北斗的车辆远程监控报警系统分析

何雯雯

摘要：针对目前车辆远程监测报警系统存在的覆盖范围有限、信号不稳定、容易监控和干扰等问题，通过分析北斗卫星导航系统功能和通信方式，提出了一种基于北斗的远程监测报警解决方案。本文介绍了北斗卫星导航系统的性能。和开发过程中遇到的一些关键技术问题，如数据通信和道路匹配。该系统开发周期短，安装方便，应用前景广阔。

关键词：北斗导航定位系统；车辆；远程监控；报警

1系统结构及功能

1.1总体结构及工作原理

系统主要包括车辆信息终端控制单元、北斗/GPS定位模块、GPRS无线模块和远程控制中心。控制单元通过CAN总线和K线总线收集车辆数据或发送命令以控制车辆。定位模块收集车辆地理信息。

工作原理：利用星载信息终端中的北斗/GPS模块采集卫星定位信息，从而获取卫星时间信息进行系统时间校准。CAN总线处理器用于采集车辆信息。K-Line线可实现车辆的锁定和解锁。GPRS无线模块用于与远程监控中心的通信和监控。向监控中心传输具有时间戳的车辆定位和状态信息，并接收来自监控中心的指令对车辆进行控制。

1.2主要功能

（1）定位功能。终端通过北斗和GPS双系统进行定位，保证能够提供实时的时间、经度、纬度、高程和方向等定位状态信息，并将信息存储到终端内部，同时通过无线通信方式上传到监控中心。

（2）通信性能。是可以支持基于通用GSM，GPRS等多种无线通信网络以及北斗卫星导航系统传输机制下的通信模式之一。

（3）信息采集功能。终端可采集驾驶员身份、电子运单、车辆CAN总线数据、车辆载货状态、车辆运营数据、收费结算数据、图像信息、音频信息和视频信息等。

（4）导航功能。可根据定位数据实现导航功能。

（5）警示功能。具有终端自动警示功能，可以根据监控中心设定的条件触发，包括超速提醒、疲劳驾驶提醒、蓄电池欠压提醒、断电提醒、超时停车提醒、终端故障提醒等各项功能。

（6）锁车功能。监控中心可以向车载终端发送锁车指令，车载信息终端在接收到监控中心的锁车指令后，通过K-Line对车辆进行操作，从而保障车辆的安全性。

北斗导航定位系统是一个全天候的区域卫星定位系统，通过对地静止卫星为用户提供快速定位，短数字信息通信和时间服务。该系统由两颗地球静止卫星（80E和140E），一颗在轨备用卫星（110.5E），一个中央控制系统，一个校准系统和各种用户计算机组成。“北斗1号”的覆盖范围为北纬5度至55度，东经70度至140度，定位精度为20米。该系统的容量为540000/h。该系统的主要功能如下：

实时导航可以为用户提供前向距离和方向，实时指示移动用户的动作；具有紧急报警功能，实现遇险用户的紧急救援。

用户和用户之间的短消息通信，用户和中央控制系统可以实现双向短数字消息通信。

精密授时中心控制系统定时播发授时信息，为定时用户提供时延修正值。

2系统结构与原理

该系统采用北斗卫星作为通信链路，北斗用户作为定位和通信模块，发送车辆位置、报警、控制命令等信息。该系统主要由车辆监控终端、报警监控中心和北斗卫星组成。

2.1车载监控终端

针对不同的用户需求，车载终端可以提供不同的功能，配备也各有相同，但通常由以下几部分组成：北斗车载设备（包括：北斗用户机OEM板、PC104、液晶屏、信号采集板等）、遥控器、监控报警器等。

北斗用户机OEM板作为车载终端系统的重要组成部分，主要负责定位和通信。

PC104中运行车载终端软件是车载终端的核心部分，完成定位、通信、控制信息发送以及状态显示等所有功能。

在液晶屏上显示道路状况、本车位置、运行状态等信息以及监控中心公布信息。

信号采集板主要负责采集车辆的车门、油箱、发动机等设备的状态信号，并将这些信号实时传送给终端软件；对于不同的车辆信号采集板有不同的接口设计。

监控器报警装置配有LED显示灯、扬声器和功能按钮。报警LED指示器的视觉信号和扬声器信号用于确定报警器与车载设备之间的通信状态和工作状态信息。它可以完成电源低压指示、保护、减压、抢劫、抢险、抢险、报警、报警、远程抢险、远程灭火等功能。

2.2报警监控中心

（1）对不同的用户需求，报警监控中心也可以提供不同的功能，配备也不同。一般报警监控中心主要由北斗指挥机、信息采集服务器、专用服务器、监控大屏幕等设备组成，还可能包括交换机、打印机和不间断电源等外围附属设备.

（2）北斗指挥机与车载北斗用户机构成监控指挥网作为本系统的定位和通信链路。

（3）车辆监控服务器与北斗指挥机相连，运行监控软件，实现车辆报警监控的所有功能。

在監控大屏幕上显示车辆监控态势图。

（4）专用服务器与车辆监控服务器组网连接，用来存储车辆运行当前、历史数据和各种与监控相关的数据，并可通过交换机与其他监控中心联网连接构成级联指挥监控网，也可通过网络异地监控。

报警监控中心监控软件主要提供如下功能：

车辆监控：监控中心操作员可任意选择车辆发车监控指令，该车进入监控状态，自动回传位置、速度、油量等信息。

报警服务：实时接收车辆的布防、防劫、警戒、解除等信息，根据报警种类操作员进行相应的处理。

信息发布：给车载监控终端发布中文信息。

GIS系统：提供基本GIS服务功能：地图背景显示、鹰眼显示、地图基本操作（放大、缩小、漫游、量算等）、车辆位置路径匹配等。

远程控制：可以对车辆远程控制：打开、关闭车门锁；断油、断电；布防、撤防等。

操作员管理：值班员、系统管理员和车载监控终端管理系统，不同级别操作员拥有不同的权限，保证系统安全。

轨迹存储与回放：存储监控目标的轨迹和状态信息，需要时可以在电子地图上回放。

3结语

本文采用北斗一号导航定位系统作为定位与通信的纽带，设计开发了车辆远程监控报警系统，并解决了在开发中遇到的数据结构定义、地图道路匹配等关键技术问题。

参考文献：

[1]孙克立.卫星定位移动目标监控报警系统[J].公安大学学报：自然科学版，2000，18（2）：14-20.

[2]姜木霖，董作民，陈晓青.车辆监控导航系统中的应用技术[J].湖北汽车工业学院学报，2000，14（3）：42-46.

（作者单位：中国石油天然气管道通信电力工程有限公司）