高速公路機(jī)電系統(tǒng)的GPRS無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用

王汗青

摘要：伴隨著我國(guó)政治經(jīng)濟(jì)文化的進(jìn)步，以及信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日益發(fā)達(dá)起來(lái)的有高速公路的交通運(yùn)輸，高速公路的安全問題是一直都需要密切關(guān)注。為了保證高速公路上車輛及人身的安全，需保持高速公路有關(guān)部門之間的通暢聯(lián)絡(luò)。文章針對(duì)高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，基于GPRS無(wú)線通信技術(shù)的LED信息發(fā)布系統(tǒng)在其中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：GPRS無(wú)線通信；技術(shù)優(yōu)勢(shì)；高速公路；機(jī)電系統(tǒng)

有許多技術(shù)的應(yīng)用，在高速公路的運(yùn)營(yíng)及建設(shè)的過程中涉及，高速公路是基礎(chǔ)的道路設(shè)施。在其運(yùn)營(yíng)中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，是機(jī)電工程通信技術(shù)，對(duì)其安全監(jiān)管、道路監(jiān)控、收費(fèi)管理等方面具有非常重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)有效車輛行駛信息的傳遞，以及各管理部門之間的溝通，一個(gè)穩(wěn)定的通信系統(tǒng)是高速公路的運(yùn)行所需要的，可保障交通行駛安全以及道路的使用質(zhì)量，可方便進(jìn)行交通處理及管制。文章針對(duì)高速公路機(jī)電系統(tǒng)的GPRS無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1高速公路機(jī)電工程及其系統(tǒng)中的GPRS無(wú)線通信技術(shù)

1.1簡(jiǎn)述高速公路機(jī)電工程

隧道機(jī)電系統(tǒng)及三大系統(tǒng)共同的組成了高速公路機(jī)電系統(tǒng)，其中收費(fèi)、監(jiān)控及通信系統(tǒng)是上述所指的三大系統(tǒng)，且隧道火災(zāi)報(bào)警、隧道通風(fēng)照明、隧道供配電、隧道監(jiān)控系統(tǒng)等都包含于隧道機(jī)電系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)是上述三大系統(tǒng)的主要組成部分。收費(fèi)系統(tǒng)中各種信息通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳達(dá)及交匯，通過交換機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控系統(tǒng)是多媒體的一個(gè)信息平臺(tái)，采用局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)接人語(yǔ)音信息及視頻。主要通過以太網(wǎng)技術(shù)及SDH光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是當(dāng)前高速公路中所使用的通信系統(tǒng)。

1.2高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)中的GPRS無(wú)線通信技術(shù)

高速公路上交通量大，車輛行駛速度快，具有比其他公路安全、方便及快速的特點(diǎn)。但是當(dāng)前的貨運(yùn)車及私家車伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步以及汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐漸增多，因此就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)公路上連環(huán)車禍、交通堵塞等交通問題的發(fā)生，給高速公路帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。因此怎樣對(duì)高速公路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用起高速公路機(jī)電系統(tǒng)，已經(jīng)成為了人們密切關(guān)注的問題。GPRS無(wú)線通信技術(shù)，以信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，具有可移動(dòng)、低成本、低費(fèi)用的優(yōu)勢(shì)特色，也保留了傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)通信中快捷及簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，其運(yùn)行效率更高、投資成本更低、通信性能越好，這些都是針對(duì)傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)通信而言的。除此之外，GPRS無(wú)線通信技術(shù)受到外界環(huán)境影響因素較小，具有較大的信息傳輸能力，其可以打破空間地理距離的限制，非常適合應(yīng)用于高速公路機(jī)電系統(tǒng)上，可充分發(fā)揮出機(jī)電系統(tǒng)的重要作用。

2高速公路機(jī)電系統(tǒng)中GPRS無(wú)線通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

GPRS隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)越來(lái)越完善，被越廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中，在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中其已經(jīng)被熟練的運(yùn)用，具有顯著的優(yōu)勢(shì)特色。

2.1在收費(fèi)系統(tǒng)中GPRS無(wú)線通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高速公路的控制中心及收費(fèi)站，在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)沒有被使用之前，需建立有線通信系統(tǒng)來(lái)傳遞信息。然而，此通信系統(tǒng)的建設(shè)并沒有較好的運(yùn)用效果，也耗費(fèi)了大量的資金，維護(hù)開支又是相當(dāng)大的一份開支。但是對(duì)GPRS無(wú)線通信的技術(shù)的運(yùn)用，不需管道等設(shè)施便可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)所有地點(diǎn)的交流。GPRS無(wú)線通信系統(tǒng)使用更加的可靠且穩(wěn)定，綜合了多種通信技術(shù)，相較于有線通訊設(shè)備其運(yùn)行效率高出許多。GPRS無(wú)線通訊中存在幾個(gè)不同類型，應(yīng)用在寬帶要求高、地理位置較遠(yuǎn)的區(qū)域中的，是對(duì)點(diǎn)形式的寬帶無(wú)線接人，支持各種綜合服務(wù)及多種類型的路由服務(wù)。GPRS無(wú)線系統(tǒng)是不存在鋪設(shè)管道等問題的，主要依賴于移動(dòng)來(lái)傳輸信息，因此具有較大優(yōu)勢(shì)特色。

