在現(xiàn)代生產(chǎn)和運輸過程中，對物流車的監(jiān)控與管理是最重要的環(huán)節(jié)之一。本文在總結(jié)GPS配合電子地圖定位導(dǎo)航和GPS配合電子攝像頭定位導(dǎo)航的基礎(chǔ)上給出了基于Google Earth的GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的設(shè)計方案。該設(shè)計有效地實現(xiàn)了利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了車載GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了車聯(lián)網(wǎng)，大大地提高了行車效率。

導(dǎo)航定位的應(yīng)用非常廣泛，特別是在車載GPS導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域，導(dǎo)航定位的重要性得到了更大的體現(xiàn)。

導(dǎo)航定位的核心在于定位。實時性好、精度高是GPS導(dǎo)航定位的特點。現(xiàn)在流行的車載GPS導(dǎo)航定位方式主要以GPS配合電子地圖和GPS配合電子攝像頭的形式為主。這些方法有自己的優(yōu)勢，下面將對這些方法作比較詳細地分析，對這些方法的原理、特點、適用范圍作出歸納，在此基礎(chǔ)上提出基于Google Earth的GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的設(shè)計。

常用車載GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)原理

及特點

GPS配合電子地圖。GPS配合電子地圖的定位方法具有系統(tǒng)成本低、體積小、攜帶方便等優(yōu)勢，被廣泛地應(yīng)用于各類車型的導(dǎo)航定位系統(tǒng)中。但是，傳統(tǒng)的GPS配合電子地圖的方法，需要制作電子地圖，而中國正在實施大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)，交通道路和基礎(chǔ)設(shè)施時有更新，導(dǎo)致了電子地圖不是即時更新的，不能真實地反映道路的情況，容易造成誤導(dǎo)。

同時，在制作電子地圖時，需要進行坐標的轉(zhuǎn)換，還要進行地圖匹配的算法研究，加之在市場利益的驅(qū)使下盜版的電子地圖成風(fēng)，最終導(dǎo)致了定位精度嚴重受損。

GPS配合電子攝像頭。GPS配合電子攝像頭的定位方法利用攝像頭對車倉內(nèi)以及周圍的畫面進行實時抓拍，并將抓拍到的圖片在呈獻給司機的同時傳輸給監(jiān)控人員，具有實時性好等優(yōu)勢。

這種方法并不能很好的進行定位以及檢測車艙內(nèi)的環(huán)境，只可以對車輛周圍的景物進行實時抓拍，并且由于建設(shè)等原因，道路及基礎(chǔ)設(shè)施總在不停地變化，導(dǎo)致了沒有很好的電子地圖與抓拍的圖片進行匹配等，GPS配合電子攝像頭在保證了實時性以及添加新性能的同時犧牲了定位的精度。

基于Google Earth的GPS導(dǎo)航定位的原理

系統(tǒng)的框圖。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示

系統(tǒng)的原理。系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)采集兩大部分組成。監(jiān)控中心采用了通用的PC機，由監(jiān)控人員發(fā)送的命令經(jīng)Internet、GPRS無線傳輸給ARM處理器，由處理器對監(jiān)控中心發(fā)送來的命令進行判斷并決定何時傳輸采集信息給監(jiān)控中心；數(shù)據(jù)采集部分利用ARM處理器將GPS和DS18B20采集回來的信息進行運算與處理，再通過GPRS將經(jīng)處理器處理后的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)、Internet無線傳輸給監(jiān)控中心，同時將數(shù)據(jù)存放到PC機的Access數(shù)據(jù)庫中，并以Google Earth（GpsGoogleEarth）的形式呈獻給監(jiān)控人員。

硬件設(shè)計

GPS模塊設(shè)計。GPS模塊采用了HOLUX公司的M-87，M-87具有體積小、功耗低、定位準確以及實時更新數(shù)據(jù)速度快等特點，被廣泛地應(yīng)用于車載導(dǎo)航定位領(lǐng)域。M-87通過串口的通信方式與處理器進行數(shù)據(jù)的傳輸，并且由GPS測得的數(shù)據(jù)有$GPGGA、$GPGLL、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPMSS、$GPZDA等8種格式，在綜合考慮接收數(shù)據(jù)的種類和速率方面的因素，最終選擇了$GPRMC。

GPRS模塊設(shè)計。GPRS采用了華為公司的GTM900-C，這是一款工業(yè)級的無線通訊模塊。GPRS通過串口的通信方式與處理器進行數(shù)據(jù)的傳輸，同時通過GPRS網(wǎng)絡(luò)、基站、GPRS-Internet網(wǎng)關(guān)、Internet將由信息采集模塊采集到的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的PC機。

ARM模塊設(shè)計。基于ARM構(gòu)架的處理器采用了意法半導(dǎo)體公司的STM32F103RBT6，其電路的設(shè)計框圖如圖2所示

軟件設(shè)計

下位機軟件設(shè)計。下位機設(shè)計的流程主要是利用ARM處理器對GPS、溫度傳感器采集到的信息進行讀取與處理，再通過向GPRS發(fā)送AT命令進行數(shù)據(jù)的傳輸，軟件設(shè)計的流程圖如圖3所示

上位機軟件設(shè)計。上位機編寫的基于Google Earth的軟件GpsGoogleEarth實現(xiàn)了利用內(nèi)嵌Google Earth的方式進行衛(wèi)星定位，同時將數(shù)據(jù)存儲到PC機的數(shù)據(jù)庫中。軟件設(shè)計的流程圖如圖4所示。

基于Google Earth的軟件GpsGoogleEarth實現(xiàn)后的界面如圖5所示

本文首先介紹了車載GPS車載導(dǎo)航定位頻領(lǐng)域的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有的一些導(dǎo)航定位的方法進行了比較全面的分析，在此基礎(chǔ)上，給出了基于Google Earth的車載導(dǎo)GPS航定位系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)有效地解決了精準的實時定位與電子地圖進行匹配之間的矛盾，并且具有很高的定位精度與定位速度，有效地實現(xiàn)了由監(jiān)控中心遠程對車輛的位置以及車艙內(nèi)的環(huán)境進行實時地監(jiān)控。

（作者單位：黑龍江工程學(xué)院

電氣與信息工程學(xué)院）

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