基于GPS-GPRS的公交信息系统设计
摘要
随着经济的不断发展,城市交通拥堵的状况不断加剧,智能交通系统(ITS)作为一种解决交通拥堵问题的全新方法,在国内外迅速发展起来。车载监控系统是ITS的重要组成部分,它可以实时、准确的掌握车辆的运行状况、道路的拥挤状况,及时进行对车辆的调度,避免交通堵塞,确保车辆和道路处于健康的工作状态,对它的研究具有很大的经济效益和社会效益。
本文首先分析了现有的车载监控系统的设计原则及工作原理。目前车载监控系统的无线传输部分大多采用GSM通信系统,通过GSM承载的数据通信业务,实际应用的传输时延不小于6秒,难以满足系统实时性较高的需求。继GSM后出现的GPRS通信技术采用了分组交换、最高传输速率达171.2Kbps、通信费用低,较GSM通信系统中的电路交换、传输速率慢、资源利用率低、通信费用高等缺点,GPRS通信技术优势明显。因此采用GPRS通信技术来替代GSM无线数据传输部分成为车载监控系统的发展方向。本文通过对GPS卫星定位理论、卫星数据的处理分析与研究,提出了基于指数平滑的处理方法和载波相位平滑处理方法,大大提高了信息的精度。本文以GPS卫星定位系统为基础,以ARM嵌入式系统作为硬件平台,以GPRS无线通信技术为依托,建立了一套公交信息系统。系统采用了Win Socket进行通信,解决GPRS通信网络和Internet网络融合与连接的问题,同时提出的子网分配方案解决了监控终端分布问题。
With the development of economic,the condition of city traffic block becomes more and more aggravated, as a new method of resolving the traffic block called ITS,develops quickly in our country. The monitor system for car is the most important part of the ITS, for it can really master the condition of running car promptly and accurately the condition of the road block, and manage the running cars promptly to avoid the traffic block, and make the cars and roads in well working condition.so the research of ITS can make tremendous and benefic of society and economic.
This paper analyses the designing and working principle of existing monitor system for car firstly. from these monitor system for car we can find that most the wireless transmission system of these monitor system for car use the GSM communication system,the business data communication rely on the GSM whose delay of transmission can be less than six seconds actually,so it can not satisfy the requirement of the system promptly. after the technical of GSM ,another new technical of GPRS appears, the GPRS was the technical of group exchange, the higher speed of transmission can be up to 171.2Kbps , with the lower expenditure.the GSM was the technical of circuit exchange , the shortage of GSM is that the transmission speed is lower, the utilization rate of resource is lower and the expenditure is higher , contrast to the shortage of GSM , the advantage of GPRS is obvious , so the usage the GPRS in the wireless transmission instead of GSM will be the development direction of monitor system for car. After the research of the theory of GPS satellite fixed position and the data of satellite, this paper puts forward of index smoothness and carrier wave smoothness, this method can raise processing precision higherly. on the basis of GPS fixed position system , ARM embedded system and the technical of GPRS wireless communication ,we can establish a new set of public traffic information system.this system was the winsocket technology to communicate, resolve the problem of communication net join , and use the subnet distribution to resolve the problem of distribution of monitor terminal.
本文首先分析了现有的车载监控系统的设计原则及工作原理。目前车载监控系统的无线传输部分大多采用GSM通信系统,通过GSM承载的数据通信业务,实际应用的传输时延不小于6秒,难以满足系统实时性较高的需求。继GSM后出现的GPRS通信技术采用了分组交换、最高传输速率达171.2Kbps、通信费用低,较GSM通信系统中的电路交换、传输速率慢、资源利用率低、通信费用高等缺点,GPRS通信技术优势明显。因此采用GPRS通信技术来替代GSM无线数据传输部分成为车载监控系统的发展方向。本文通过对GPS卫星定位理论、卫星数据的处理分析与研究,提出了基于指数平滑的处理方法和载波相位平滑处理方法,大大提高了信息的精度。本文以GPS卫星定位系统为基础,以ARM嵌入式系统作为硬件平台,以GPRS无线通信技术为依托,建立了一套公交信息系统。系统采用了Win Socket进行通信,解决GPRS通信网络和Internet网络融合与连接的问题,同时提出的子网分配方案解决了监控终端分布问题。
With the development of economic,the condition of city traffic block becomes more and more aggravated, as a new method of resolving the traffic block called ITS,develops quickly in our country. The monitor system for car is the most important part of the ITS, for it can really master the condition of running car promptly and accurately the condition of the road block, and manage the running cars promptly to avoid the traffic block, and make the cars and roads in well working condition.so the research of ITS can make tremendous and benefic of society and economic.
