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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,爲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。

  在長途班車、旅遊客車、危險品運輸車輛上安裝車載GPS衛星定位系統後,通過中心監控系統可以對車輛進行實時監控,對管理部門監督駕駛員超速行車、疲勞駕駛、提高運輸生産組織水平等具有積極的輔助管理作用;同時監控中心可對與正處于超速、抛錨等情況的長途營運車實施報警功能,從而降低交通事故的發生率,提高運輸安全生産具有積極的意義。目前車載GPS系統已被相關管理部門和企業所認識並正在積極推廣應用中。

  研究所是一家專業從事VOIP及無線數據通信的高科技研究所,本所已經向市場推出一系列GPRS無線通信産品,結合最新的車載GPS技術,推出了新一代全IP網絡車載GPS監控傳輸系統,創新地使用GPRS的TCP/IP數據通信加短信備份取代了過去完全靠短信來傳送數據的通信方式,具有較高的綜合性能價格比。

  現有車載GPS短信系統分析 

  現有車載GPS短信系統通信主要采用GSM 短信方式來實現,其典型應用如下:

  1.現有GPS短信方案技術特點

    車載GPS信息機對GPS設備實時采集的汽車的位置信息進行收集和運算處理。

    車載GPS信息機對處理後的信息定時以短信發送給運管監控中心相應的SP或者指定手機號碼。

    運管監控中心通過SP或指定手機號碼接收相應的車載GPS信息。

    特殊情況下,運管監控中心通過SP或指定手機號碼直接發送短信控制車載GPS系統,如告警或強制熄火等。

  2.現有GPS短信方案缺點

    傳送時間不確定:因爲短信采用信道命令時隙來傳送,沒有專門的數據通道,所以在命令時隙出現繁忙時候就容易出現數據傳送延遲或丟失的情況。

    信道容量有限:一條短信最多能傳送140 個有效字節,不能全面及時地反映車輛的實時信息。

    通信費用昂貴:基本按照收發的總條數來計算。

    可擴展性差:以SMS爲主要通信鏈路,受鏈路帶寬的影響,無法進一步擴展將來的其它數據傳輸業務。如車輛運行中的圖像監控等。

    盡管車載GPS監控系統有利于交通部門實現交通管理智能化,但目前短信方式的綜合性能較差從而阻礙了該系統的全面推廣。

  GPRS發展現狀及技術分析

    GPRS(General Packet Radio Service通用分組無線業務)是在現有GSM網絡上發展出來的一種新的分組交換數據應用業務。GPRS是全球移動通信網絡技術向第三代移動通信(3G)演進的主流技術和重要裏程碑,被稱爲2.5 代移動通信。與傳統的GSM電路撥號交換相比,GPRS在資源利用效率、交換容量和性能上都有一個質的飛躍。GPRS抛棄了傳統的獨占電路交換模式,采用分組交換技術,每個用戶可同時占用多個無線信道,同一無線信道又可以由多個用戶共享,有效地利用了信道資源,帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋範圍在中心城市幾乎達到了100%,在邊遠地區也達到了80%以上,實際應用帶寬大約在20-40Kb/s,特別適合像金融交易、遠程監測等行業各種中、低速率的突發通信需求,完全取代過去傳統的有線MODEM、X.25、數傳電台、短信等通信方式。

    GPRS采用TCP/IP 協議,非常容易和現有INTERNET 技術及應用平台整合,將使各種IP技術與服務同移動通信技術相結合,爲客戶提供各種高速高質的移車載動數據通信業務。

   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監控系統爲例,同樣的一筆業務,其通信費用約爲過去的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,可在全國漫遊而不增加額外費用,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後顧之憂。
    (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台容易被雷擊而損壞和中斷通信的情況。

  GPRS無線數據通信産品簡介

  GPRS/CDMA專用數據終端是一款集數據采集、分析與處理功能,GPRSMODEM 傳輸功能和TCP/IP網絡功能于一體的新型無線移動通信網絡設備。實現了完整的PPP協議及上層TCP/IP 協議,使非IP系統可以通過簡單的串口通信實現Internet和Intranet接入。

  主要功能:

  數據的分析與處理:可按業務數據采集設備要求進行計算與處理;如GPS定位信息的加權平均計算等。

  無線IP 傳輸功能:GPRS/CDMA專用數據終端內嵌完整TCP/IP協議棧,可以將數據封裝成IP幀,然後通過無線模塊傳送到GPRS網絡上。而大多數傳統數據終端設備(如GPS設備)一般不具有IP功能,通過GPRS/CDMA專用數據終端,能輕松聯網。

  短信備份功能:利用GSM 網絡短信通道作爲GPRS網絡鏈路的備份鏈路。可以在GPRS網絡鏈路出現故障時,自動切換到短消息備份鏈路,有效保證了關鍵信息的可靠傳輸。

  管理界面友好:通過內嵌的WebServer 進行配置管理,非常直觀,操作簡單、方便,支持遠程維護,根據管理權限可實現遠程配置、遠程升級和重啓動。

  車載GPS系統GPRS新方案

  深入分析現有車載GPS短信系統,我們認爲一種組網方便、性價比高、隨時在線的、穩定的通信方式,可有效解決車載GPS監控系統在通訊傳輸中龐大費用等問題,是車載GPS監控系統在運輸行業中普遍推廣的必要手段。而現在中國移動的GPRS網絡正是滿足這一需求的新興通信方式,同時以原有SMS爲備份鏈路,完全可以保證GPS監控系統數據傳輸的實時性與可靠性,同時在性能和價格方面均有質的飛躍。其組網方式如下:

  主要特點

  通訊費用低:車載GPS監控系統的通信特點是具有突發性,但數據量小,對采用按流量計費的GPRS非常有優勢。以一次GPS信息

  傳輸爲例,采用短消息方式最低費用爲0.10 元/條。而采用GPRS方式,費用降低爲1~2 分錢,降低了80%以上,非常具有成本優勢。

  數據傳輸效率高: GPRS是一種新型移動數據通信業務,給移動用戶提供高速無線IP 服務。GPS設備采集的位置信息經過分析處理後,封裝在IP報文中進行傳輸,其最大數據傳輸效率>90%。

  強有利的安全措施:GPRS網絡采用GSM 的多種物理信道加密方式,同時在應用層,還提供中心專線接入、專用APN 等安全措施,可完全滿足運輸管理系統對安全的擴展性要求。

  可擴展性強:可根據將來業務的需要在GPRS上增加新的監控內容,如增加圖像傳送等等。

  可選短信備份:在GPRS不通的情況下,可以通過傳統的短信備份方式來保證關鍵信息的傳送。

  2.數據中心簡介

   運管監控中心接入Internet。GPRS網絡通過移動局GGSN接入Internet,從而實現GPS監控系統與數據中心的組網通信。

   監控中心可采用ADSL 或PSTN、專線等通信模式接通INTERNET。用戶可以根據需求及費用問題靈活選擇。

  3.車載GPS系統簡介

   車載GPS系統包括GPS定位儀及GPRS/CDMA專用數據終端。GPS定位儀與GPRS/CDMA專用數據終端間通過串口聯連。

   GPS儀器通過衛星定位系統采集位置坐標信息;

   GPS儀器將位置信息通過串口傳送到GPRS/CDMA專用數據終端;

   GPRS/CDMA專用數據終端 完成對坐標信息的分析與處理;

   GPRS/CDMA專用數據終端 將處理後的串口數據以TCP/UDP 數據幀發送到GPRS網絡。


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