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            EEPW首頁 > 安全與國防 > 學習方法與實踐 > 車載GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)中信號的分析和處理

            車載GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)中信號的分析和處理

            作者:葉敦范 劉敏 時間:2008-01-24 來源:《電子產(chǎn)品世界》 收藏

            引言

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/78000.htm

              隨著汽車在日常生產(chǎn)和生活中起的作用越來越突出,如何實現(xiàn)各類車輛的有效指揮、協(xié)調控制和管理已經(jīng)成為交通運輸和安全管理部門面臨的一個重要問題。為了滿足提高運輸效率和安全保障的需要,對車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)的研究也日趨迫切。

              車載是GSM全球數(shù)字蜂窩移動通信技術和GIS地理信息技術、GPS全球衛(wèi)星定位技術以及計算機網(wǎng)絡技術相融合研制開發(fā)出來的軟件技術。它是通過安裝在車輛上的GPS接收機(即車載機)接收衛(wèi)星信號,監(jiān)控中心的通信控制器從GPS接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間信息,結合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)報,然后通過無線信道發(fā)往控制中心;控制中心的主站接收子站發(fā)送的數(shù)據(jù),處理接收信息通過短消息的方式逐次直接發(fā)送給每一臺車載機。最后,將車輛的具體數(shù)據(jù)和狀態(tài)在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來。

              本文討論的就是從接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間信息的方法,以及中心處理信息后發(fā)送命令集的實現(xiàn)過程。

            GPS車載機的通信協(xié)議

              車載機與監(jiān)控中心之間的通信方式均以中心發(fā)送命令,車載機應答的方式進行,所以我們對車載機GPS信號的分析與處理必須完全依據(jù)車載GPS接收機與監(jiān)控中心的通信協(xié)議來進行,下而是GPS車載機通信協(xié)議的部分內容。

            車載機返回信息

            一般信息:

              *XX,YYYYYYYYYY,V1,HHMMSS,S,latitude,D,longitu de,G,speed,direction,DDMMYY,vehicle_status#

            確認信息:

              *XX,YYYYYYYYYY,V4,CMD,hhmmss,HHMMSS,S,latitu de,D,longitude,G,speed,direction,DDM MYY,vehicle_status#

              區(qū)分一般信息和確認信息的方法是看車載機傳回來的信息中是否包含“V4”,判斷返回信息是否有效的方法是看回傳信息中是否包含“HQ(制造商名稱)”。

              其中:‘*’表示命令頭;‘XX’表示制造商名稱;‘,’表示分隔符;‘YYYYYYYYYY’表示車載機序列號;‘CMD’表示被確認的中心命令;‘hhmmss’表示被確認命令中的時間值;‘HHMMSS’表示車載機時間;‘s’表示數(shù)據(jù)有效位;‘latitude’表示緯度;‘D’表示緯度標志;‘longitude’表示經(jīng)度;‘G’表示經(jīng)度標志;‘speed’表示速度;‘direction’表示方位角;‘D D M M Y Y’表示日/月/年;‘vehicle_status’表示車輛狀態(tài)。

              車載機返回GPS信息模式有兩種,一是返回最近的有效的GPS信息;二是返回最新的GPS信息。

              中心發(fā)送命令結構和命令集

              中心發(fā)送命令結構是:*XX,YYYYYYYYYY,CMD,HHMMSS,PARA1,PARA2,…#

              在編寫中心發(fā)送指令時必需按照這個格式來寫,下面列出其中的七個中心發(fā)送命令。

              定位監(jiān)控命令D1:該指令要求車載機以interval為時間間隔,回傳count次定位信息。

              自動監(jiān)控設置命令S17:該指令完成對自動監(jiān)控參數(shù)的設置。

              參數(shù)設置指令S12:該指令僅用于對S17命令的開關控制。

              設置監(jiān)控中心短信號碼S2:車載機收到指令后將立即向新的監(jiān)控中心發(fā)送確認信息。

              通話設置指令S13:phone_flag的bit0=0時允許打出,bit1=0時允許接聽。

              清楚報警指令R7:車載機收到命令后將清除掉所有報警信息。

              冷啟動指令R1:車載機收到命令后將執(zhí)行冷啟動復位,所有狀態(tài)參數(shù)全部清零。

            通信軟件的設計與實現(xiàn)

