車載GPS/GPRS/CDMA系統新方案
隨著我國經濟改革的不斷深入和市場經濟體制的逐步建立，公路建設、道路運輸等各項交通事業正在跨越式地向前發展，為了實現進一步管理好運輸市場，保證運輸安全等一系列目標，各級交通部門正在積極推行“智能交通”：即通過運用先進的信息、通信、控制等高新技術對傳統運輸系統進行改造而形成的一種信息化、智能化、社會化的新型交通運輸。
在(zai)長途(tu)班車、旅游客車、危險品運(yun)(yun)輸(shu)車輛(liang)上安裝車載(zai)GPS衛星定位系統(tong)(tong)后，通過中(zhong)心監(jian)(jian)控系統(tong)(tong)可以對車輛(liang)進行實時監(jian)(jian)控，對管(guan)理部(bu)門(men)監(jian)(jian)督駕駛員超速行車、疲勞(lao)駕駛、提高(gao)運(yun)(yun)輸(shu)生(sheng)產(chan)組織(zhi)水(shui)平等具(ju)有(you)積極(ji)的(de)(de)(de)輔助管(guan)理作(zuo)用；同時監(jian)(jian)控中(zhong)心可對與正(zheng)處于超速、拋錨(mao)等情況的(de)(de)(de)長途(tu)營運(yun)(yun)車實施報警功能(neng)，從(cong)而降低交通事故(gu)的(de)(de)(de)發生(sheng)率，提高(gao)運(yun)(yun)輸(shu)安全生(sheng)產(chan)具(ju)有(you)積極(ji)的(de)(de)(de)意義。目前車載(zai)GPS系統(tong)(tong)已被相關管(guan)理部(bu)門(men)和企(qi)業(ye)所認識并正(zheng)在(zai)積極(ji)推廣應用中(zhong)。
研究(jiu)所是一家專業從事VOIP及無(wu)線數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)(xin)(xin)的高科技(ji)研究(jiu)所，本所已經向市場推(tui)出一系(xi)列GPRS無(wu)線通(tong)信(xin)(xin)(xin)產品，結合(he)(he)最新的車(che)載(zai)(zai)GPS技(ji)術，推(tui)出了新一代全IP網絡車(che)載(zai)(zai)GPS監控(kong)傳輸系(xi)統，創新地(di)使用GPRS的TCP/IP數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)(xin)(xin)加(jia)短(duan)信(xin)(xin)(xin)備份取代了過去完(wan)全靠(kao)短(duan)信(xin)(xin)(xin)來(lai)傳送數(shu)據(ju)的通(tong)信(xin)(xin)(xin)方式，具有(you)較高的綜(zong)合(he)(he)性能(neng)價格比。
現有車載GPS短信系統(tong)分析
現(xian)有車(che)載GPS短(duan)信系(xi)統通(tong)信主(zhu)要采用GSM 短(duan)信方式來實現(xian)，其(qi)典型(xing)應(ying)用如下(xia)：
1.現有GPS短信方(fang)案技(ji)術特點
車載GPS信息(xi)機對GPS設備實時采集(ji)的汽車的位(wei)置信息(xi)進行收集(ji)和運算處理。
車(che)載GPS信(xin)(xin)息機(ji)對處理后的(de)信(xin)(xin)息定(ding)時(shi)以(yi)短信(xin)(xin)發送給運管(guan)監控中心相應的(de)SP或者指定(ding)手(shou)機(ji)號碼(ma)。
運(yun)管監控中(zhong)心通過SP或指定手(shou)機號碼接收相應的車載GPS信息。
特殊情況下(xia)，運管監控中心通過SP或指定手(shou)機號碼直接發送短信(xin)控制(zhi)車載(zai)GPS系統，如(ru)告警或強制(zhi)熄火等。
2.現有GPS短信(xin)方案缺點
傳送(song)(song)時(shi)間(jian)不確定(ding)：因為短信(xin)采用信(xin)道(dao)命令時(shi)隙來傳送(song)(song)，沒有專門的數據(ju)通道(dao)，所以在(zai)命令時(shi)隙出現繁忙時(shi)候(hou)就(jiu)容易出現數據(ju)傳送(song)(song)延遲(chi)或(huo)丟失的情(qing)況。
