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GPS开题报告
北京理工大学
毕业设计文献综述
GPS/GSM系统在车辆导航监控
系统中的应用
学院：
化工与环境学院
专业：
化学工程与工艺（工业自动化）
班级：
6120002班
姓名：
陈曦
GPS/GSM系统在车辆导航监控系统中的应用
1前言
近年来，随着国民经济的迅速发展，城市建设规模的扩大，人民生活水平的日益提高，各种机动车辆也急剧增加，其中城市交通和城市车辆管理之间的矛盾日益增加，如道路高峰时间堵车、车辆被盗、物流货运车辆运营载货系数低、交通事故、车辆出险后不能及时反馈等问题。
过去，用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备，由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置，而在生疏地带或在夜间则无法确认自己的方位甚至迷路。
因此，从调度管理和安全管理方面，其应用受到限制。
另外据英国有关方面统计，英国人驾驶车辆在道上平均行驶的路程大约为每年19万公里，而其中有30%的数字累积是走错了路。
交通运输的经营管理和合理调度等车辆交通问题渐渐成为人们日常生活和政府管理部门的主要问题之一。
为了解决这些矛盾，在欧美和日本等国外发达地区已经开始使用基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统（"智能交通系统"（ITS））来管理现有的交通道路，每年还有大量的资金和人才投入到这个行业或相关产业。
在我国这个产业才刚刚起步不久，今后几年的市场价值将不断上升，我国政府已将"智能交通系统"列入国家"十五"计划，它已经成为交通领域的重大科技攻关项目。
GPS/GSM系统是智能交通系统的重要组成部分，它集全球定位技术（GPS）、全球移动通信技术（GSM）及地理信息系统技术（GIS）于一体，实现车辆的防盗报警、调度指挥，为交通部门及企、事业单位及个人用户实现车辆管理现代化提供了强有力的技术支持。
下面我来结合我查阅的一些文献资料介绍一下这个车辆导航监控系统。
2系统的关键技术
2.1GPS（GlobalPositioningSystem）全球卫星定位技术
GPS是美国国防部投资100亿美元，历时20余年开发成功的一种无线电导航定位系统。
进入90年代以来，GPS在宇航领域地位得到认可，1993年此项技术开放用于民用后，立刻显示了广泛的应用前景。
特别得到公安、金融、保险、交通、运输等部门的广泛关注。
全球卫星定位系统GPS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、定时的多功能系统。
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，均能接收到四颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。
目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GPS技术已发展成多领域（陆地、海洋、航空航天）、多模式（GPS、DGPS、LADGPS、WADGPS等）、多用途（在途导航、精密定位、精确定时、卫星定轨、灾害监测、资源调查、工程建设、市政规划、海洋开发、交通管制等）、多机型（测地型、定时型、手持型、集成型、车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式等）的高新技术国际性产业。
GPS的应用领域，上至航空航天器，下至捕鱼、导游和农业生产，已经无所不在了，正如人们所说的“今后GPS的应用，将只受人类想象力的制约”。
2.2全球移动通讯系统GSM（GlobalSystemforMobile）
GSM全球移动通讯系统是目前国内覆盖最广、系统可靠性最高、话机保有量最大的数字移动通讯系统。
GSM以统一的方式向各地用户提供具有所有电信业务的国内和国际漫游。
用户身份鉴别可保护网络避免无权用户使用。
GSM系统除提供话音业务外，还提供数据业务、短消息（SMS）业务等多项功能。
GPS/GSM多功能移动跟踪服务系统则是采用了SMS短消息功能实现固定站与移动站之间的数据传输。
在GSM体系结构中，有一个通信管理层（CM）。
CM的功能是：
应用户的要求，在用户之间建立连接，并能维持和释放这些呼叫。