This paper analyses the designing and working principle of existing monitor system for car firstly. from these monitor system for car we can find that most the wireless transmission system of these monitor system for car use the GSM communication system,the business data communication rely on the GSM whose delay of transmission can be less than six seconds actually,so it can not satisfy the requirement of the system promptly. after the technical of GSM ,another new technical of GPRS appears, the GPRS was the technical of group exchange, the higher speed of transmission can be up to 171.2Kbps , with the lower expenditure.the GSM was the technical of circuit exchange , the shortage of GSM is that the transmission speed is lower, the utilization rate of resource is lower and the expenditure is higher , contrast to the shortage of GSM , the advantage of GPRS is obvious , so the usage the GPRS in the wireless transmission instead of GSM will be the development direction of monitor system for car. After the research of the theory of GPS satellite fixed position and the data of satellite, this paper puts forward of index smoothness and carrier wave smoothness, this method can raise processing precision higherly. on the basis of GPS fixed position system , ARM embedded system and the technical of GPRS wireless communication ,we can establish a new set of public traffic information system.this system was the winsocket technology to communicate, resolve the problem of communication net join , and use the subnet distribution to resolve the problem of distribution of monitor terminal.
引文
[1] 刘大杰.施一民.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理.上海.同济大学出版社.2002
[2] 中国人民解放军总装备部军事训练教材编辑工业委员会.GPS 技术与应用.北京.国防工业出版社.2004
[3] 余学祥.徐绍铨.吕伟才.GPS 变形监测数据处理自动化.北京.中国矿业大学出版社
[4] 王广运.郭秉义.李洪涛.差分 GPS 定位技术与应用.北京.电子工业出版社.1996
[5] 金国雄.刘大杰.施一民.GPS 卫星定位的应用与数据处理.上海.同济大学出版社.1994
[6] 石剑民.崔建国.手持式 GPS 接收机的设计.沈阳航空工业学院学报.2005 年 4 月.第 22 卷第 2 期
[7] 毕军.关伟.申金升.车辆 GPS/DR 定位硬件系统的设计.交通运输系统工程与信息.2005 年6 月.第 5 卷第 3 期
[8] 赵东明.GPS 卫星定位技术浅析.城市公共交通.2005 年 6 月
[9] 张俐君.GPS 全球卫星定位技术的应用与推广.太原科技.2005 年 1 月.第 1 期
[10] 张秀玉.SQL Server 数据库程序设计.北京.机械工业出版社.2006
[11] 刘韬.楼兴华.SQL Server2000数据库系统开发实例导航.北京.人民邮电出版社.2004
[12] 吴兴兴.高保禄.董志峰.吕俊峰.张雪芹.网络数据库应用实例.北京.人民邮电出版社.2001
[13] 于松涛.徐振成.精通 SQL Server2000 数据库管理与开发.北京.人民邮电出版社.2001
[14] 刘晓华.SQL Server2000 数据库应用开发.北京.电子工业出版社
[15] 李凌.Winsock2 网络编程实用教程.北京.清华大学出版社.2003
[16] 施炜.李铮.秦颖.Windows sockets规范及应用.北京.电子工业出版社
[17] 张宝社.张宝峰.王艳辉.Windows界面下的网络编程.北京.中国科学技术大学出版社
[18] 周立功.ARM 嵌入式系统基础教程.北京.北京航空航天大学出版社.2005
