武夢迪,吳 斌,蔣和松,郭明明

(重慶西南科技大學(xué),621000)

基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)

武夢迪,吳 斌,蔣和松,郭明明

(重慶西南科技大學(xué),621000)

針對我國現(xiàn)階段普遍使用的基于GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計了一套基于我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)相比，其在安全性、保密性、自主度等方面更加卓越。實踐表明：我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在PC-Android這一套體系中可以充分體現(xiàn)其優(yōu)越性，同時系統(tǒng)特別設(shè)計了歷史路徑查詢和借出車輛跟蹤功能，在內(nèi)部車輛統(tǒng)一管理與監(jiān)控方面取得了顯著的成果。

北斗衛(wèi)星；安卓；導(dǎo)航；車輛監(jiān)控；報文

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年來基于GPS的衛(wèi)星車輛監(jiān)控系統(tǒng)日益普及。文獻(xiàn)[9-11]提出了基于Android移動客戶端的嵌入式車載導(dǎo)航系統(tǒng)，在車載導(dǎo)航方面創(chuàng)新性的嵌入到Android系統(tǒng)中，利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)車輛導(dǎo)航與監(jiān)控。本文提出了使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用了我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并利用當(dāng)前先進(jìn)的通信技術(shù)、計算機技術(shù)對車輛進(jìn)行監(jiān)控。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理

1.1 數(shù)據(jù)報文格式

北斗&GPS雙系統(tǒng)芯片獲取的數(shù)據(jù)報文主要有：GGA、GLL、GSA、GSV、RMC等種格式，其中$GN開頭的為北斗&GPS雙模獲取的數(shù)據(jù)，如：$GNGGA、$GNGLL、$GNRMC、$GNVTG。例：$GNRMC：

1.2 經(jīng)緯度算法

1) 直接獲取類型

因NMEA 語句中的經(jīng)緯度信息為NMEA0183 經(jīng)緯度格式輸出，而部分后臺地圖通常使用以“度”“分”的經(jīng)緯度坐標(biāo)來實現(xiàn)定位標(biāo)注。

表1 報文字典及其含義

2) 三星定位類型：例，$GPGSV。

表2 三星定位類型下的報文數(shù)據(jù)格式及含義

從中獲得三組數(shù)據(jù)分別為：A：80、295；B：53、322；C22、205，分別為三顆定位衛(wèi)星的仰角和方向角，通過高等數(shù)學(xué)的相關(guān)公式即可求得經(jīng)緯度。

2 基于北斗的車輛監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3所示為基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從途中可以看出，衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)傳輸給地面衛(wèi)星接收端，北斗&GPS二合一芯片接收衛(wèi)星地面接收段發(fā)出的信號，并通過USA-串口的傳輸方式傳送給Android測試板，測試板通過HTTPPOST協(xié)議傳輸?shù)絇C服務(wù)器端，在服務(wù)器端有后臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與計算。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 數(shù)據(jù)流程

圖4所示為系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收部分的數(shù)據(jù)流圖，由Android客戶端發(fā)出定位請求，傳給北斗&GPS二合一芯片，芯片將請求發(fā)給衛(wèi)星地面接收端，地面接收端向衛(wèi)星提出定位請求，衛(wèi)星獲取定位請求后進(jìn)行定位，并將定位原始數(shù)據(jù)傳輸給衛(wèi)星地面接收端。

圖4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收部分流程圖

圖5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理部分流程圖

圖5 所示為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理部分流程圖，Android客戶端對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與提取，并存儲有用信息，并將定位信息通過http-post協(xié)議傳送給PC服務(wù)器端。

3 系統(tǒng)實施與結(jié)果分析

PC服務(wù)器端主要有顯示監(jiān)控車輛位置信息、運行信息，管理員及會員登錄等功能，對單個監(jiān)控對象可以進(jìn)行詳細(xì)信息讀取，如圖6即為系統(tǒng)PC端實施圖，設(shè)備416221的運行軌跡，速度，當(dāng)前行駛方向等信息。圖7所示為系統(tǒng)Android客戶端實施圖，Android客戶端應(yīng)用程序可以顯示當(dāng)前路況信息，其中粗線路段表示車流量較大，細(xì)線表示車流量較小，系統(tǒng)推薦路線喂帶箭頭路線，以便選擇暢通路徑和跟蹤目標(biāo)車輛。

圖6 PC服務(wù)器端實施圖

圖7 Android客戶端實施圖

4 結(jié)語

本文利用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，設(shè)計了基于Android客戶端的車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了對目標(biāo)車輛的詳細(xì)信息讀取，歷史路徑查看，當(dāng)前車輛跟蹤等功能，相比當(dāng)前廣泛引用的大部分導(dǎo)航系統(tǒng)，更適用于內(nèi)部車輛管理，可以實現(xiàn)對借出車輛的詳細(xì)使用信息的監(jiān)控。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)在PCAndroid這一套體系下可以良好的實現(xiàn)其功能，充分利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對車輛實施監(jiān)控。

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武夢迪：女，研究生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)；

吳斌：男，博士，研究方向：人工智能與應(yīng)用；

蔣和松：男，研究生，研究方向：移動互聯(lián)網(wǎng)及智能學(xué)習(xí)。

郭明明：男，本科生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)；

Design of Vehicle monitoring system based on BeiDou Navigation Satellite System

Wu Mengdi,Wu Bin,Jiang Hesong,Guo Mingming
(Chongqing: Southwest University of Science and Technology,621000)

The vehicle monitoring system based on GPS is commonly used in China at present stage, is designed based on the vehicle monitoring system of Beidou satellite navigation system developed by China independently.Compared with the traditional GPS vehicle monitoring system,the security, confidentiality,autonomy and other aspects of more outstanding.Practice shows that:the Beidou satellite navigation system developed by China independently can fully reflect its superiority in the PC-Android this set of system,and the systemspecially designed track historical path query and lending vehicle,has made remarkable achievements in the internal unified vehicle management andmonitoring.

beidou navigation satellite system;android;navigation;vehicle monitoring;packets

TN919.5

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