SMS就是属于CM层的附加功能。
GSM系统的话音或数据传送，都是按照一定的规程建立、释放和管理的，而SMS是GSM中唯一不要求建立端——端业务路径的业务。
简单地讲，GSM系统的通讯信道分为话音（或数据）信道和控制信道，SMS是通过控制信道来实现的。
短消息的基本过程是：
在GSM系统中有一个短消息服务中心（SMSC），手机将短消息和要发送的目的站号一同发给SMSC，再由SMSC转发给指定的另一手机。
SMS向上发送的信息占用的是信令信道，占用时间极短，且SMS不占用话音信道，发送短消息对网络的接通率不会造成太大的影响，因此采用该种方式通讯费用低廉。
对于定位监控系统来说并不是所有监控的车辆都在不停地发消息，而是定时地报道一下位置信息，只有在特殊情况下才进行连续跟踪。
这样GSM网络的短信息服务为GPS移动定位系统提供了良好的通信平台。
2.3地理信息系统GIS（GeographicalInformationSystem）
GIS是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。
它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物而被广泛运用在各个领域。
在GPS/GSM多功能车辆跟踪服务系统中，主要用于对地图的显示和管理以及对受监控的移动目标位置的显示。
3系统的构成及功能
3.1系统结构
基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统的结构主要包括下列的几个部分：
1.车载移动定位控制器（移动站）；
2.移动GSM网服务系统；
3.GPS监控服务中心；
4.GPS客户服务分中心；
5.GPS客户服务支持中心；
3.2系统的工作原理
车载定位单元中的GPS系统定位仪，按要求定时或在遇到紧急情况时，自动或手动触发，接收四颗以上定位卫星（分布在6个不同的地球轨道上共24颗）发来的定位数据，单元中的控制器根据获得的定位数据计算出自身所处的地理位置坐标的数据，同时结合自身的状态数据，按信令协议处理后，生成短消息数据包，该数据包经GSM通信模块发往移动GSM通讯中心。
移动GSM通讯中心将此数据包按控制信令处理，传送给SMSC短消息处理中心。
GPS监控服务中心内的GPS服务器，在控制中心数据库的支持下，实时检索短消息服务器，并将检索到的以短消息形式存在的定位数据包转发给控制服务中心。
控制服务中心解释获得的定位数据包中的信息，进行事务性处理，显示被监控车辆的位置，通知有关单位处理报警，应答服务请求等。
同时，系统是双向工作的，控制中心将控制消息处理后，以指定或广播的形式，经GSM发往服务对象的终端接收设备，车载单元内的控制器解释控制中心的指令，显示用户需求信息或触发功能单元，完成控制中心的指令。
3.3各部分的主要功能
1.车载移动定位控制器（移动站）：
移动站车载单元由一个GPS定位仪和一部GSM通信模块组成。
定位仪中的GPS接收器接收GPS卫星传来的定位信号，以确定移动站的位置；控制器控制GSM手机启动短消息发送功能，将位置信息发往监控服务中心。
它配有一套可以通过手动遥控器操作或由监控服务中心远程操作的汽车防盗器。
报警后，必要时可以关闭车辆的发动机、使报警器启动车灯和警笛报警、关闭车门等。
车载移动单元具有以下功能：
A.报警。
人工或自动把定位报警信号发往GPS监控服务中心；
B.受控。
可以随时被监控服务中心搜寻、控制；
C.自检。
定时间向服务中心发出工作是否正常的自检信号；
D.通话。
具有移动电话功能；
E.故障告警。
车（船）载设备发生故障时，可向服务中心发回故障信息；
F.报警优先。
自动优先发出报警信号；
G.求助。
可向监控服务中心请求帮助或调用综合服务信息；
H.国内漫游。
在GSM网有短信息服务的地区可自动漫游；
2.移动GSM通信系统：
移动GSM通信系统是GPS移动定位依托的主要通信平台，它能向GPS监控服务中心提供直接从GSM网获取的移动站信息，并且可以将控制指令经GSM网传送给移动站；按服务中心或用户的需求，还能使GSM系统完成通话、静音监听等功能。
3.GPS监控服务中心：
监控服务中心是GPS车辆（船只）移动定位信息流的终点，控制、指挥命令和服务信息流的发布点。
它与通讯服务系统的通过通信服务器联接。
可根据系统的规模和具体电信基础设施的不同支持多种广域网传输协议如：
X.25、ISDN、DDN等。
如果采用点对点永久性高速专线，则可同时传输数据和语音。
