北斗的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)分析

何雯雯

摘要：針對目前車輛遠(yuǎn)程監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)存在的覆蓋范圍有限、信號不穩(wěn)定、容易監(jiān)控和干擾等問題，通過分析北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)功能和通信方式，提出了一種基于北斗的遠(yuǎn)程監(jiān)測報(bào)警解決方案。本文介紹了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。和開發(fā)過程中遇到的一些關(guān)鍵技術(shù)問題，如數(shù)據(jù)通信和道路匹配。該系統(tǒng)開發(fā)周期短，安裝方便，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)；車輛；遠(yuǎn)程監(jiān)控；報(bào)警

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

1.1總體結(jié)構(gòu)及工作原理

系統(tǒng)主要包括車輛信息終端控制單元、北斗/GPS定位模塊、GPRS無線模塊和遠(yuǎn)程控制中心?？刂茊卧ㄟ^CAN總線和K線總線收集車輛數(shù)據(jù)或發(fā)送命令以控制車輛。定位模塊收集車輛地理信息。

工作原理：利用星載信息終端中的北斗/GPS模塊采集衛(wèi)星定位信息，從而獲取衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)間校準(zhǔn)。CAN總線處理器用于采集車輛信息。K-Line線可實(shí)現(xiàn)車輛的鎖定和解鎖。GPRS無線模塊用于與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的通信和監(jiān)控。向監(jiān)控中心傳輸具有時(shí)間戳的車輛定位和狀態(tài)信息，并接收來自監(jiān)控中心的指令對車輛進(jìn)行控制。

1.2主要功能

（1）定位功能。終端通過北斗和GPS雙系統(tǒng)進(jìn)行定位，保證能夠提供實(shí)時(shí)的時(shí)間、經(jīng)度、緯度、高程和方向等定位狀態(tài)信息，并將信息存儲到終端內(nèi)部，同時(shí)通過無線通信方式上傳到監(jiān)控中心。

（2）通信性能。是可以支持基于通用GSM，GPRS等多種無線通信網(wǎng)絡(luò)以及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸機(jī)制下的通信模式之一。

（3）信息采集功能。終端可采集駕駛員身份、電子運(yùn)單、車輛CAN總線數(shù)據(jù)、車輛載貨狀態(tài)、車輛運(yùn)營數(shù)據(jù)、收費(fèi)結(jié)算數(shù)據(jù)、圖像信息、音頻信息和視頻信息等。

（4）導(dǎo)航功能。可根據(jù)定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。

（5）警示功能。具有終端自動警示功能，可以根據(jù)監(jiān)控中心設(shè)定的條件觸發(fā)，包括超速提醒、疲勞駕駛提醒、蓄電池欠壓提醒、斷電提醒、超時(shí)停車提醒、終端故障提醒等各項(xiàng)功能。

（6）鎖車功能。監(jiān)控中心可以向車載終端發(fā)送鎖車指令，車載信息終端在接收到監(jiān)控中心的鎖車指令后，通過K-Line對車輛進(jìn)行操作，從而保障車輛的安全性。

北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)是一個(gè)全天候的區(qū)域衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過對地靜止衛(wèi)星為用戶提供快速定位，短數(shù)字信息通信和時(shí)間服務(wù)。該系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星（80E和140E），一顆在軌備用衛(wèi)星（110.5E），一個(gè)中央控制系統(tǒng)，一個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)和各種用戶計(jì)算機(jī)組成?！氨倍?號”的覆蓋范圍為北緯5度至55度，東經(jīng)70度至140度，定位精度為20米。該系統(tǒng)的容量為540000/h。該系統(tǒng)的主要功能如下：

實(shí)時(shí)導(dǎo)航可以為用戶提供前向距離和方向，實(shí)時(shí)指示移動用戶的動作；具有緊急報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)遇險(xiǎn)用戶的緊急救援。

用戶和用戶之間的短消息通信，用戶和中央控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙向短數(shù)字消息通信。

精密授時(shí)中心控制系統(tǒng)定時(shí)播發(fā)授時(shí)信息，為定時(shí)用戶提供時(shí)延修正值。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

該系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星作為通信鏈路，北斗用戶作為定位和通信模塊，發(fā)送車輛位置、報(bào)警、控制命令等信息。該系統(tǒng)主要由車輛監(jiān)控終端、報(bào)警監(jiān)控中心和北斗衛(wèi)星組成。

