車輛監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀概述(一)-通信工程

1、車輛監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀概述(一)-通信工程 2013-06-12 01:03導(dǎo)讀：通信工程論文畢業(yè)論文，車輛監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀概述(一)-通信工程畢業(yè)論文怎么寫，格式要求，寫法技巧，展示的這篇論文是很好的參考：1 緒論 1.1車輛監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀概述 &1 緒論1.1車輛監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀概述現(xiàn)代車輛監(jiān)控系統(tǒng)是一種集全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）、地理信息技術(shù)（GIS）和現(xiàn)代通信技術(shù)于一體的高科技系統(tǒng)。全球衛(wèi)星定位（GPS）技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是車輛監(jiān)控系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵的要素。如今GPS接收機已經(jīng)商品化，其體積可以做得很小，提供串口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出，可方便地與微處理接口。而無限通信網(wǎng)絡(luò)則是多種多樣，其建設(shè)成本和系統(tǒng)

2、容量也各不相同，可供選擇的通信網(wǎng)絡(luò)有集群無線網(wǎng)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等等。車輛監(jiān)控系統(tǒng)將移動目標(biāo)的動態(tài)位置（經(jīng)度、緯度）、時間、狀態(tài)等信息，實時地通過無線通信鏈路傳送至監(jiān)控中心站，而后在具有地理信息查詢功能的電子地圖上進行移動目標(biāo)運動軌跡的顯示，并對目標(biāo)的位置、速度、運動方向、車輛狀態(tài)等用戶感興趣的參數(shù)進行監(jiān)控和查詢。為調(diào)度管理提供可視化依據(jù)，特別適合公安、銀行、保安、機場等單位對某些特種車輛的監(jiān)控和調(diào)度管理。移動車輛安裝的GPS接收機用以獲取自己當(dāng)前的位置、時間、速度等信息，然后通過通信鏈路向監(jiān)控中心站發(fā)送位置和狀態(tài)信息；在監(jiān)控中心站，無線接收機接收各個子站的位置信息，并通過通信控制器

3、送往電子地圖，顯示各移動車輛的信息，并可利用無線通信網(wǎng)絡(luò)對各移動車輛進行調(diào)度指揮，這樣就實現(xiàn)了對各個移動車輛的監(jiān)控管理。現(xiàn)今出租汽車管理局就建立了這樣的測量監(jiān)控系統(tǒng)，就可以根據(jù)電子地圖上動態(tài)顯示的出租車的位置，準(zhǔn)確的指揮、調(diào)度，以對用戶的服務(wù)響應(yīng)。同樣，此系統(tǒng)也非常適用于公安部門110指揮中心、銀行押運車。下面就目前已經(jīng)應(yīng)用的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的所用通信方案進行比較?，F(xiàn)代通信網(wǎng)一般利用現(xiàn)有的具有數(shù)據(jù)傳輸功能的通信系統(tǒng)，以降低成本，或利用不具備數(shù)據(jù)傳輸功能的模擬通信系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行一定的改造，開發(fā)接口與控制電路，采用音頻調(diào)制解調(diào)器（MODEM），把數(shù)據(jù)調(diào)制在模擬通信所能夠傳輸?shù)囊纛l帶寬內(nèi)，使之能夠用以

4、傳輸數(shù)據(jù)。目前GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)所常用的通信方案主要有：VHF/UHF單信道呼叫網(wǎng)、集群移動通信網(wǎng)、衛(wèi)星移動通信網(wǎng)以及MMS多媒體短信息通信網(wǎng)，以下分別介紹。 1. VHF/UHF單信道呼叫網(wǎng)通信方案VHF/UHF單信道呼叫網(wǎng)屬于早期的移動通信方式，組網(wǎng)簡單，易于實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)由一個位于中心站的中繼站和若干移動臺組成。移動臺的呼叫只有基地臺可以收到，基地發(fā)出的呼叫所有移動臺都能收到。有利于GPS查分信息的發(fā)送。但是不同頻率組之間的移動臺不能相互通信。用這種通信網(wǎng)實現(xiàn)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)各移動車臺可用時分多址(TDMA)方式來避免車輛之間的相互干擾，保證移動車臺與監(jiān)控中心戰(zhàn)的正常通信，中心戰(zhàn)通信控制器按一

5、定的時序把基準(zhǔn)接收機收到的差分位置信息通過音頻調(diào)制解調(diào)器（MODEM）調(diào)制成音頻信號，送到基站/中繼站的MIC輸入，并控制電臺發(fā)射。移動臺通信控制器通過MODEM接收差分位置數(shù)據(jù)，并用它來修正子站的GPS接收機以使得子站獲得精度更高的定位信息。各移動臺按照一定的時序向中心站發(fā)送定位信息，中心站收到各車輛位置數(shù)據(jù)后在電子地圖上顯示，監(jiān)控系統(tǒng)的容量由每兩輛車發(fā)送信息占用的時間和發(fā)送定位信息的頻度來決定，目前一個頻率點可以監(jiān)控約120臺車。這種通信網(wǎng)的車輛監(jiān)控方式優(yōu)點在于：組網(wǎng)簡單，花費小通信時延小，適于實時監(jiān)控便于差分GPS車輛監(jiān)控，這種方式精確度高專用網(wǎng)，費用低缺點在于：容量小。每輛車占用一個固