信道容量有限：一條短信最多(duo)能(neng)傳送140 個有效字節，不能(neng)全面(mian)及時地反映車輛的實時信息。
通信費(fei)用昂(ang)貴：基(ji)本(ben)按照收發的總條數來計算。
可擴(kuo)展(zhan)(zhan)性差：以SMS為主要通信鏈(lian)路，受(shou)鏈(lian)路帶寬(kuan)的影(ying)響，無(wu)法進一(yi)步擴(kuo)展(zhan)(zhan)將來(lai)的其它數據傳輸業(ye)務(wu)。如車輛運行中的圖像監控等。
盡管車載GPS監控(kong)系統有(you)利(li)于交通部門實現交通管理智能(neng)化(hua)，但目前短信方式的綜合性能(neng)較差(cha)從而阻礙了該系統的全面(mian)推廣。
GPRS發展現(xian)狀(zhuang)及(ji)技(ji)術分析
GPRS(General Packet Radio Service通(tong)(tong)用(yong)分(fen)組(zu)無線(xian)業(ye)務)是在(zai)(zai)(zai)現(xian)有(you)(you)GSM網絡上發展出來的(de)一(yi)種新的(de)分(fen)組(zu)交(jiao)換(huan)數據應(ying)用(yong)業(ye)務。GPRS是全球移(yi)動(dong)(dong)通(tong)(tong)信網絡技(ji)術向(xiang)第三代移(yi)動(dong)(dong)通(tong)(tong)信(3G)演進(jin)的(de)主流技(ji)術和重要里程碑，被稱為2.5 代移(yi)動(dong)(dong)通(tong)(tong)信。與傳統的(de)GSM電(dian)路撥號交(jiao)換(huan)相(xiang)比，GPRS在(zai)(zai)(zai)資源(yuan)利用(yong)效率、交(jiao)換(huan)容量和性能上都(dou)有(you)(you)一(yi)個質的(de)飛躍。GPRS拋(pao)棄了傳統的(de)獨占電(dian)路交(jiao)換(huan)模式(shi)(shi)，采用(yong)分(fen)組(zu)交(jiao)換(huan)技(ji)術，每個用(yong)戶可同時占用(yong)多(duo)個無線(xian)信道，同一(yi)無線(xian)信道又可以由多(duo)個用(yong)戶共享(xiang)，有(you)(you)效地利用(yong)了信道資源(yuan)，帶寬(kuan)最(zui)高可達(da)(da)171.2Kb/s。目前(qian)中國移(yi)動(dong)(dong)的(de)GPRS覆蓋范(fan)圍在(zai)(zai)(zai)中心城市幾乎達(da)(da)到(dao)了100%，在(zai)(zai)(zai)邊遠地區(qu)也達(da)(da)到(dao)了80%以上，實際應(ying)用(yong)帶寬(kuan)大約在(zai)(zai)(zai)20-40Kb/s，特別適合像金融交(jiao)易(yi)、遠程監(jian)測等行(xing)業(ye)各種中、低(di)速率的(de)突發通(tong)(tong)信需求，完全取(qu)代過去傳統的(de)有(you)(you)線(xian)MODEM、X.25、數傳電(dian)臺(tai)、短(duan)信等通(tong)(tong)信方(fang)式(shi)(shi)。
GPRS采(cai)用TCP/IP 協議(yi)，非常(chang)容易和現有INTERNET 技術(shu)及應(ying)用平臺(tai)整合(he)，將使各(ge)種IP技術(shu)與服務(wu)同移動通(tong)(tong)信技術(shu)相結合(he)，為客(ke)戶提(ti)供各(ge)種高(gao)速高(gao)質的(de)移車(che)載動數據通(tong)(tong)信業務(wu)。
GPRS數據傳輸的優點
(1) 移動通信：GPRS無線通信打破了過去有線通信的固定位置限制，可根據業務需要隨時增減數據傳輸點，極大地拓展了通信的領域。
(2) 費用低廉：GPRS網絡按照客戶收發數據包的數據流量來收費，而不是采用SMS的按短信條數的方式收費，極大地降低了通信使用費用。以GPS監控系統為例，同樣的一筆業務，其通信費用約為過去的1/5~1/8，具有較強的成本競爭能力和市場推廣性。目前中國移動還推出了包年900.00元不計流量的優惠政策。
