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車載GPS智能終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要：討論了智能交通系統(tǒng)中車載終端的作用和意義；闡述了車載GPS智能終端的主要功能；介紹了GSM模塊及其性能和使用方法。著重討論了車載GPS智能終端的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)（ITS） 車載終端 GSM GPS 短消息
智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System，即ITS）采用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等于手段對傳統(tǒng)交通運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行改造，以達(dá)到增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行效率、提高系統(tǒng)可靠性和安全性、減少能源消耗和對自然界的污染等目的。ITS總體來說包括四部分：交通信息采集部分、車輛調(diào)度控制部分、電子收費(fèi)系統(tǒng)和交通信息服務(wù)。其中的每個(gè)部分都需要車載終端的參與：在交通信息采集部分，需要車載終端提供車輛的準(zhǔn)確定位信息和車輛運(yùn)行情況信息；在車輛調(diào)度控制部分，車載終端作為控制的接收端，負(fù)責(zé)接收ITS中心的調(diào)度指揮信息；電子收費(fèi)系統(tǒng)需要車載終端與收費(fèi)站自動(dòng)完成付費(fèi)交易；車載終端還是交通信息服務(wù)的接收平臺(tái)，把服務(wù)顯示給車輛駕駛員和乘客。因此，車載終端是ITS系統(tǒng)中非常重要的組合部分。本文所介紹的“車載GPS智能終端”就是ITS車載終端的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。下面詳細(xì)介紹車載終端系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。
1 車載GPS智能終端的功能
根據(jù)ITS系統(tǒng)的要求，車載GPS智能終端應(yīng)具有如下功能：（1）車輛定位；（2）終端與ITS控制中心通訊；（3）報(bào)警，包括主動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)報(bào)警；（4）在必要時(shí)進(jìn)行車內(nèi)監(jiān)聽；（5）在必要時(shí)控制汽車熄火；（6）顯示調(diào)度信息。另外，車載GPS智能終端還根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)了其它功能：（1）可撥打車載電話；（2）限制車輛行駛范圍和行駛時(shí)間，監(jiān)控車輛的行駛軌跡等。車載GPS智能終端的這些功能使其特點(diǎn)適用于汽車保險(xiǎn)、運(yùn)輸車隊(duì)或出租車隊(duì)的管理、調(diào)度等領(lǐng)域。
圖1 ITS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
2 基于GPS-GSM/GPRS的ITS系統(tǒng)設(shè)計(jì)
目前全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，使用也非常方便，通過專用的GPS模塊即可方便地獲得車載GPS智能終端所在的全球定位坐標(biāo)。其定位精度比較高，一般誤小于15m。
如何把定位信息發(fā)送給ITS中心一直是比較難解決的問題之一。以往的ITS系統(tǒng)多采用集群通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車載終端與ITS中心的通訊。但是這種系統(tǒng)具有覆蓋區(qū)域小、安裝維護(hù)費(fèi)用高、技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。近兩年隨著GSM/GPRS網(wǎng)在中國的普及，車載終端通過GSM/GPRS網(wǎng)與ITS中心通訊的方式已經(jīng)成為最受歡迎的方式。這主要由于以下原因：（1）GSM/GPRS網(wǎng)覆蓋面廣，目前已經(jīng)遍及我國大部分地區(qū)，包括鄉(xiāng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)；（2）無需建網(wǎng)、維護(hù)；（3）GSM/GPRS網(wǎng)可靠性高、誤碼率低；（4）使用短消息功能或GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，費(fèi)用比較低；（5）由于GSM/GPRS技術(shù)使用廣泛，提供相應(yīng)通訊模塊的廠商較多
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