2.2在監(jiān)控系統(tǒng)中GPRS無(wú)線通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

外場(chǎng)設(shè)備及中心監(jiān)控系統(tǒng)兩部分共同的組成了高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)。主要通過投影設(shè)備、計(jì)算機(jī)、電視監(jiān)控等組成的是中心監(jiān)控系統(tǒng)。因此說(shuō)高速公路機(jī)電系統(tǒng)的靈魂是監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)信息進(jìn)行一系列的分析處理，通過采集外場(chǎng)設(shè)備反饋回來(lái)的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)外場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)督控制，形成相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案并反饋回去。之前的有線監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)給通信帶來(lái)了維護(hù)管理方面的困難，其需要全面的鋪設(shè)相關(guān)的通信線路，且其中存在的一個(gè)問題是怎樣鋪設(shè)線路，這一舉動(dòng)又是一筆比較大的開銷，需支付工人工資以及大量的資金購(gòu)買材料。但是GPRS無(wú)線通信，使用技術(shù)需在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。高速公路設(shè)置專門的IP地址與其他設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)控制功能，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。不管是多復(fù)雜的信息，還是多遠(yuǎn)的距離，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)的不受控制性，都可以在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域中接收進(jìn)來(lái)或傳送出去。且操作便捷，傳送速度快，可節(jié)省下較多人力、資金及資源。

2.3在通信系統(tǒng)中GPRS無(wú)線通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

因?yàn)椴煌能囕v分布于不同的道路及城市，所以在處理各種交通事故及排查路況的時(shí)候，需及時(shí)地將信息回饋到監(jiān)控中心，要利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將各種信息及時(shí)的傳輸回去。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在通信方面的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)各種信息進(jìn)行處理及交匯進(jìn)行更加及時(shí)的處理。除此之外，通過GPRS無(wú)線通信系統(tǒng)，車載設(shè)備能夠?qū)④囕v的位置等信息傳送到監(jiān)控中心，在其處理之后，可及時(shí)的在道路堵塞的時(shí)候?qū)⑿畔l(fā)布通知各位車主，可及時(shí)準(zhǔn)確地把握不同道路車輛的信息，促使各位車主能夠有效地避免造成更嚴(yán)重的道路堵塞情況，及時(shí)地掌握各條路況的相關(guān)信息。不僅如此，車主想要知道各條道路的交通情況，也可通過監(jiān)控中心反饋回來(lái)的信息，選擇一條最佳的行駛路線。監(jiān)控中心能夠在有交通事故發(fā)生的時(shí)候，將信息反饋到交通部門，可減少人員的傷亡，促使問題得到快速的解決。

3高速公路機(jī)電系統(tǒng)中GPRS無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用

GPRS無(wú)線LED信息發(fā)布系統(tǒng)，是GPRS無(wú)線技術(shù)在高速公路上最典型的應(yīng)用，其可提供廣域的、端到端的無(wú)線IP連接，是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，稱之為2.5G系統(tǒng)。GPRS可提供中速的數(shù)據(jù)傳遞，通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，具有“快捷登錄”、實(shí)時(shí)在線”、“自如切換”、“按量計(jì)費(fèi)”、“高速運(yùn)輸”的優(yōu)點(diǎn)。隨著中國(guó)移動(dòng)公司的GSM網(wǎng)絡(luò)基站的建設(shè)及推進(jìn)，其覆蓋全國(guó)，不管是鄉(xiāng)村或者是城市均具有良好的信道。GPRS無(wú)線LED信息發(fā)布系統(tǒng)，傳輸用戶編輯的信息或控制命令給遠(yuǎn)端的LED屏，需通Internet和GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)LED屏遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)信息監(jiān)控及發(fā)布，可有效解決LED顯示屏遠(yuǎn)程組網(wǎng)的問題。此系統(tǒng)信息實(shí)時(shí)發(fā)布，不受地域、距離、布線的限制，安裝維護(hù)費(fèi)用低、組網(wǎng)規(guī)模大，操作簡(jiǎn)便，進(jìn)一步拓寬了LED信息發(fā)布系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，廣泛地應(yīng)用在智能小區(qū)、廣告?zhèn)髅?、車輛交通、數(shù)字城市等領(lǐng)域，當(dāng)前已經(jīng)成為了一種全新的媒體型式。endprint