(3) 永遠在線：客戶隨時都與網絡保持聯系，即使沒有數據傳送時,客戶仍然在網上與網絡之間還保持一種連接。
(4) 快速登錄：連接時間很快。GPRS無線終端一開機，就已經與GPRS網絡建立了連接，每次登錄網絡，只需要一個激活過程，一般僅需1到3秒。
;(5) 高速傳輸：由于GPRS網絡采取了先進的分組交換技術，數據傳輸最高理論值可達171.2kb/s。實際使用中一般能達到20～40 kb/s。
(6) 組網靈活：中國移動的GPRS網絡覆蓋面廣，可在全國漫游而不增加額外費用，特別適合中小用戶以低成本方式在短時間內組建自己的跨區域性數據網絡。
(7) 信道保障：GPRS通信鏈路由中國移動這樣的專業運營商維護，在出現通信鏈路中斷的情況下能得到及時搶修，免除通信鏈路維護的后顧之憂。
(8) 防雷擊：GPRS采用小功率短天線，不需要室外架設大天線，克服了有線傳輸設備和無線電臺容易被雷擊而損壞和中斷通信的情況。
GPRS無線數據通信產品簡介
GPRS/CDMA專用(yong)數據(ju)終端是一款集(ji)數據(ju)采(cai)集(ji)、分析(xi)與(yu)處(chu)理功能，GPRSMODEM 傳輸功能和(he)TCP/IP網絡功能于(yu)一體(ti)的(de)(de)新型無線(xian)移動(dong)通信網絡設備。實現(xian)(xian)了完整的(de)(de)PPP協議及上層TCP/IP 協議，使(shi)非(fei)IP系(xi)統(tong)可(ke)以通過(guo)簡單的(de)(de)串口通信實現(xian)(xian)Internet和(he)Intranet接入(ru)。
主(zhu)要功能(neng)：
數據(ju)的(de)分(fen)析與(yu)處理：可按業務數據(ju)采集設備要求進(jin)行計算與(yu)處理；如GPS定位信息的(de)加權平均計算等(deng)。
無線IP 傳輸功能：GPRS/CDMA專用數(shu)據(ju)終端(duan)內嵌(qian)完整TCP/IP協議棧，可以將數(shu)據(ju)封裝(zhuang)成(cheng)IP幀(zhen)，然后通過無線模塊傳送到GPRS網(wang)絡上(shang)。而大多數(shu)傳統(tong)數(shu)據(ju)終端(duan)設(she)備（如GPS設(she)備）一般(ban)不具(ju)有IP功能，通過GPRS/CDMA專用數(shu)據(ju)終端(duan)，能輕松聯網(wang)。
短(duan)(duan)信備份(fen)功能：利用GSM 網(wang)絡短(duan)(duan)信通道作為GPRS網(wang)絡鏈(lian)路(lu)(lu)的備份(fen)鏈(lian)路(lu)(lu)。可(ke)(ke)以在GPRS網(wang)絡鏈(lian)路(lu)(lu)出現故障時，自動切換到(dao)短(duan)(duan)消息備份(fen)鏈(lian)路(lu)(lu)，有效保證了關鍵信息的可(ke)(ke)靠傳輸。
管(guan)理界面友好(hao)：通(tong)過內(nei)嵌的WebServer 進行(xing)配置(zhi)管(guan)理，非常(chang)直觀，操作簡單、方便，支持遠(yuan)程維(wei)護，根據管(guan)理權限(xian)可實現遠(yuan)程配置(zhi)、遠(yuan)程升級和重啟動。
車載GPS系統GPRS新(xin)方案
深入分析現有(you)(you)車載(zai)(zai)GPS短信(xin)(xin)系(xi)(xi)統(tong)，我(wo)們認為一種組(zu)網方便、性價比(bi)高、隨時(shi)(shi)在(zai)(zai)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)、穩定的(de)(de)(de)(de)(de)通信(xin)(xin)方式，可有(you)(you)效解決車載(zai)(zai)GPS監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)在(zai)(zai)通訊(xun)傳(chuan)輸(shu)(shu)中(zhong)龐(pang)大費(fei)用等問題，是車載(zai)(zai)GPS監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)在(zai)(zai)運輸(shu)(shu)行業(ye)中(zhong)普遍推(tui)廣(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)必要手段。