車輛導(dǎo)航定位監(jiān)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

車輛導(dǎo)航定位監(jiān)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：本文基于筆者多年從事汽車電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以基于GPS及GIS技術(shù)的車輛導(dǎo)航定位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分析了該類系統(tǒng)的功能組成與實(shí)現(xiàn)方式，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。關(guān)鍵詞：GPSGIS車輛監(jiān)控導(dǎo)航定位1引言車輛監(jiān)控系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)(GIS,GeographicInformationSystem)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS,GlobalPositioningSystem)技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體。GIS下的電子地圖為車輛監(jiān)控系統(tǒng)提供了可視化的載體，GPS提供了實(shí)時(shí)定位信息，無(wú)線通訊技術(shù)為GIS和GPS搭建起了無(wú)線數(shù)據(jù)通信的橋梁，嵌入式技術(shù)使得車載終端體積更小，功能更強(qiáng)大。在這些成熟的先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)下，車輛監(jiān)控系統(tǒng)不斷地發(fā)展起來(lái)。將車輛監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它促進(jìn)了信息化的發(fā)展，提高了交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴⒖煽啃院偷缆肪W(wǎng)的通行能力及汽車運(yùn)輸?shù)男?，并可以有效預(yù)防和打擊犯罪，快速滅火和緊急救援等，可以創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來(lái)說(shuō)明汽車導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)字電子地圖實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)重要方面。本系統(tǒng)分為監(jiān)控中心系統(tǒng)與車載系統(tǒng)兩部分,車載系統(tǒng)的功能基本上是監(jiān)控中心系統(tǒng)的一部分所以功能介紹只介紹了監(jiān)控中心基本功能。本系統(tǒng)的功能主要是使汽車駕駛者能夠快速獲得路況信息并在此基礎(chǔ)上作出判斷和決策，同時(shí)可以使管理者對(duì)各種地物進(jìn)行修改。本系統(tǒng)以此為設(shè)計(jì)目標(biāo)，借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，通過(guò)用戶簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)操作，主要可實(shí)現(xiàn)以下功能。2.1車輛管理信息管理模塊車輛管理信息模塊的主要功能有：（1）系統(tǒng)安全認(rèn)證：從數(shù)據(jù)的安全角度考慮，只有擁有超級(jí)用戶權(quán)限的管理者才可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，修改，刪除和瀏覽等操作，其他用戶沒(méi)有操作數(shù)據(jù)庫(kù)的權(quán)限。在用戶操作數(shù)據(jù)庫(kù)前，首先進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，通過(guò)認(rèn)證的用戶可以查看和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，否則就無(wú)法查看和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。（2）單位信息管理：完成單位信息的錄入，修改，刪除和瀏覽等功能。（3）車輛管理：完成車輛基本信息的錄入，修改，刪除和瀏覽等功能。（4）定位信息管理：完成定位信息紀(jì)錄的定期刪除，維護(hù)和瀏覽等功能。2.2監(jiān)控中心的主界面模塊系統(tǒng)的主界面模塊的主要功能有:1地圖操作基本功能1）文件操作。包括新建SHAPE圖層文件、打開(kāi)SHAPE文件、打開(kāi)CAD文件，關(guān)閉圖層文件等對(duì)文件的操作。2）地圖數(shù)據(jù)庫(kù)操作?？梢赃M(jìn)行查詢屬性信息，通過(guò)屬性信息來(lái)在地圖上定位，新建SDE圖層等功能。3）數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置功能，系統(tǒng)管理員可以根據(jù)用戶的需要來(lái)顯示不同SDE圖層。4）顯示道路輪廓圖，同時(shí)包含一些概要非道路信息，如公園、河流。5）圖層修改模塊。系統(tǒng)的超級(jí)用戶可以對(duì)對(duì)某個(gè)圖層進(jìn)行修改，如可以新建道路、橋梁等并可以添加新建地物的屬性信息。