              GPS信號與監(jiān)控中心之間的通信大致分成兩個步驟:一是GPS接收機(即車載機)接收衛(wèi)星信號,監(jiān)控中心的通信控制器從GPS接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間等數(shù)據(jù)信息;二是監(jiān)控中心將分析出的數(shù)據(jù)信息通過短消息的方式發(fā)送命令給每一臺車載機。具體步驟如下:

              function IsValidMsg(Str:String):Boolean;{判斷消息是否有效}

              function IsConfgMsg(str:String):Boolean;{區(qū)分一般信息和確認信息}

              procedure ResoleGprsV(RecvGprs:String);{處理接受信息}

              procedure ResoleGprsV1(RecvGprs:String);{處理一般信息(V1)}

              procedure ResoleGprsV4(RecvGprs:String);{處理確認信息(V4)}

              function Direc(sr:String):String;{車輛行駛方向}

              function HexCng(Rhex:String):String;{十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)}

              function HandleCarStatus(ArrBin:array of String):String;{處理車輛狀態(tài)}

              function ChangeTel(sTel:String):String;{}function StrToHex(sStr:String):String;

              procedure SendSms(Tel,Other:String;iCmdID,iSendType:Integer;

              CarID:String=”){中心發(fā)送命令集}

              從車載機接收的GPS信號中判斷返回的信息是否有效,如果無效則直接丟棄,如果有效,則確認是一般信息還是確定信息,再接收處理一般信息或確定信息。

              區(qū)分一般信息和確認信息的依據(jù)是參數(shù)字符串是否包含“V4”。

              Result:=False;{初始返回結果}

              Result:=pos(‘V4’,Str)>0;{如果str包含“V4”,就返回true,否則false}

              判斷是否返回有效的信息的依據(jù)是參數(shù)字符串足否包含”*HQ”。

              Result:=False;{初始返回結果}

              Result:=pos(‘*HQ’,Str)>0;{如果str包含“*HQ”,就返回true,否則false}

              一般信息的標志是V1。車載回傳的一般信息中包含的參數(shù)有車載序列號、移動電話號碼、車牌號、時間、絳緯度、速度、方位、日期。

              ∥獲取車載序列號(同樣的方法可以獲取移動電話號碼、車牌號、時間)

              sCarNo:=copy(RecvGprs,iPos+4,10);

              ∥獲取緯度(同樣的方法可以獲得經(jīng)度)

              sLatitude:=copy(RecvGprs,iPos+3,9);

              sLatitude:=FloatToStr(StrToFloat(copy(sLatitude,1,2))+StrToFloat(copy(sLatitude,3,7))/60);

              ∥獲取南緯和北緯(同樣的方法可以獲得東西經(jīng))

              iPos:=pos(‘,S,’,RecvGprs);{查找“,S,”在RecvGprs的位置}

              if iPos>0 then;(如果RecvGprs包含‘,S,’就執(zhí)行下面語句}

              sNS:=‘南緯’

              else begin

              iPos:=pos(‘,N,’,RecvGprs);{查找“,N,” 在RecvGprs的位置}

              sNS:=‘北緯’;

              end;

              ∥獲取速度、方位、日期

              sSpeed:=copy(RecvGprs,iPos+3,6);{獲取速度}

              sDirection:=copy(RecvGprs,iPos+10,3);(獲取方位}

              sDate:=copy(RecvGprs,iPos+14,6);{獲取日期}

              if Pos(‘.’,sSpeed)<=0 then{判斷sSpeed是否包含‘.’,如果包含就執(zhí)行下面語句}

              begin

              sSpeed:=copy(RecvGprs,iPos+3,3);{獲取速度}

              sDirection:=copy(RecvGprs,iPos+7,3);{獲取方位}

              sDate:=copy(RecvGprs,iPos+11,6);{獲取日期}

              end;

