专利名称：基于gprs技术的车辆监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于GPRS技术的车辆监控装置。
背景技术：
近年来，随着经济水平的提高，机动车辆在各行各业中的使用越来越广泛，由此引发出来的交通堵塞、车辆安全等问题越来越多，对车辆的有效指挥和管理已经成为交通运输和安全管理部门面临的一个重要问题。这些年来，世界各国都特别重视对交通系统管理和控制技术的综合运用，发展智能交通系统，以提高道路和车辆利用率，增加车辆和人员的安全性，节省能源，改善环境。
车辆监控装置是全球卫星定位技术(GPS)、移动通信技术(GPRS)、地理信息系统技术(GIS)、数据库技术综合在一起的高科技装置。其主要功能是将装有GPS接收机的移动目标的动态位置(经度、纬度)、时间、状态等信息，实时地通过无线通讯链路送至监控中心站，而后在具有强大的地理信息查询功能的电子地图上进行移动目标的运动轨迹显示，并对准确位置、速度、运动方向、车辆状态等用户感兴趣的参数进行查询和监控，为调度管理提供可视化依据，提高车辆的运营效率，并可对车辆下达指令，使其自动断油、断电、锁死车门和发出声光报警信号，确保车辆的安全。特别适合公安、银行、公交、出租车、机场等单位对某些车辆的监控和调度管理。
国外很多国家已经进行了相关方面的研究工作，并有很多监控装置投入到实际应用中，取得了很好的效果。但国外产品有着成本高，费用高，信息量少的缺点，使用户范围受限。
我国作为基础城市交通控制系统的开发研究从90年代就已经开始，在北京、上海等城市已初步建立起交通信号控制和电视监视系统、警车定位系统等交通管理设施。但很长时间以来我国的车辆监控系统一直未能投入大规模使用，其原因主要在于以下几点(1)系统造价昂贵。整个系统的搭建需要嵌入式技术、通信网络、地理信息系统等技术的支持，导致开发费用高。
(2)通讯传输方式的局限。现有的车辆监控系统大多采用GSM通信网络，传输速度慢，收费高。
(3)地理信息系统的局限。车辆监控系统要依托电子地图进行管理调度，地理优劣也是一个重要的方面。由于我们国家在这一方面起步晚，同时缺少必要的基础投入，目前西方国家的GIS产品还占据我国市场主体，他们主要是加拿大、美国的MapInfo、ArcView/ArcInfo等，他们不仅价格昂贵，而且由于不具备自主知识产权，大规模推广后必将受制于人。
综上所述，开发一种造价和运行费用低廉、运行稳定、具有自主知识产权的车辆监控装置以提高我国车辆运行效率和改善道路运行环境是非常必要的。
发明内容
本实用新型提供一种基于GPRS技术的车辆监控装置可以提高车辆运行效率、选择好的道路运行环境、提高车辆安全程度。该装置实时监控车辆运行状况，根据需要对车辆进行调度、管理，在车辆遭遇危险时刻进行自动报警。该装置成本低，通讯速度快，通讯费用低廉合理，适用范围广，并且监控中心采用自主开发的地理信息系统软件，具有速度快操作简单的特点。
本实用新型的组成它包括监控中心[1]和车载移动端[2]两大部分。
监控中心[1]为一台可连接Internet的计算机，预装有具有自主知识产权的地理信息系统软件和相应的数据库管理软件。
车载移动端[2]的设计考虑了小型化和低成本的特点，其组成包括显示屏[3]，GPS接收机[4]，GPRS无线网络模块[5]，中央控制器[6]，电源[7]和小键盘[8]。中央控制器[6]采用了嵌入式网络模块，是一台集成有串口、显示屏接口、电源接口和十位GPIO接口的单板计算机。其中串口[9]和串口[10]用来连接GPS接收机[4]和GPRS无线网络模块[5]，显示屏接口用来连接显示屏[3]，电源接口和十位GPIO接口分别用来连接电源[7]和小键盘[8]。
本实用新型的工作原理该装置的数据来源为GPS接收机[4]，应用全球卫星定位技术。全球卫星定位系统是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、授时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的，由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，瞬间就可以解算出被测载体的运动状态，如经度、纬度、高度、时间、速度、航向等。所以由GPS接收机[4]接收到的信息可定位出车辆所在位置和运行状况。报警是定位的一种特殊情况，当用户遇到危险，可按报警按钮，则中央控制器[6]控制GPRS无线网络模块[5]开始每隔一秒钟向监控中心[1]发送一次定位信息，监控中心[1]开始对该用户进行实时跟踪，并实时在电子地图上显示车辆运行轨迹。
