基于GPS车辆实时监控系统的设计

2011-09-29 14:53:23 来源:互联网-电子工程世界责任编辑: liuzhenzhen 收藏本文

　　基于通用分组无线服务技术(GPRS)、全球卫星定位系统(GPS)、AJAX和Oracle，应用Google Maps API设计出了一套车辆实时监控系统。该系统具有对车辆实时监控、调度管理、限制行使区域、超速报警提醒等功能。与目前市场上出现的车辆管理系统相比，该系统具有适用范围广，稳定性好，灵活，可移植性强以及易操作等优点，具有较好的应用前景。

　　引言

　　GPS全球定位系统是美国在1994年建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。英国产业分析机构预测在2008-2013年，定位产业的年复合成长率为21．2％，将会成为Google、微软、诺基亚等公司未来产品的关键功能。本文基于GPS全球定位系统以及Google Maps API设计了一套车辆调度管理系统。公司管理人员可以通过该管理系统平台对车辆进行实时监控、调度管理以及人员管理，从而对车队进行有效的监控，提高了人车安全系数，增加了企业利润收入，降低交通拥堵几率，为社会提供更高水平的服务。该系统与以GIS，Google earth为平台进行二次开发的系统相比，有着开发流程简便，可移植性强等优点。只要拥有一台装有Web浏览器能联网的电脑，用户就可以通过本系统对车辆进行实时监控。

　　1 系统的工作原理

　　本系统通过GPS进行车辆导航，即应用GPS定位技术获取车辆所在地的经度和纬度坐标、行驶车速、时间等相关信息。GPS接收模块默认为每秒输出一次定位数据，用户通过设置主控器使其每隔一定时间向服务器发送一次数据。ARM CortexTM-M3为高级的32位微处理器内核，其任务是负责读取GPS的定位信息，由GPRS模块通过移动通信GPRS网络传送到服务器中，服务器端程序将车辆所在的位置和行走的轨迹绘制在Google地图上。

　　服务器端主要分为前台实时监控模块和基于Web的后台监控管理模块。前台实时监控模块主要采用TCP／IP协议与车载终端进行通信，解析和自定义编码各种通信协议，管理和维护车载终端日常的运行情况。基于Web的后台监控管理模块主要采用PHP+Ora-tie，JavaScript及XML技术，采用自顶向下的思想构建关系数据库模型，结合Google Maps API提供的相当便捷的AJAX技术获取查询结果，这样做一方面减少了流量，另一方面使得网页实现了局部自动更新的功能，提高了用户体验速度。

　　2 车辆实时监控系统的结构和功能设计

　　本系统可以实现车辆管理、用户管理、数据统计、定位监控、行驶区域限制、数据备份和数据恢复等功能。

　　车辆管理功能通过搜索设备名称和日期，可从数据库中查询当天车辆的详细信息，包括车牌号、车载电话号码、车辆种类、司机信息及汽车运行状态，从而达到对车辆的实时监控和管理的目的。

　　用户管理功能不同级别的用户可以拥有不同的权限对车辆进行管理和操作，这些权限可以由管理员在网站后台进行相应的设置。

　　数据统计功能包括报警统计、超速行驶统计两个功能。报警统计将车辆每次报警的信息，包括报警时间、报警地点都记录在数据库当中。同样，超速行驶统计也将车辆每次超速行驶的信息都记录在数据库中(把车辆速度大于120 km／h的视为超速行驶)，用户在输入查询日期时，就可以查询到当天的报警信息、超速信息的相关统计。

　　定位监控功能车载终端固定间隔自动将定位数据回传，通过GLatLng()函数把车载终端定位至Google地图上，采用Google Maps API提供的Gmarker()地标函数把车载终端的定位信息显示在地图上，这样即可实现对车辆的实时定位，其所定位的信息包括经度、纬度、车辆信息和行驶状态等。

　　行驶区域限制功能行驶区域限制需要预先设置车辆的行驶区域，当车辆超越行驶区域时，系统将以报警提示的方式提醒相应公司管理人员。

　　数据备份和恢复功能一旦不慎丢失或损坏数据库里的信息，可以重新导入备份好的后缀名为．Sql的文件，数据即可恢复到原始状态。

　　3 服务器端关键技术的设计与实现

　　3．1 计算行车路程的方法

　　系统可以利用Google Maps API计算行车总路程。首先假设地球作为一个完美的球体，半径为常量R=6 378．137 km。计算球面两点间弧长的算法为半径*弧度，而弧度可以从两点间的经纬度算出。此时，可以利用Google Maps API提供的四个类方法推算出行车路程。它们分别为返回角度值纬度Glatlng．lat()函数、返回角度值经度Glatlng．lng()函数、返回弧度值纬度Glatlng．latRadians()函数和返回弧度值精度Glatlng．lngRadians()函数。