GPS/GPRS车载监控终端的设计与实现

近年来，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，活动的区域也越来越大，由此产生了交通拥挤、车祸增加、废气排放量增加等严重问题。智能交通系统(IntelligentTransportSystem)的出现有效地改善了以上各种交通问题。智能交通系统是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。它通过人、车、路的和谐、密切配合提高交通运输效率，缓解交通阻塞，提高路网通过能力，较少交通事故，降低能源消耗，减轻环境污染。

车载监控系统是智能交通系统的一个分支，它集先进的无线定位技术、地理信息系统和现代移动通信技术于一身，不仅在智能交通系统中担负主要作用，同时还能提供防盗防抢劫报警、紧急医疗求助、娱乐等多种服务。本文就选取整个系统中的车载终端模块进行设计与实现，并且介绍了下GPS车载终端。

一 关于GPS车载终端

GPS车载终端又称GPS车辆管理系统或GPS车载监控系统，它是依托卫星定位、地理信息及无线通信等技术手段，实时掌握车辆位置和状态，提供调度管理信息的软硬件综合系统。

1 车辆监控系统总体结构

车辆监控系统由GPS卫星、车载终端、通信网络(GPRS和Internet)和监控中心四大部分组成。车辆在运行过程中，车载终端的GPS接收机接收定位数据，计算出车辆当前的经度、纬度、速度、航向和其他信息(时间、状态)等，然后通过GPRS网络传送到具有静态IP地址的监控中心，并存人中心数据库。监控中心在接到车辆上传的信息后，根据车辆的当前状况科学地进行调度和管理，从而提高运营效率。客户也可以通过Internet或电话来查询特定车辆的当前状况。

系统的总体结构如图1所示。

2 车载终端的特点

1)外观小巧，性能稳定。主机如烟盒大小，可以安装在很隐蔽的地方，GPS天线也无须安放在外，因为它采用的是超强度接收的第四代模块，所以可以安放在车内比较隐秘的地方。主机内部元器件全部采用进口工业级材料，核心GSM模块为德国的西门子品牌，GPS模块为HOLUX SIRF III，核心单片机为稳定性最强的P IC，其它IC元件为德国TI公司的。
2)安装简单。只需要驳接原车两条电源线即可，断油装置可接可不接，如果需要安装断油装置的话只需将原车油泵供电线剪断然后串联到本机即可。
3)误报警率低。本产品注重人性化设计，将误报警率降到最低。
4)多重防范，确保有警必报。

3 车载终端的功能

车载GPS/GPRS终端的卫星接收模块采集到GPS卫星数据，经过数据处理得到车辆的地理坐标信息。该信息通过车载终端处理之后，由GPRS无线通信模块发送到GPRS无线通信网上。GPRS网络根据相应的协议在车载终端和接人Internet网的监控中心之间建立一条支持TCP/lP的数据通道。车载GPS/GPRS终端依靠该数据通道和监控中心之间进行信息的交互。监控中心还可以通过该通道向下发送控制命令和服务信息。

另外，除了车辆定位，系统还可以提供诸如防盗防抢、对移动车辆进行断油断电、显示调度信息、医疗求助、移动电话等多种服务。

二 车载终端硬件设计

车载终端硬件系统以ATMEGA64(L)单片机和GPS+GPRS模块为核心，其结构如图2所示。

1 信息处理和控制模块

本文采用AVR系列的单片机系统，主要是进行信息处理和控制车载台的各组成部分按照通信协议的要求执行响应的操作。该模块由CPU、外部存储器、I/O接口以及控制逻辑电路组成。CPU采用ATMEGA64(L)单片机实现，该单片机具有两个串口，分别用来与GPS和GPRS模块通信。它是基于增强的AVRRISO结构的低功耗8位CMOS微控制器，曲于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA64(L)的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

2 GSM/GPRS+GPS模块

GSM/GPRS+GPS模块采用SIMCOM公司的SIM508模块。SIM508模块是一款将三频GSM/GPRS和具有20通道能力的GPS完全整合到一个模块中(34mm×55mm×3mm)的产品。该产品的设计完全满足车载应用环境要求(温度、湿度、防震等)。特别地，整合了附加元器件的SIM508可以节省很多时间和成本。车载终端通过模块中的GPS部分获得车辆的具体位置，经过CPU处理后，显示给用户并通过GPRS部分将该信息发送到监控中心，以实现对车辆的实时定位跟踪，同时还能实现语音和短消息通信功能。

3 输入输出模块

车载终端的输入主要有遥控器输入(主要输入设备)和手柄输入两种方式。考虑到在紧急情况下手柄输入的局限性，本文采用遥控器作为主要输入设备，可以用来