6、定時隙，組網(wǎng)容量受限覆蓋范圍小，一般只能是在一個城市通信質(zhì)量差，多徑效應(yīng)影響嚴重，誤碼率高保密性差，頻率利用率低2. 集群通信系統(tǒng)通信方案集群通信系統(tǒng)（Trunk Mobile Ratio System）是專用調(diào)度通信系統(tǒng)，是共享頻率資源、分擔(dān)費用、共享信道資源、改善服務(wù)的多途徑、高效能的無線調(diào)度系統(tǒng)。集群（Trunking）就是頻率共用的意思，其特點是“資源共享”，即許多移動用戶動態(tài)地公用少量無線信道，當(dāng)用戶欲和他人（有線和無線）通信時，集群系統(tǒng)在空閑信道時，為該用戶分配某一個通信信道，通信結(jié)束后，該信道立刻釋放供其他用戶使用，這種頻率的動態(tài)分配有效地匯聚所有信道的可用時間，并將信道的阻塞減

7、至最小。由于集群系統(tǒng)內(nèi)所有信道均忙的概率要遠遠小于單個信道忙的概率，因此用戶通話排隊或受阻的概率大大降低，使集群系統(tǒng)的話務(wù)量大大提高。另一方面從信道利用的角度來講，它大大提高了信道利用率，緩解了頻率資源緊張的問題。 集群通信體制利用多信道共用技術(shù)，沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，不同的系統(tǒng)使用不同的控制方式和信令標(biāo)準(zhǔn)，具有不同的實現(xiàn)方法。表1.1 為集群通信系統(tǒng)的幾種分類方法。表1.1 集群通信系統(tǒng)分類按通話占用信道方式分1.消息集群 2.（準(zhǔn)）傳輸集群按控制方式分1.集中式控制 2.分布式控制按信令方式分1.共用信令方式 2.隨路信令方式按信令占用方式分1.專用式（固定式） 2.非專用式（搜尋式）按呼叫

8、處理方式分1.損失制系統(tǒng) 2.等待制系統(tǒng)集群通信系統(tǒng)車輛監(jiān)控有如下特點：實現(xiàn)保密語音通信，數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息傳輸。多種呼叫接續(xù)方式和呼叫類型：移動臺到移動臺、移動臺到調(diào)度臺雙向、有限接續(xù)等，單呼、組呼、全呼、有線無線互連呼叫?？稍O(shè)置入網(wǎng)功能：遇忙排隊、緊急呼叫優(yōu)先、移動臺脫網(wǎng)工作等。系統(tǒng)維護管理功能：通話記錄并計費、參數(shù)設(shè)置、收發(fā)機遇故障或干擾自行關(guān)閉直到故障消除、多區(qū)聯(lián)網(wǎng)等。 集群移動通信系統(tǒng)多樣化的呼叫方式如群呼、組呼等加強了監(jiān)控中心對車輛的調(diào)度能力；集群系統(tǒng)話務(wù)量的能力比常規(guī)系統(tǒng)高，系統(tǒng)容量大；系統(tǒng)有一定的保密性。因為 用戶的通話是按發(fā)射鍵（PTT）以對講的方式為單位申請和占用信道的，即一

9、個完整的通話有可能分幾次在不同的信道完成（信道是瞬間空閑的信道），所以，發(fā)射集群很接近調(diào)頻的系統(tǒng)，這就是說，發(fā)射集群的集群系統(tǒng)信道利用率更高，能起到一定的保密通信作用?；诩合到y(tǒng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)也有與單信道呼叫網(wǎng)類似的缺點。由于集群通信系統(tǒng)屬于專用移動通信網(wǎng)，因此集群網(wǎng)的覆蓋范圍一般不大，容量也相當(dāng)有限，這就限制了車輛監(jiān)控的范圍，不能滿足大范圍車輛監(jiān)控系統(tǒng)的需要；而且由于集群系統(tǒng)一般采用大區(qū)制，通信受多徑干擾以及通信盲區(qū)的問題依然不能改善，數(shù)據(jù)通信質(zhì)量差。 3.衛(wèi)星移動通信網(wǎng)通信方案在發(fā)達廣泛應(yīng)用衛(wèi)星通信網(wǎng)組建GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)。這些體系中比較適合車輛監(jiān)控的衛(wèi)星通信是Inmar 2013-06

10、-12 01:03導(dǎo)讀：sat衛(wèi)星體系，其用戶接收、發(fā)射系統(tǒng)將GPS信息包括在其中，為移動目標(biāo)定位打下了基礎(chǔ)。美國Trimble公司的GalaxyInmarsat-C/GPS系統(tǒng)有專門的適合陸地移動通信的sat衛(wèi)星體系，其用戶接收、發(fā)射系統(tǒng)將GPS信息包括在其中，為移動目標(biāo)定位打下了基礎(chǔ)。美國Trimble公司的GalaxyInmarsat-C/GPS系統(tǒng)有專門的適合陸地移動通信的INL7002型接受設(shè)備，可方便地完成數(shù)據(jù)采集和傳輸任務(wù)。利用Inmarsat衛(wèi)星進行端到端的雙向通信，可有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實時性。雖然衛(wèi)星通信可滿足實時、遠距離、高可靠性的通信，可以滿足大范圍車輛監(jiān)控的需

