基于ATmega128的出租车调度中心系统设计

当前，城市智能交通系统得到了广泛的应用。其中，出租车中心调度系统在一些大城市得到了充分的利用。通过全球定位系统（GPS）、公用无线传输系统、地理信息系统（GIS）等进行出租车位置和监控的管理。
现阶段出租车调度系统通常分为车辆监控系统和车辆导航系统两大类。随着GPS定位技术的发展与GIS技术的出现，国外开展了以GPS定位技术为主的导航与定位系统的应用研究,目前推出的有法国CARMINAT车辆定位与调度系统等。国内外出租车调度都是适合大众的车辆调度系统，而且技术也较成熟。但对于电召服务，现在普遍是人工电信，并不能得到很好地推广；且国内外对手机定位电召尚处于研究阶段,手机定位技术也还不是十分成熟。本文通过将现有的出租车调度系统与手机定位技术相结合,提供一种乘客电召服务解决方案。

1 系统的模块设计

出租车调度中心系统涉及的主要技术有移动终端定位技术、GIS、GPS、通用分组无线业务(GPRS)和C# 与Sql Server2005。

1.1系统整体设计

出租车调度中心主要由四大部分组成，其系统框架如图1所示。(1)调度中心是整个系统的核心部分，由数据服务处理器、数据库、GIS系统[1]等组成。主要负责出租车的指挥、监控与提供信息服务，电召乘客信息的统计与处理，并与通信运营商进行乘客位置的数据交换等服务。 (2)出租车需要实时向中心提供地理位置信息与出租车状态，因为现在大多出租车已经安装了GPS定位系统和电台等服务[2],此外，出租车还需要有显示与提示模块，这样可以实时得到乘客的位置信息。(3)电召乘客只需向中心自动或人工服务台提供坐车请求，告诉中心是否在原地等待或是给出其他上车位置，并向中心提供候车信息有效时间。 (4)出租车调度中心与通信运营商合作，请求其为电召乘客的位置进行判断，再将位置信息返送给中心。


1.2系统详细设计

出租车信息处理平台包括对各个模块进行数据、控制管理的微处理器，GPRS收/发模块及GPS接收模块[3]。对出租车状态、监控信息进行整理与收集。控制按钮实现出租车驾驶员对系统的简单控制，LCD显示模块显示中心发来的调度信息或电召乘客信息，声音信号主要提示重要信息(如报警、安全等)，其框架如图2所示。

处理器是整体车载系统的核心，对整体系统的数据流和控制流进行管理。本设计车载信息处理器选择了VAR系统的ATmega128单片机，主要完成以下功能：对GPS信号分析与截取，并写入临时s存储单元；对GPRS模块接收的信号进行分析与整合，并在LCD上显示或写入存储器；对GPS地理位置信息、出租车状态信息以及车载照相机照片信息进行打包，并周期性地通过GPRS模块发送。

GPS接收模块采用台湾LeadTek公司生产的丽台LR 9540 GPS模块，该模块采用基于SiRF star III的最新导航芯片，并行12通道接收数据，具有-145 dBm的接收灵敏度和低功耗特性，提供标准RS232输出，非常适合在各种导航定位设备及车、船等移动目标中使用。

GPRS在车载终端和监控中心之间建立了数据通道，传输速率高达172 kb/s。车辆GPS终端所输出NMEA-0183标准数据经过中控单元处理后，需要通过GPRS Modem调制后才能在GPRS网络上进行传输[4]。
出租车司机允许对出租车系统进行开关控制，但是考虑到繁锁的控制会影响行车安全，所以系统中的出租车控制模块要尽量简单，尽量实现自动处理。

通常汽车都有车载电源，但是并不能直接为单片机、液晶和各个模块供电，需要进行电压转换。一般来讲，LM7805等稳压芯片就可以满足电源模块要求。

中心调度平台采用分布式架构设计，将系统分为电召信息处理服务器群和出租车调度服务器群两大服务群。
GIS平台采用MapInfo公司的MapX控制[5],用C#语言进行开发。电召乘客的位置信息需要实时地存入数据库，出租车管理也需要数据库，所以平台应用了SQL Server 2005数据库。平台主要针对业务处理流程,对电召乘客的需求进行服务处理，并对出租车基本信息进行管理，向调度中心发送常规信息。

出租车调度服务器运行于客户/服务器模式(C/S)，调度客户机(主要是GIS平台)向服务器发出请求，服务器接收到请求后提供相应的服务，并将操作结果返回给客户方，在操作模式上采取主动请求方式。

2系统的软件设计

2.1 调度中心演示软件整体概况

调度中心演示软件基于C#语言、Mapx地图控件和SQL Server 2005数据库的开发。主要实现以下功能：(1)地图的基本操作。(2)出租车轨迹数据模拟及电召乘客信息模拟。(3)出租车信息管理与乘客信息管理。(4)出租车常规信息发送与轨迹重放。(5)系统设置、管理员管理等。

2.2 调度中心乘客信息处理过程

调度中心演示软件的最基本也是最重要的一个功能就是乘客的信息处理。通过乘客地理位置信息来找到最近的空载出租车，再将乘客信息发送给符合条件的出租车司机。

电召乘客信息模拟界面会采集到乘客的位置和身份信息，并写入数据库进行列队，调度中心对其进行选取，结果如图3所示。此时可以在地图上查看此乘客的坐标是否位于出租车运营范围内。如果信息有效性消失,则列队会自动舍弃。

当选定了乘客信息并确认后，界面会显示图4所示的信息，此时乘客信息也会显示出来，有效时间与位置信息都会整合成数据包。此时开始查找与之距离合适的空载出租车，列表框会列出符合条件的出租车，此时也可以逐个对其进行地图标定，选择最合适的一个或多个出租车进行乘客信息的发送。至此，完成了一位乘客信息的处理。


2.3 数据库设计

此演示软件中，软件库使用的是SQL Server 2005,主要包括出租车信息管理、乘客信息管理和管理员信息等。对于出租车轨迹信息，演示系统采用文本存储的形式来存储轨迹数据，如：
$GPRMC,073943.48,A,3207.0664,N,11854.6808,E,0.00,231.40,020709,,,A*5D
以"，"为标记来截取数据，得到经纬度、时间等信息，从而可以节约大量数据库空间，对数据归档、查询等都是有益的，也方便于建立数量众多的出租车轨迹数据。

2.4 模拟演示

在演示软件的编写过程中，采用软件模拟的形式，既有出租车的位置信息，又有乘客电召时的位置信息，这样可以保证系统有充分的地理数据来源。

(1)出租车GPS信号采集。GPS信号是周期性地取得地理位置信息，时间间距为1 s。为了方便数据说明，将间距设为可调并自动递增。双击地图某一位置产生数组再写入记事本文件生成位置信息。图5所示为出租车GPS信号采集模拟流程图。


(2)乘客信号模拟采集。通过乘客双击地图上的点，并标定下来，经确认后开始填写发送通知，同时要填写信息有效时间。乘客信息模拟界面截图如图6所示。

本文以电召服务、出租车调度等为一体的出租车调度系统及运输车辆监控调度系统的开发为背景，分析了出租车调度控制系统的组成结构及工作原理,研究了GPS、手机定位、GPRS和GIS等技术在此系统中的应用。利用C#语言、MapX控件、SQL Server 2005数据库开发了出租车调度中心演示软件。最后通过对出租车GPS与乘客信息进行模拟来演示整个系统调度中心的数据处理过程，将个人定位技术成的应用于出租车电召服务中，对现阶段并不方便的出租车电召服务提供了一种解决方案。