而現在(zai)(zai)中(zhong)國移動的(de)(de)(de)(de)(de)GPRS網絡正是滿足這一需求的(de)(de)(de)(de)(de)新興通信(xin)(xin)方式，同時(shi)(shi)以原有(you)(you)SMS為備份鏈(lian)路，完(wan)全可以保證GPS監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)數據傳(chuan)輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)實時(shi)(shi)性與可靠性，同時(shi)(shi)在(zai)(zai)性能和價格方面均有(you)(you)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)飛躍(yue)。其組(zu)網方式如下：
主要(yao)特點
通(tong)訊費用(yong)低：車載GPS監控系統的(de)通(tong)信特點是具有(you)突(tu)發性，但數據量小，對采用(yong)按(an)流(liu)量計(ji)費的(de)GPRS非(fei)常有(you)優(you)勢。以(yi)一次GPS信息
傳輸為(wei)(wei)例，采(cai)用(yong)短消息方式最低(di)費用(yong)為(wei)(wei)0.10 元/條。而(er)采(cai)用(yong)GPRS方式，費用(yong)降低(di)為(wei)(wei)1～2 分錢，降低(di)了80%以上，非常具有成本優勢(shi)。
數據(ju)傳輸效(xiao)(xiao)率(lv)高： GPRS是一種(zhong)新(xin)型(xing)移動(dong)數據(ju)通信業務，給移動(dong)用(yong)戶提供高速(su)無(wu)線IP 服(fu)務。GPS設備(bei)采集(ji)的(de)位置信息(xi)經過分(fen)析處(chu)理后，封(feng)裝在IP報文(wen)中進行(xing)傳輸，其(qi)最大數據(ju)傳輸效(xiao)(xiao)率(lv)>90%。
強(qiang)有利的安(an)全措施(shi)：GPRS網(wang)絡采用GSM 的多種物理(li)信道(dao)加密方式，同時在應(ying)用層，還提供中心專線接入、專用APN 等安(an)全措施(shi)，可完全滿足運輸管理(li)系統對安(an)全的擴展性要(yao)求。
可(ke)擴展性強：可(ke)根據(ju)將(jiang)來(lai)業(ye)務的需要在GPRS上(shang)增(zeng)加(jia)新的監控內容，如增(zeng)加(jia)圖像(xiang)傳送等等。
可選短信(xin)備份(fen)：在GPRS不(bu)通的(de)(de)情況下，可以(yi)通過(guo)傳統的(de)(de)短信(xin)備份(fen)方(fang)式來(lai)保(bao)證關鍵信(xin)息的(de)(de)傳送(song)。
2.數據中心簡介
運管(guan)監控中心接入Internet。GPRS網絡通(tong)過移動局GGSN接入Internet，從(cong)而實(shi)現GPS監控系統與數據中心的組(zu)網通(tong)信(xin)。
監(jian)控中心可采用(yong)ADSL 或PSTN、專線等(deng)通(tong)信模(mo)式接通(tong)INTERNET。用(yong)戶可以根(gen)據需求(qiu)及費用(yong)問題靈活選擇。
3.車(che)載GPS系(xi)統(tong)簡(jian)介
車載GPS系統包(bao)括GPS定位儀(yi)及(ji)GPRS/CDMA專用數據終端(duan)。GPS定位儀(yi)與GPRS/CDMA專用數據終端(duan)間通過串(chuan)口聯連(lian)。
GPS儀器通過衛(wei)星定位系(xi)統采集位置坐標信(xin)息；
GPS儀器將位置信息通過串口傳送到GPRS/CDMA專用數據終(zhong)端；
GPRS/CDMA專(zhuan)用數據終(zhong)端(duan) 完成對坐標信(xin)息的分(fen)析與處理；
GPRS/CDMA專用數(shu)據(ju)終(zhong)端 將處理后的串(chuan)口數(shu)據(ju)以TCP/UDP 數(shu)據(ju)幀發送到GPRS網絡。