中央控制器[6]完成数据处理和控制工作。中央处理器[6]采用了嵌入式网络模块。该嵌入式网络模块是一款以16-bit嵌入式微处理器186CPU为核心的单板计算机，模块自带插针，可方便地扩展应用电路板，并构成完整的应用系统。硬件方面配备了2个异步串口[9]，[10]，显示屏[3]，GPIO以及精简的ISA扩展总线。软件方面具有与PC/DOS完全兼容的运行环境并配套了丰富的支持软件，包括PPP-TCP/IP协议库、串口驱动汉字显示、看门狗及低层配置程序等等，可在其上开发车载移动端[2]应用软件，如对GPS接收机[4]数据的处理，通过GPRS无线网络模块[5]收发短信息和Email。具有成本低廉、集成度高的特点。
GPRS无线网络模块[5]完成数据通信功能。GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线业务)是一种采用分组交换技术传输数据及信令的高效率数据传输方式。用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而可以实现资源共享，提高了资源的利用率。数据传输速率高。最高可达171.2Kb/s。接入速度快。分组交换接入时间少于1秒，能提供快速及时的连接。支持X.25协议和IP协议，可与外部数据网进行互联。由于存在大量的分组数据网(PDN)，支持X.25协议可使已存在的X.25应用能在GSM网络上继续使用。GPRS移动网络和数据网络的融合。其优点是用户永远在线，计费合理，采用流量计费。通信费用低廉。数据通过GPRS无线网络模块[5]发送到Internet上，并最后被监控中心[1]接受。
本实用新型监控中心[1]直接连接因特网，通过TCP/IP协议与建立通路的终端通信，监控中心[1]与车载移动端[2]设备通信通过套接字Socket来实现。监控中心[1]可以采用动态IP和固定IP两种方式，固定IP方式可以把IP地址和端口号固化在终端设备上，动态IP方式在建立通路前需把动态生成的IP地址以短信或其他的方式传输给各车载移动端[2]，以便各车载移动端[2]以此信息初始化GPRS无线网络模块[5]。对于车载移动端[2]和监控中心[1]应该都能检验到通路连接状态，如果一旦发现通路断开，则应释放相应资源，并重新请求连接，对于车载移动端[2]，如果不能实时获得通路断开消息，那么就需要间隔一定时间检测通路状态，或者在每次发送位置数据前检测通路状态，如果断掉，则重新连接。
本实用新型监控中心[1]应用微软公司的Access数据库管理车辆信息。同时监控中心[1]装有具有自主知识产权的地理信息系统软件。该软件能实现对电子地图的显示、放大、缩小、区域选定、地图漫游等基本图形功能。可以通过输入建筑物或者街道的名称检索符合条件的名称信息，并可使地图定位到检索出的位置上，支持模糊查询，即部分字符匹配查询。同时针对车辆信息数据库，结合车辆位置信息和GPRS通信技术可实现用户信息检索、广播、历史轨迹察看、车辆及用户管理、车辆调度等功能。
本实用新型可以实现如下功能车载移动端[2]可以实现
1.报警功能车载移动端[2]的GPS接收机[4]接收人造卫星的定位信息，用户可以自己设置定位信息的发送方式，如按照不同的时间间隔定时发送，监控中心[1]根据用户发送的位置信息对用户进行监控。当用户遇险或出现故障，监控中心[1]能及时将警情报告给相关部门，采取快速有效的救援措施。
2.接收手机短信功能由于本GPRS无线网络模块[5]带有SIM卡，因此可以像普通手机一样接收手机短信，将短信内容显示在显示屏[3]上，可以进行短信的读取，上翻下翻以及删除的功能。
3.接收监控中心[1]广播信息的功能可以通过GPRS无线网络模块[5]接收互联网或者监控中心[1]发来的短信，比如监控中心[1]的通知及确认信息等。监控中心[1]可以向车载移动端[2]广播路况，天气，车辆需求等情况，车载移动端[2]可以及时准确的得到通知并采取相应的措施。
监控中心[1]可以实现1.地图操作放大，缩小，选定区域，挪图。实现无极缩放电子地图，所选用的地图文件为矢量地图，能实现不失真显示各种比例的地图。
2.地址检索功能可以通过输入建筑物或者街道的名称检索符合条件的名称信息，并可使地图定位到检索出的位置上，支持模糊查询，即部分字符匹配查询。