              ∥數(shù)據(jù)轉換

              sSpeed:=FormatFloat(‘0.00',StrToFloat(sSpeed)*1.852);{行駛速度轉換}

              sSceond:=copy(sTime,5,2);{時間轉換}

              if StrToInt(sSceond)<60 then{時間轉換(‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’表示為:年月日時分秒)

              sDate:=FormatDateTime(‘YYYY-MM-DDHH:MM:SS’,IncHour(StrToDateTime(‘20’+copy(sDate,5,2)+‘-’+copy(sDate,3,2)+‘-’+copy(sDate,1,2)+‘ ’+copy(sTime,1,2)+‘:’+copy(sTime,3,2)+‘:’+copy(sTime,5,2)),8))

              else begin

              sDate:=FormatDateTime(‘YYYY-MM-DDHH:MM:SS’,IncHour(StrToDateTime(‘20’+ copy(sDate,5,2)+‘-’+copy(sDate,3,2)+‘-’+copy(sDate,1,2)+‘ ’+copy(sTime,1,2)+‘:’+copy(sTime,3,2)+‘:’+‘00’),8));

              sDate:=FormatDateTime(‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’,

              IncMinute(StrToDateTime(sDate),+1));

              end;

              確認信息的標志是V4。車載回傳的確認信息中包含車輛行駛方位和車輛狀態(tài)。

              處理一般信息中獲取的方位信息,由字符類型轉換為整型數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)所在范圍確定車輛的行駛方位,小于22.5或大于337.5為正北方向,大于22.5小于67.5為東北方向,大于67.5小于112.5為正東方向,依此類推確認車輛的行駛方向。

              處理一般信息中獲取的車輛狀態(tài),由字符類型轉換為二進制數(shù)字符串,把二進制數(shù)據(jù)的每一位存進數(shù)組,每一位對應表一中的一個車輛狀態(tài)。

              ∥獲取車輛狀態(tài)

              iPos:=Pos(‘#’,RecvGprs);

              sCarStatus:=copy(RecvGprs,iPos-8,8)

              ∥轉換為二進制數(shù)字符串

              sBin:=″;

              forI:=1 to 8 do

              sBin:=sBin+HexCng(copy(sCarStatus,I,1));

              ∥把二進制數(shù)據(jù)的每一位存進數(shù)組

              forI:=0to 3l do

              ArrBin[I]:=copy(sBin,I+1,1);

              sCarStatuText:=HandleCarStatus(ArrBin);{車輛狀態(tài)}

              監(jiān)控中心根據(jù)每一臺車載機傳回的信息內容發(fā)送不同的命令。發(fā)送命令程序需嚴格按照中心發(fā)送命令集規(guī)定的的格式來寫,下面列舉其中的幾條命令:

              ∥該指令要求車載機以sInterval為時間間隔,回傳sCount次定位信息。

              sRightStr:=‘*HQ,0000000000,D1,’+sTime+‘,’+sInterval+‘,’+sCount+‘#’

              ∥車載機接到這條指令后將清除掉 所有報警信息。

              sRightStr:=‘*HQ,0000000000,R7,’+sTime+‘#’;

              if Application.MessageBox(PChar(‘真的要解除對車輛【‘十CarID+’】報警嗎?’),‘提示’,MB_YESNO+MB_DEFBUTTON2)=IDNO then Exit;

              這里的CarID指車載機序列號。

              ∥車載機收到這條命令將會啟動斷油斷電。

              sRightStr:=‘*HQ,0000000000,S20,’+sTime+‘,1,3,10,3,5,5#’;

              if Application.MessageBox(PChar(‘真的要對車輛【‘+CarID+’】斷油斷電嗎?’),‘提示’,MB_YESNO+MB_DEFBUTTON2)=IDNO then Exit;

            結語

              目前,車載已經(jīng)被各運輸公司使用在出租車、客車以及大型車隊上,該軟件技術很好的實現(xiàn)了對車輛位置、狀態(tài)的監(jiān)控和調度管理。

              隨著GPS應用領域的擴大,車載GPS導航定位監(jiān)控軟什的系統(tǒng)的功能也將隨著導航、通信等需求而不斷的增多和完善。GPS車載機通信協(xié)議會根據(jù)GPS車載機產(chǎn)品的功能升級而不斷升級,增加新的命令,相應的軟件系統(tǒng)也要增加新的指令,本系統(tǒng)的設計將易于這些升級維護工作的進行。



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