将通过数据传输通道获取数据包、拆封,从中获取车辆的定位数据和状态信息,将接收到的定位数据显示到GIS地图监控系统的电子地图上,并将数据信息存入数据库中,同时通过对比地图数据库,进行相关路径优化工作[4]。监控中心通过数据传输通道将与车辆位置相关的地理信息传输给车载终端,在车载终端的LCD液晶显示屏上予以显示。同时监控中心也可以向车载终端发送相关控制指令和调度信息。

2 系统软件设计

车载监控系统的软件设计部分包括2个部分:车载监控终端的软件系统设计和监控中心服务端的软件设计。车载终端软件设计总体结构如图2所示。

车载终端软件设计主要分为4个功能模块:

1)GPS定位导航,将GPS模块接收到的卫星定位数据分析提取出来显示到LCD显示屏上;

2)车厢监控,对运输车辆的车厢内部温度进行实时监控,将温度信息显示到显示屏上,当温度超过临界值时发出警报,提醒运输人员调节车厢温度控制器;

3)与监控中心信息交互,将车辆的地理位置信息和车厢温度信息通过GPRS模块传输给监控中心,并接收监控中心发出的调度指令;

4)信息存储,当网络信号较差时,将车辆状态信息保存到本地SD内,运输结束后将数据读取至监控中心,实现运输过程的信息可追溯。

其工作流程图如图3所示。

车载终端软件平台采用嵌入式Linux操作系统[5],利用Qt跨平台图形界面开发平台开发控制单元需要的人机对话界面。Qt使用独特的“信号和槽”机制,来实现对象之间的通信功能。Qt采用C++语言,包含了丰富的C++类,包括窗口界面设计的接口、IO控制接口、数据库操作接口、网络通信接口等丰富的开发接口,而且Qt具有较高的执行效率,应用程序跨平台开发的移植成本比较低。

监控中心是车载终端的控制台,完成整个监控系统的运行检测、信息数据管理、电子地图的显示以及通过GPRS网络与车载终端进行数据传输和发送内部调度指令等功能。

监控中心要有一个稳定准确的地图定位效果,完善的地图匹配算法是必不可少的。地图匹配的基本思路是将从车载终端接收到的GPS定位信息与电子地图的各图层内的矢量化路段进行匹配,选定当前车辆行驶的路段,然后将车辆的当前位置点投影到路段上。这当中确定当前行驶的路段是问题的关键所在。系统提出一种最小垂直距离算法,算法流程如图4所示。

算法的具体过程如下:

1)获取车辆当前的GPS地理坐标点Px;

2)以点Px为圆心,以预定距离d为半径,查找范围内距离Px最近的路段,若没有满足条件的路段则放大查找半径,直到能够找到一个满足条件的路段,获取路段名称为M;

3)若第2次获取的路段名称N与上次循环中获得的路段名称M相同,则表示连续的2个点在同1个路段,记录坐标点Px在路段M上的投影P1为当前定位点并跳转到步骤(5);

4)若获取的路段名不一样了,说明车辆已经转弯或者还是初始状态,则不处理这个点,只记录与路段对象距离最近的路段名,留作下次循环比较使用,返回第1步;

5)读取出该路段对象上的所有转折点,将与车辆坐标点相邻的2点连接线段,并从坐标点向线段作垂线,计算垂线距离为d,若垂足在两相邻点之间且d最小,则将垂足作为当前坐标点的矫正点,标出车辆位置点。

为了实现监控中心的数据管理功能,以SQL server2000数据库管理系统对接收的数据进行数据存储、查询和管理;基于GIS技术,以Windows系统的Visual C++2008为设计平台,基于Mapinfo公司GIS分析控件Map X进行二次开发,利用ODBC数据库访问技术,实现车辆轨迹的电子地图显示、存储、回放等功能,并将根据道路情况向车载终端发送调度指令,实现远程控制的目的[6]。根据路况的不同,本文采用基于车辆运行轨迹的变周期信息传输方式,当运输车辆保持直行运行轨迹时,监控中心发送指令至车载终端减少数据发送频率,直到车辆进入多拐点路段,恢复或提高其传输频率,这种传输方式与传统的定时发送方式相比,有效减少了数据传输量,降低了成本,同时降低数据中心对冗余数据的处理压力,并根据道路拥堵情况,进行路线适当更改和优化,可有效减少车辆因拥堵而浪费的运输时间,其工作流程如图5所示。

3 结语

以冷链物流运输车辆为监控对象,综合应用嵌入式技术、GPS定位技术、GPRS无线通信技术,设计开发车载监控终端,结合GIS地理信息技术和数据库管理技术设计开发监控中心监控管理系统,实现对车辆地理位置及车厢温度等状态信息的实时监测及远程控制,保障冷链物流过程中食品的质量安全,最大程度地降低运输过程所造成的损失,为“事前预警、事中控制、事后追溯”食品质量安全监管平台的建立提供技术保障。

参考文献

[1]丁声悦.我国发展生鲜食品“冷链”物流的必要性分析[J].我国食品与营养,2007(12):36-38.

[2]薛茂云.肉类食品品质安全与低温物流探析[J].中国商贸,2010(26):126-127.

[3]张彦.基于GPRS的车辆实时定位监控系统[D].北京:北京邮电大学,2009.

[4]秦鹏翔.基于GPS/GPRS的车辆监控系统[D].石家庄:河北科技大学,2010.

[5]李善平,刘文峰,王焕龙,等.Linux与嵌入式系统[M].北京:清华大学出版社,2003:45-66.