3.用户信息检索功能对于监控中心[1]监控的用户基本信息的管理，包括新增，删除，修改用户的基本信息。
4.跟踪监控功能监控中心[1]可以实现对多终端的跟踪监控，装置实现采用TCP协议，采用此协议是因为该协议可以保证信息传输的可靠性和实时性。一旦建立通路，可以动态在列表框中看见新增的可供跟踪的终端，可在列表框中选择待跟踪目标使装置处于跟踪监控此目标状态。此时目标终端的轨迹会动态实时显示在屏幕上，地图也会以该目标为中心自动挪动。停止监控后可以切换其他跟踪目标。
5.广播功能提供群体广播和特定用户广播两种模式，群体广播针对所有在线连接用户发出统一的系统消息，特定用户广播通过在候选监控对象列表框中双击待发消息对象弹出广播对话框，据此可以发送特定消息给在线用户。
6.历史轨迹察看功能对于监控得到的历史数据本装置都进行了保存处理，通过打开历史轨迹功能可以浏览以前的数据，各车载移动端[2]设备的轨迹都能显示在地图上，并以不同的颜色标绘出其当时所处的状态。
7.报警功能终端设备在报警时其轨迹以一鲜明的颜色画出，不同级别的报警状态由不同的颜色画出，以区别正常行驶状态。
8.略缩图功能选择略缩图，即可在屏幕的左上角出现略缩图，略缩图中以矩形框显示当前屏幕显示的全图在略缩图中的位置和大小，当在略缩图中双击某点位置地图可以挪动到该点位置。
由上可见，本实用新型具有结构简化，价格低，功能强，传输速度快，用户范围广的特点。
图1基于GPRS技术的车辆监控装置构成示意图图2基于GPRS技术的车辆监控装置车载移动端数据流程图图3基于GPRS技术的车辆监控装置开发底板电路图具体实施方式
在本装置中的监控中心[1]可选用普通的台式PC机，装有微软公司的Access数据库，可以连接Internet网。车载移动端[2]为提高可靠性，采用英创公司开发的嵌入式网络模块ETR186作为中央控制器[6]，西门子的GPRS模块MC35作为GPRS无线网络模块[5]，采用Rockwell Jupiter GPS接收机作为GPS接收机[4]，显示屏[3]采用128*64的LCD显示屏，电源[7]选用5v的电源，各模块线路简单、功耗低，可靠性高。车载移动端[2]装配在一个钢的壳体内，放置在车内驾驶员观察和操作方便的位置处。
以报警功能为例，当某一银行运钞车配有该装置时，该车在执行任务时，车载移动端[2]开始工作，其GPS接收机[4]不断地接收来自人造卫星的定位信息，用户通过GPRS无线网络模块[5]连续不断的发送定位信息，监控中心[1]就能及时将警情报告给相关部门，以便采取快速有效的救援措施。
该实用新型可完成对车辆的监控、调度、管理、自动报警、收发短信、收发Email等功能，提高了车辆运行效率和安全保障。并具有成本低，适用范围广，功能强，传输速度快等优点。可广泛应用于公安、银行、公交运输、出租车等单位对车辆的监控和调度管理。
权利要求1.一种基于GPRS技术的车辆监控装置，它包括监控中心[1]和车载移动端[2]两大部分，其特征在于车载移动端[2]由显示屏[3]，GPS接收机[4]，GPRS无线网络模块[5]，中央控制器[6]，电源[7]和小键盘[8]组成；GPS接收机[4]，中央控制器[6]，GPRS无线网络模块[5]依次电信号连接，并都与电源[7]进行电连接；显示屏[3]与中央控制器[6]电连接。
2.如权利要求书1所述的基于GPRS技术的车辆监控装置，其特征在于GPRS无线网络模块[5]通过串口[10]与中央控制器[6]进行通信，GPS接收机[4]通过串口[9]与中央控制器[6]进行通信。
专利摘要本实用新型是一种基于GPRS技术的车辆监控装置，它包括监控中心和车载移动端两大部分。其中监控中心为一台集成地理信息系统软件并可连接到Internet上的计算机，车载移动端包括显示屏，GPS接收机，GPRS无线网络模块，电源，中央控制器和小键盘。该装置可完成对车辆的监控、调度、管理、自动报警、收发短信、收发Email等功能，并可根据不同用途进行相应的功能扩展，提高车辆运行效率和安全保障。该装置成本低，适用范围广，信息通讯是基于GPRS网络，登录快，传输速度快，收费合理，可广泛适用于公安、银行、公交运输、出租车、机场等单位对车辆的监控和调度管理。
文档编号G08G1/13GK2754289SQ200420063510
公开日2006年1月25日 申请日期2004年10月8日 优先权日2004年10月8日
发明者许兆新, 李宁, 孙凯, 陈广 申请人:哈尔滨工程大学