[19] 高鹏.安涛.寇怀成.Protel99入门与提高.北京.人民邮电出版社.2001
[20] James F.Causey.MCSE:TCP/IP14 天自学教程.北京.机械工业出版社.1998
[21] 王琴放.张凡.单片机原理及应用.北京.中国铁道出版社.1997
[22] 翟瑞彩.谢伟松.数值分析.天津.天津大学出版社.2000
[23] 曾金平.数值计算方法.长沙.湖南大学出版社.2004
[24] Elliott D.Kaplan.邱致和.王万义.GPS 原理与应用.北京.电子工业出版社.2002
[25] 汤吉群.张德民.李玲.数据通信技术.北京.人民邮电出版社.1999
[26] 张海棠.基于 GSM 的 GPS 移动目标监控调度系统软件设计与实现[硕士论文] .信息工程大学测绘学院.2001
[27] 赵文浩.刘建业.何秀凤.GPS 车辆监控系统中短消息通信技术研究.工业控制计算机.2002 年.第 15 卷第 2 期
[28] 吴卫锋.过静珺.聂志锋.卢建刚.关于 GPS 监控系统通信网络“数据链”技术.测绘通报.2002 年.第 10 期
[29] 董锐.车辆监控系统中的坐标转换及数据库应用[硕士论文] .中国农业大学.2002
[30] 朱建华.移动通信技术的发展、回顾和展望.电信科学.2000 年.第 1 期
[31] 李筱菁.孟庆春.GPS 技术在城市交通状况实时检测技术中的应用.青岛海洋大学学报.2002 年.第 3 期
[32] 李建平.闫科.熊修波.GPS 车辆监控系统设计与实现技术.长沙大学学报.2001 年.第 15期
[33] 唐依珠.郑茜颖.黄金虎.GPS 车辆导航系统的研究和开发.福州大学学报.2005 年.第 2 期
[34] 李庆利.陈曙.刘允才.基于 ITS 的智能公共交通管理系统.电子技术.2003 年.第 8 期
[35] 文志成.通用分组无线业务.北京.电子工业出版社.2004
[2] 中国人民解放军总装备部军事训练教材编辑工业委员会.GPS 技术与应用.北京.国防工业出版社.2004
[3] 余学祥.徐绍铨.吕伟才.GPS 变形监测数据处理自动化.北京.中国矿业大学出版社
[4] 王广运.郭秉义.李洪涛.差分 GPS 定位技术与应用.北京.电子工业出版社.1996
[5] 金国雄.刘大杰.施一民.GPS 卫星定位的应用与数据处理.上海.同济大学出版社.1994
[6] 石剑民.崔建国.手持式 GPS 接收机的设计.沈阳航空工业学院学报.2005 年 4 月.第 22 卷第 2 期
[7] 毕军.关伟.申金升.车辆 GPS/DR 定位硬件系统的设计.交通运输系统工程与信息.2005 年6 月.第 5 卷第 3 期
[8] 赵东明.GPS 卫星定位技术浅析.城市公共交通.2005 年 6 月
[9] 张俐君.GPS 全球卫星定位技术的应用与推广.太原科技.2005 年 1 月.第 1 期
[10] 张秀玉.SQL Server 数据库程序设计.北京.机械工业出版社.2006
[11] 刘韬.楼兴华.SQL Server2000数据库系统开发实例导航.北京.人民邮电出版社.2004
[12] 吴兴兴.高保禄.董志峰.吕俊峰.张雪芹.网络数据库应用实例.北京.人民邮电出版社.2001
[13] 于松涛.徐振成.精通 SQL Server2000 数据库管理与开发.北京.人民邮电出版社.2001
[14] 刘晓华.SQL Server2000 数据库应用开发.北京.电子工业出版社
[15] 李凌.Winsock2 网络编程实用教程.北京.清华大学出版社.2003
[16] 施炜.李铮.秦颖.Windows sockets规范及应用.北京.电子工业出版社
[17] 张宝社.张宝峰.王艳辉.Windows界面下的网络编程.北京.中国科学技术大学出版社
[18] 周立功.ARM 嵌入式系统基础教程.北京.北京航空航天大学出版社.2005
[19] 高鹏.安涛.寇怀成.Protel99入门与提高.北京.人民邮电出版社.2001
[20] James F.Causey.MCSE:TCP/IP14 天自学教程.北京.机械工业出版社.1998
[21] 王琴放.张凡.单片机原理及应用.北京.中国铁道出版社.1997
[22] 翟瑞彩.谢伟松.数值分析.天津.天津大学出版社.2000
[23] 曾金平.数值计算方法.长沙.湖南大学出版社.2004
[24] Elliott D.Kaplan.邱致和.王万义.GPS 原理与应用.北京.电子工业出版社.2002
[25] 汤吉群.张德民.李玲.数据通信技术.北京.人民邮电出版社.1999
[26] 张海棠.基于 GSM 的 GPS 移动目标监控调度系统软件设计与实现[硕士论文] .信息工程大学测绘学院.2001
[27] 赵文浩.刘建业.何秀凤.GPS 车辆监控系统中短消息通信技术研究.工业控制计算机.2002 年.第 15 卷第 2 期
[28] 吴卫锋.过静珺.聂志锋.卢建刚.关于 GPS 监控系统通信网络“数据链”技术.测绘通报.2002 年.第 10 期
[29] 董锐.车辆监控系统中的坐标转换及数据库应用[硕士论文] .中国农业大学.2002
[30] 朱建华.移动通信技术的发展、回顾和展望.电信科学.2000 年.第 1 期
[31] 李筱菁.孟庆春.GPS 技术在城市交通状况实时检测技术中的应用.青岛海洋大学学报.2002 年.第 3 期
[32] 李建平.闫科.熊修波.GPS 车辆监控系统设计与实现技术.长沙大学学报.2001 年.第 15期
[33] 唐依珠.郑茜颖.黄金虎.GPS 车辆导航系统的研究和开发.福州大学学报.2005 年.第 2 期
[34] 李庆利.陈曙.刘允才.基于 ITS 的智能公共交通管理系统.电子技术.2003 年.第 8 期
[35] 文志成.通用分组无线业务.北京.电子工业出版社.2004