2.1車載監(jiān)控終端

針對不同的用戶需求，車載終端可以提供不同的功能，配備也各有相同，但通常由以下幾部分組成：北斗車載設(shè)備（包括：北斗用戶機(jī)OEM板、PC104、液晶屏、信號采集板等）、遙控器、監(jiān)控報(bào)警器等。

北斗用戶機(jī)OEM板作為車載終端系統(tǒng)的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)定位和通信。

PC104中運(yùn)行車載終端軟件是車載終端的核心部分，完成定位、通信、控制信息發(fā)送以及狀態(tài)顯示等所有功能。

在液晶屏上顯示道路狀況、本車位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息以及監(jiān)控中心公布信息。

信號采集板主要負(fù)責(zé)采集車輛的車門、油箱、發(fā)動機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)信號，并將這些信號實(shí)時(shí)傳送給終端軟件；對于不同的車輛信號采集板有不同的接口設(shè)計(jì)。

監(jiān)控器報(bào)警裝置配有LED顯示燈、揚(yáng)聲器和功能按鈕。報(bào)警LED指示器的視覺信號和揚(yáng)聲器信號用于確定報(bào)警器與車載設(shè)備之間的通信狀態(tài)和工作狀態(tài)信息。它可以完成電源低壓指示、保護(hù)、減壓、搶劫、搶險(xiǎn)、搶險(xiǎn)、報(bào)警、報(bào)警、遠(yuǎn)程搶險(xiǎn)、遠(yuǎn)程滅火等功能。

2.2報(bào)警監(jiān)控中心

（1）對不同的用戶需求，報(bào)警監(jiān)控中心也可以提供不同的功能，配備也不同。一般報(bào)警監(jiān)控中心主要由北斗指揮機(jī)、信息采集服務(wù)器、專用服務(wù)器、監(jiān)控大屏幕等設(shè)備組成，還可能包括交換機(jī)、打印機(jī)和不間斷電源等外圍附屬設(shè)備.

（2）北斗指揮機(jī)與車載北斗用戶機(jī)構(gòu)成監(jiān)控指揮網(wǎng)作為本系統(tǒng)的定位和通信鏈路。

（3）車輛監(jiān)控服務(wù)器與北斗指揮機(jī)相連，運(yùn)行監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)車輛報(bào)警監(jiān)控的所有功能。

在監(jiān)控大屏幕上顯示車輛監(jiān)控態(tài)勢圖。

（4）專用服務(wù)器與車輛監(jiān)控服務(wù)器組網(wǎng)連接，用來存儲車輛運(yùn)行當(dāng)前、歷史數(shù)據(jù)和各種與監(jiān)控相關(guān)的數(shù)據(jù)，并可通過交換機(jī)與其他監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)連接構(gòu)成級聯(lián)指揮監(jiān)控網(wǎng)，也可通過網(wǎng)絡(luò)異地監(jiān)控。

報(bào)警監(jiān)控中心監(jiān)控軟件主要提供如下功能：

車輛監(jiān)控：監(jiān)控中心操作員可任意選擇車輛發(fā)車監(jiān)控指令，該車進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，自動回傳位置、速度、油量等信息。

報(bào)警服務(wù)：實(shí)時(shí)接收車輛的布防、防劫、警戒、解除等信息，根據(jù)報(bào)警種類操作員進(jìn)行相應(yīng)的處理。

信息發(fā)布：給車載監(jiān)控終端發(fā)布中文信息。

GIS系統(tǒng)：提供基本GIS服務(wù)功能：地圖背景顯示、鷹眼顯示、地圖基本操作（放大、縮小、漫游、量算等）、車輛位置路徑匹配等。

遠(yuǎn)程控制：可以對車輛遠(yuǎn)程控制：打開、關(guān)閉車門鎖；斷油、斷電；布防、撤防等。

操作員管理：值班員、系統(tǒng)管理員和車載監(jiān)控終端管理系統(tǒng)，不同級別操作員擁有不同的權(quán)限，保證系統(tǒng)安全。

軌跡存儲與回放：存儲監(jiān)控目標(biāo)的軌跡和狀態(tài)信息，需要時(shí)可以在電子地圖上回放。

3結(jié)語

本文采用北斗一號導(dǎo)航定位系統(tǒng)作為定位與通信的紐帶，設(shè)計(jì)開發(fā)了車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，并解決了在開發(fā)中遇到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、地圖道路匹配等關(guān)鍵技術(shù)問題。

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（作者單位：中國石油天然氣管道通信電力工程有限公司）