基于北斗卫星导航的车辆监控系统

武梦迪,吴 斌,蒋和松,郭明明

(重庆西南科技大学,621000)

基于北斗卫星导航的车辆监控系统

武梦迪,吴 斌,蒋和松,郭明明

(重庆西南科技大学,621000)

针对我国现阶段普遍使用的基于GPS的车辆监控系统，设计了一套基于我国自主研发的北斗卫星导航系统的车辆监控系统。与传统的GPS车辆监控系统相比，其在安全性、保密性、自主度等方面更加卓越。实践表明：我国自主研发的北斗卫星导航系统在PC-Android这一套体系中可以充分体现其优越性，同时系统特别设计了历史路径查询和借出车辆跟踪功能，在内部车辆统一管理与监控方面取得了显著的成果。

北斗卫星；安卓；导航；车辆监控；报文

0 引言

随着社会经济的发展，近年来基于GPS的卫星车辆监控系统日益普及。文献[9-11]提出了基于Android移动客户端的嵌入式车载导航系统，在车载导航方面创新性的嵌入到Android系统中，利用GPS卫星导航技术实现车辆导航与监控。本文提出了使用北斗卫星导航系统的车辆监控系统，充分利用了我国自主研发的卫星导航系统，并利用当前先进的通信技术、计算机技术对车辆进行监控。

1 北斗卫星导航系统工作原理

1.1 数据报文格式

北斗&GPS双系统芯片获取的数据报文主要有：GGA、GLL、GSA、GSV、RMC等种格式，其中$GN开头的为北斗&GPS双模获取的数据，如：$GNGGA、$GNGLL、$GNRMC、$GNVTG。例：$GNRMC：

1.2 经纬度算法

1) 直接获取类型

因NMEA 语句中的经纬度信息为NMEA0183 经纬度格式输出，而部分后台地图通常使用以“度”“分”的经纬度坐标来实现定位标注。

表1 报文字典及其含义

2) 三星定位类型：例，$GPGSV。

表2 三星定位类型下的报文数据格式及含义

从中获得三组数据分别为：A：80、295；B：53、322；C22、205，分别为三颗定位卫星的仰角和方向角，通过高等数学的相关公式即可求得经纬度。

2 基于北斗的车辆监控系统

2.1 系统结构

图3所示为基于北斗卫星导航系统的车辆监控系统的系统结构图，从途中可以看出，卫星获取数据传输给地面卫星接收端，北斗&GPS二合一芯片接收卫星地面接收段发出的信号，并通过USA-串口的传输方式传送给Android测试板，测试板通过HTTPPOST协议传输到PC服务器端，在服务器端有后台数据库进行数据存储与计算。

图3 系统结构图

2.2 数据流程

图4所示为系统数据接收部分的数据流图，由Android客户端发出定位请求，传给北斗&GPS二合一芯片，芯片将请求发给卫星地面接收端，地面接收端向卫星提出定位请求，卫星获取定位请求后进行定位，并将定位原始数据传输给卫星地面接收端。

图4 系统数据接收部分流程图

图5 系统数据处理部分流程图

图5 所示为系统数据处理部分流程图，Android客户端对数据进行分类与提取，并存储有用信息，并将定位信息通过http-post协议传送给PC服务器端。

3 系统实施与结果分析

PC服务器端主要有显示监控车辆位置信息、运行信息，管理员及会员登录等功能，对单个监控对象可以进行详细信息读取，如图6即为系统PC端实施图，设备416221的运行轨迹，速度，当前行驶方向等信息。图7所示为系统Android客户端实施图，Android客户端应用程序可以显示当前路况信息，其中粗线路段表示车流量较大，细线表示车流量较小，系统推荐路线喂带箭头路线，以便选择畅通路径和跟踪目标车辆。

图6 PC服务器端实施图

图7 Android客户端实施图

4 结语

本文利用我国自主研发的北斗卫星导航系统，设计了基于Android客户端的车辆导航监控系统。实现了对目标车辆的详细信息读取，历史路径查看，当前车辆跟踪等功能，相比当前广泛引用的大部分导航系统，更适用于内部车辆管理，可以实现对借出车辆的详细使用信息的监控。测试结果表明，本系统在PCAndroid这一套体系下可以良好的实现其功能，充分利用北斗卫星导航系统对车辆实施监控。

[1] 赵静,喻晓红,黄波,谭秀兰.物联网的结构体系与发展[J]. 通信技术,2010,09:106-108.

[2] KIM Sinn, KIM Jong-Hwan.Adaptive fuzzy-networkbased C-measure map-matching algorithm for car navigation system[J].IEEE Trans Ind Elec, 2001, 48(2):432-441

[3] CHANG Qing, ZHENG Pingfang,LIU Chongkan, et al.The study of data fusion algorithm of GPS DR integrated vehicular navigation system[J].Journal of China Institute of Communications, 2000, 21(2):42-48

[4] DENG Fang-lin.The study on GPS PLoran-c complex navigation system[J].Journal of Astronautics, 2005,25(3):287-290

[5] Aldeek,A Kanafani.Modeling the Benefits of Advanced Traveler Inforamtion systems in Corridors with Incients.Transporation Research Part C, 2003,1(4):303-324.

[6] Lin Zhang.Study on 3D-Map for On-board Navigation System Based on Multigen Creator&Vcga.IFEE ITSC 2006, 2006,933-938

[7] 公磊,周聪.基于Android的GPS测量系统开发[D].南昌：南昌大学，2008

[8] Contents and Abstracts of Journal of Mechanical Engineering ISSN 0577-6686,CN 11-2187/TH[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2010,05:671-694.

[9] 刘大杰.全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社，2001. 4-7

[10] 张正,张其善.基于车载信息平台的研制马关键技术[J].北京航空航天大学学报, 2005, 31(1):98-101

[11] Jie Du,Matthew J Barth.Next-Generation Automated Vehicle Location Systems:Positioning atthe Lane Level.IEEE Transaction on Intelligent Transportation Systems,2008,9(1):48-57

[12] Lin Zhang.Study on 3D-Map for On-board Navigation System Based on Multigen Creator&Vcga.IFEE ITSC 2006, 2006,933-938

武梦迪：女，研究生，研究方向：物联网；

吴斌：男，博士，研究方向：人工智能与应用；

蒋和松：男，研究生，研究方向：移动互联网及智能学习。

郭明明：男，本科生，研究方向：物联网；

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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