GPS监控服务中心由若干个值班席组成，为一个网络化的结构。
每一个值班席由电子地图地理信息系统及GPS应用管理软件为软件平台；以几台工作站作为硬件支持。
该网络非常方便扩充值班坐席的数量，可以适应不断扩充的用户数量。
监控服务中心的主要服务内容是接受各车辆（船只）发回中心的求助信号。
车辆（船只）在以短消息方式向中心求助的同时可向中心拨号建立话音通信，中心可通过已建立的话路，询问车（船）主情况并根据中心电子地图上所显示的车辆（船只）位置提供医疗救护、信息调用、交通救援、引路等服务。
车船的位置信息在通话过程中仍以短消息报回，方便值班员提供援助。
而盗窃抢劫等事件的信息及锁车等控制可以在当地公安局另设分中心进行受理与服务，也可在主中心一并接警并通报当地公安局。
4.GPS服务管理分系统：
根据各种集团客户的不同需求，可以专门为其设立专项服务的分中心，如出租车调度中心、公交车指挥中心、运钞车监控中心、公务用车管理中心，以及其它各类客户服务的分中心。
在这些分中心里，将根据客户需求编制专用的管理服务软件，对其共性的服务项目，如报警、求援等可由GPS监控服务中心统一处理，而对其个性的服务项目，如调度、指挥、监控等，则由各分中心自行处置。
这些分中心的系统结构及功能除管理软件外其它与监控服务中心基本相同，只是规模不同而已。
最小的分系统可以只设一台单机工作站即能完成监控服务的任务。
因此用一台笔记本电脑和一台GSM-MODEM即可在任意地点组成移动现场指挥中心。
5.GPS服务支持系统：
为了保障GPS服务系统的正常运转，应该与有关单位建立业务合作关系，如110报警中心、车辆救援修理中心、综合信息服务中心等，以便及时向他们发出报警、求援和信息等方面的需求，得到他们的及时支持和响应。
3.4系统的性能和特点
基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统的性能特点：
1.系统容量大。
GSM短信中心可以支持数以万计的用户，在最小配置下，一分钟可接收超过1.5万目标信息数据
2.系统功能齐全：
系统除具有语音通话（手机自身固有）功能外，还利用手机的收发功能实现数字通信，完成报警、定位、服务请求、控制等消息传递功能，
3.系统服务范围广：
可以说中国移动GSM网覆盖的地域，都是系统服务的范围。
4.系统集成度高：
系统采用集中式管理方式，监控服务中心统管本部门以及与其它部门间的业务；系统设施集成在客户服务中心内，便于维护、升级与管理。
5.系统建设投资省。
由于以GSM为通信平台，可以大大节省系统建设的费用。
6.可以实现漫游服务、异地报警。
当A地的车辆漫游到B地时，B地的GPS/GSM移动定位客户服务中心可以继续向A地的车辆提供全套的服务，包括报警服务。
如果B地没有移动定位客户服务中心，但是已开通短讯，则A地的客户服务中心仍能通过B地的短讯通道提供服务，包括用各种方法向B地公安部门报警以及控制切断电路等。
7.安全保密好。
这体现在：
（a）在传输阶段，GPS数据和命令是经过GSM信令通道的，对该部分监听难。
（b）服务中心只对固定信息进行处理，对其它数据只是进行分发、储存，因此客户可根据需要对自身私有数据加密，其他用户无法获得。
4基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统的发展远景
汽车是现代文明社会中与每个人关系最密切的一种交通工具，据统计，仅几个发达国家的汽车保有量已有数千万辆。
因此车辆导航将成为未来20年中全球卫星定位系统应用的最大的潜在市场之一。
基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统自于2001年开始第一家投入运营以来，在短短的两年多时间内，在中国内陆地区就已经发展了近十万名用户。
系统运行过程中稳定可靠，用户反映良好，其实用功能，技术性能已经得到了社会的认可。
还将在此车载机的基础上，开发功能更强大、使用起来更加随心所欲的自助导航系统，通过GPRS或将来的3G网络，我们将在车内即可完成无线互联、网上交易、远程可视会议、收发电子邮件及传真等业务，把汽车打造成一个现代化的移动办公室。
此产品的社会需求和经济效益将不断提高，促进了GPS/GSM定位通信系统技术应用的发展。
随着社会信息化发展的不断深入，移动客户对车（船）载信息平台的需求也将越来越迫切，通过GPS/GSM移动站向客户提供越来越的综合化信息服务将是社会信息化的一个组成部分，是一个很有发展前途的新领域。