系統(tǒng)提供了會(huì)看地圖使用的工具條，包括各種工具按鈕，如選擇、無(wú)級(jí)縮放、任意漫游等。2系統(tǒng)參數(shù)的配置1）GPS服務(wù)器參數(shù)設(shè)定：設(shè)置GPS服務(wù)器參數(shù)，主要端口號(hào)。2）與短消息服務(wù)器控制模塊建立連接，接受時(shí)實(shí)定位數(shù)據(jù)：系統(tǒng)自動(dòng)讀取GPS服務(wù)器參數(shù)，與短消息服務(wù)器建立連接，連接成功之后，進(jìn)入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，隨時(shí)接收時(shí)實(shí)定位數(shù)據(jù)。3車輛軌跡的分布式顯示功能將移動(dòng)車輛的定位信息在相應(yīng)的電子地圖顯示出來(lái)。4分布式單車鎖定功能對(duì)于有需要的車輛可進(jìn)行點(diǎn)名鎖定，系統(tǒng)只接收鎖定車輛的定位信息并在電子地圖上顯示鎖定車輛的運(yùn)行軌跡。如果鎖定車輛超出觀察范圍，系統(tǒng)自動(dòng)漫游將該車輛顯示在視屏中央。5在當(dāng)前單位中，鼠標(biāo)指定目標(biāo)位置，查詢最近車輛位置：在當(dāng)前單位地圖上指定目標(biāo)位置，可以快速的找到離該位置最近的車輛，向該車輛發(fā)出指令，快速到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。6數(shù)據(jù)查詢功能1）可以查詢車輛屬性數(shù)據(jù)，包括車型、牌號(hào)、顏色、車輛用途、司機(jī)姓名、聯(lián)系電話，甚至是司機(jī)的彩色照片等等。2）可以查詢用戶的行使數(shù)據(jù)，包括車號(hào)、行使路線、速度、方向等。3）可以進(jìn)行空間查詢功能，可以根據(jù)點(diǎn)擊地圖上的地物來(lái)查詢地物屬性，也可以通過(guò)輸入地名來(lái)查詢?cè)诘貓D上的位置并高亮顯示等各種查詢功能。7報(bào)警功能1）移動(dòng)目標(biāo)報(bào)警后馬上發(fā)送當(dāng)前位置信息，監(jiān)控中心收到報(bào)警信號(hào)后，自動(dòng)顯示車輛的位置，并將地圖中心平移到當(dāng)前位置。2）遇到緊急情況，監(jiān)控中心可以發(fā)出命令指示車輛怎么處理各種緊急情況。8指揮調(diào)度功能監(jiān)控中心的調(diào)度人員可以根據(jù)情況對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行指揮調(diào)度。9鷹眼圖功能鷹眼視圖（也稱鳥(niǎo)瞰視閣），地圖圖形較大而顯示器屏幕較小，使用鷹眼視圖，它可以在一個(gè)小的窗口中顯示全圖的內(nèi)容和當(dāng)前汽車的行駛軌跡，也可以用窗選某一部分顯示。10路徑規(guī)劃功能在路網(wǎng)圖上動(dòng)態(tài)地規(guī)劃指定兩點(diǎn)的最佳出行路徑。并渲染該路徑。2.3歷史軌跡回放模塊軌跡回放模塊的基本功能（1）系統(tǒng)能自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)移動(dòng)用戶行駛的軌跡，包括時(shí)間、地點(diǎn)、速度、方向等狀態(tài)。（2）可以回放每個(gè)移動(dòng)用戶行駛路線的軌跡，包括以上存儲(chǔ)的一些狀態(tài)。（3）回放時(shí)可以調(diào)整回放的速度。（4）回放時(shí)可以回放任意車輛的任意時(shí)間段的行駛軌跡。（5）軌跡清除功能:清除當(dāng)前選定單位中車輛的所有運(yùn)行軌跡。（6）可以用打印機(jī)打印出移動(dòng)用戶的行使軌跡。3結(jié)論車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有得到廣泛的推廣和應(yīng)用，但正在迅速的發(fā)展。作為GPS、GIS和通信技術(shù)集成的結(jié)果，有許多的技術(shù)和理論問(wèn)題值得研究和探討。本文在進(jìn)行本課題的研制過(guò)程中，主要對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了理論用和實(shí)踐上的探討：（1）通過(guò)對(duì)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的歷史和背景以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用和技術(shù)狀況的分析，探討了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用前景。（2）給出了汽車導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能，并對(duì)這些功能進(jìn)行了討論。（3）在對(duì)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)電子地圖的理論和技術(shù)進(jìn)行分析和探討的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電子地圖軟件的幾個(gè)基本功能模塊，并且得到了基本的驗(yàn)證。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是一項(xiàng)精細(xì)而復(fù)雜的綜合技術(shù)，其定位精度的大小和分析功能的強(qiáng)若、弱取決于很多方面。穩(wěn)定、精細(xì)的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)、強(qiáng)大