通過配套LED信息發(fā)布中心平臺(tái)、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊、LED顯示屏終端幾個(gè)部分共同的組成了GPRS無(wú)線LED信息發(fā)布系統(tǒng)。LED屏通過GPRS、Internet網(wǎng)絡(luò)將無(wú)線傳輸模塊及RS232接口連接到服務(wù)器上，用戶只需要通過操作信息發(fā)布軟件，便可對(duì)LED顯示屏進(jìn)行遠(yuǎn)程信息發(fā)布和更新。大屏信息發(fā)布軟件、LED屏、GPRS通訊控制等，是系統(tǒng)所包含的主要設(shè)備。

信息發(fā)布軟件是信息發(fā)布中心平臺(tái)的核心，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)終端顯示屏的管理，實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的發(fā)布及編輯等功能，在服務(wù)器上讀取發(fā)至服務(wù)器的控制命令下及顯示在顯示屏上的狀態(tài)信息。管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)GPRS通訊模塊及信息發(fā)布軟件之間的信息交互，需通過互聯(lián)網(wǎng)和GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，是信息的中轉(zhuǎn)平臺(tái)。GPRS通訊模塊的主要功能是接收服務(wù)器下發(fā)的顯示內(nèi)容或控制命令，是無(wú)線LED發(fā)布系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)LED發(fā)布系統(tǒng)的關(guān)鍵，具有唯一的IMEI識(shí)別號(hào)，可實(shí)時(shí)的送達(dá)至LED顯示屏，可按照需要重命名以便標(biāo)示。

GPRS通訊模塊的主要功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)如下所示：

1）可以在-25～70℃的惡劣環(huán)境下正常工作，模塊穩(wěn)定性好；

2）用戶可以知道下發(fā)命令是否成功，狀態(tài)返回；

3）支持多種掃描方式及1/16、1/8、1/4、1/2、1/1的控制卡；

4）收顯示并回復(fù)執(zhí)行命令情況，可在5s內(nèi)進(jìn)行，接收速度快；

5）消息最長(zhǎng)支持4096個(gè)英文字母及2048個(gè)漢字，可顯示多條信息和超長(zhǎng)數(shù)據(jù)；

6）信息與模塊可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)多、一對(duì)多及一對(duì)一的發(fā)送；

7）可將每條信息的顯示時(shí)間、顏色、方式及速度等顯示參數(shù)；

8）可以隨時(shí)查看發(fā)送給每個(gè)模塊的消息，提供歷史記錄查看功能；

9）可設(shè)置數(shù)據(jù)流向、橫向點(diǎn)數(shù)、屏號(hào)、縱向點(diǎn)數(shù)等屏幕參數(shù)；

10）Address-IMEI Mapping技術(shù)節(jié)省無(wú)線帶寬；

11）保持永遠(yuǎn)在線，自動(dòng)檢測(cè)模塊連接狀態(tài)；

12）具有刪除消息、編輯及新建信息的功能；

13）支持遠(yuǎn)程喚醒。

對(duì)比傳統(tǒng)信息發(fā)布系統(tǒng)及無(wú)線LED屏幕系統(tǒng)，有下述優(yōu)點(diǎn)：

1）不受距離限制。只要GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，都可以使用，因此說(shuō)GPRS無(wú)線LED屏在全國(guó)范圍內(nèi)不受距離和位置的限制。而傳統(tǒng)電子顯示屏一般只可以在數(shù)十米的短距離內(nèi)使用。

2）組網(wǎng)規(guī)模大。GPRS無(wú)線LED屏在發(fā)布信息的時(shí)候，只需要通過GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，采用TC～I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，節(jié)點(diǎn)數(shù)量理論上可以達(dá)到上萬(wàn)個(gè)。而傳統(tǒng)電子顯示屏的條屏數(shù)量受到總線負(fù)載能力及串口數(shù)量的限制，由電腦通過串口數(shù)據(jù)線發(fā)送。

3）安裝維護(hù)方便。GPRS無(wú)線LED屏的安裝位置易于選擇，其不需要鋪設(shè)光纜或通訊電纜。產(chǎn)品便于系統(tǒng)的檢修、擴(kuò)展及維護(hù)，因?yàn)椴捎玫氖悄K化的設(shè)計(jì)。

4）實(shí)時(shí)發(fā)布信息。GPRS無(wú)線LED屏，可在短時(shí)間內(nèi)更新大量LED條屏信息，可對(duì)信息中心洗發(fā)的信息進(jìn)行遠(yuǎn)程接收。而傳統(tǒng)電子顯示屏只能對(duì)所控制器內(nèi)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行固定的顯示。endprint