可以说，基于GPS／GSM技术的车辆导航监控系统在整个社会中的应用前景是非常广阔的。
在开发车辆导航应用的同时，也将带动与其相关的通信技术、信息技术、控制技术、多媒体技术和计算机应用技术的发展。
参考文献
［1］SONYERICSSONSGM47IntegratorsManualR1C；
［2］SONYERICSSONSGM47／GM48PracticalTrainingCourseR1D；
［3］SONYERICSSONSGPDGM47／48devkitdatasheet27.0.944；
［4］SONYERICSSONSGM47SalesPresentationv5；
［5］SONYERICSSONSGM47／48TechnicaldescriptionRevB02.0004；
［6］ATMELSAT89C52IntegratorsManual；
［7］MAXIMSMAX3232EIntegratorsManual；
［8］LP2980IntegratorsManual；
［9］D45H5IntegratorsManual；
［10］AMD8251AIntegratorsManual；
［11］MOTOROLASN74LS161IntegratorsManual；
［12］刘炳云，卢大伟，王庆，万德均.基于GSM的GPS车辆监控系统及报警状态下的通信实时性分析.测控技术，2001年第20卷第8期；
［13］李从容，王燕.基于GSM的GPS信息服务.现代通信，2003年第3期；
［14］戴彬，黄本雄，邹建新等.GPS-GSM车辆定位系统SME服务器的设计与实现.数据通信，2001年第3期；
［15］赵文浩，刘建业，何秀凤.车辆监控系统中短消息通信技术研究.工业控制计算机，2001年第1期；
［16］杨大凯，王剑，蔡柏根.GSM短消息在GPS交通控制中的应用.电子技术应用，2002年第2期；
［17］吴玉田，王瑞光，郑喜凤等.GSM模块TC35及其应用.计算机测量与控制.2002年第10期；
［18］许向华，朱欣华，黄胜利.GSM模块在车辆监控系统无线通信中的应用.计算机测量与控制，2003年第11期；
［19］黄宇.GSM网络通信在车载GPS定位管理系统中的应用.中国数据通信，2003年第11期；
［20］冯锡炜.短消息应用系统的技术和实现.抚顺石油学院学报，2003年第12期；
［21］康厚强，王德刚，魏急波.用于短信息收发的TC35终端的硬件设计与实现.电子技术，2002年第8期；
［22］曾连荪，张利.基于GSM的GPS无线信息传输及应用.上海海运学院学报，2003年9月；
［23］陈洑.基于GSM网络的GPS车辆信息服务系统解决方案.电子科技大学学报，2003年8月；
［24］孙增军，胡延平.基于GSM的移动监控定位系统设计.现代电子技术，2003年第9期；
［25］刘峰,梁勇强,陈铁军.计算机与数控机床的数据通信.广西工学院学报，2003年9月；
［26］朱卫华,黄智伟.一种微机与单片机无线串行通信的设计方法.南华大学学报（理工版），2002年9月第3期第16卷；
［27］闫华光.MCS-96单片机和PC机的串行通讯.微电子技术，2003年10月总第153期；
［28］朱立忠,冯丹.PC机与MCS51单片机串行通信接口电路的设计.沈阳工业学院学报，2003年6月第22卷第2期；
［29］曹天汉.应用MSI计数器的逻辑设计技术.科技通报，1995年3月第11卷第2期；
［30］王洪锋,夏明飞,王坚.单片机与微机的远距离串行通信.电力自动化设备，2002年5月第22卷第5期；
［31］肖鸣.8251扩展单片机通信接口的方法与编程.现代电子技术，1994年第4期；
［32］刘国勇.MAX232/MAX232A收发器及其应用.国外电子元器件，1997年第1期；
［33］刘焕平.MCS51单片机与RS-232C串行口连接.石家庄职业技术学院学报，2002年6月第14卷第2期；
［34］刘艳玲.采用MAX232实现MCS-51单片机与PC机的通信.天津理工学院学报，1999年6月第15卷第2期；
［35］曹孝宁，龙可微.单片机扩展的串行口与PC机的通信.自动化与仪器仪表，1997年第3期；
［36］刘万松.活用74161集成块进行教学与实验.贵州教育学院学报，2001年4月第12卷第2期；
［37］冷山述.基于8251A的串行通信接口.电子科技，2000年5月。
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