11、要，但是高額的衛(wèi)星移動通信終端價格及使用費用限制了它的使用，考慮到經(jīng)濟上的原因，一般的車輛監(jiān)控系統(tǒng)不采用這種通信方式。上述三種通信系統(tǒng)由于自身的缺點，不適合我們車輛監(jiān)控的要求，因此需要重新尋找一種合適通信系統(tǒng)作為我們設(shè)計的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。移動多媒體信息業(yè)務(wù)（MMS）系統(tǒng)涵蓋了多種類型的網(wǎng)絡(luò)，并可以集成這些網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)。移動終端在多媒體信息業(yè)務(wù)環(huán)境(MMSE)中進行操作。此環(huán)境既包括2.5G和3G網(wǎng)絡(luò)，也有網(wǎng)絡(luò)間的相互漫游等情況。MMSE（Multimedia Messaging Service Environment）提供了所有相關(guān)的業(yè)務(wù)成份，如：信息的發(fā)送、存儲、通知。它

12、們既可位于同一網(wǎng)絡(luò)中或分布于不同的網(wǎng)絡(luò)中。移動多媒體短信息系統(tǒng)覆蓋所有的數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，提供多種業(yè)務(wù)，主要有語音、因特網(wǎng)瀏覽、電子郵件、會議電視等多種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。MMS是Multimedia Messaging Service的縮寫，中文意為多媒體短信息業(yè)務(wù)，是按照3GPP的標(biāo)準(zhǔn)（ 3GPP TS 23.140）和WAP論壇的標(biāo)準(zhǔn)（WAP-206和WAP-209）有關(guān)多媒體信息的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的最新業(yè)務(wù)。它最大的特色就是支持多媒體功能，也被稱為GSM384，因為這種技術(shù)能使全球通的數(shù)據(jù)速率由目前的9.6kbps提高到384kbps。它對傳輸格式并沒有嚴格的限制，既支持電路交換數(shù)據(jù)格式，也支持

13、通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS格式。其工作原理是利用高速傳輸技術(shù)EDGE，是GSM向第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000過渡的臺階。多媒體短信業(yè)務(wù)在GPRS網(wǎng)絡(luò)或cdma2000 1X網(wǎng)絡(luò)的支持下，以WAP無線應(yīng)用協(xié)議為載體傳送視頻片段、圖片、聲音和文字。支持語音、因特網(wǎng)瀏覽、電子郵件、會議電視等多種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)即時的手機端到端、手機終端到互聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)到手機終端的多媒體信息傳送。 MMS對于信息內(nèi)容的大小或復(fù)雜性幾乎沒有任何限制。MMS不但可以傳輸文字短信，還可以傳送圖像、影像和音頻，因此，MMS帶來最大的變化是各運營商可發(fā)展更多元化的移動通信服務(wù)。MMS既可收發(fā)多媒體短信，還可以收發(fā)包含附件

14、的郵件等。而從用戶角度來看，多媒體應(yīng)用將是吸引他們使用的關(guān)鍵。 從技術(shù)上來看，MMS是封裝在WAP協(xié)議之上的高層應(yīng)用程序(注意：這里僅僅是協(xié)議的封裝，并沒有出現(xiàn)WAP瀏覽器本身)，利用這種高層應(yīng)用程序可以實現(xiàn)包括圖像、音頻信息、視頻信息、數(shù)據(jù)以及文本等多媒體信息在內(nèi)的信息傳送。業(yè)內(nèi)人士有的把它看作是電子郵件的替代品，有的把它看作是明信片的電子版，當(dāng)然更多的是看作多媒體化的SMS。就好像收音機到電視機的發(fā)展一樣，多媒體短信與原有的普通短信比較，除了基本的文字信息以外，更配有豐富的彩色圖片、聲音、動畫等多媒體的內(nèi)容。通過MMS，可以傳輸文本、聲音、圖像、視頻等多媒體信息， MMS 能夠自動快速傳送

15、用戶創(chuàng)建的內(nèi)容。它主要以接收者的電話號碼進行尋址定位，這樣MMS通信可以在終端之間進行。同時MMS也支持Email尋址，因此信息可以在終端和Email之間傳遞。MMS可以使網(wǎng)絡(luò)端知道被叫方是否已經(jīng)收到短信息，如果傳送失敗，被叫方?jīng)]有回答確切消息，網(wǎng)絡(luò)一側(cè)會保留所傳的消息，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)對方能北叫通時，消息北重發(fā)以確保被叫方能收到。多媒體短信息業(yè)務(wù)利用信令信道傳輸，這是移動通信網(wǎng)所特有的，它不用撥號建立連接，直接把要發(fā)的信息加上目的地址直接發(fā)送到多媒體信息中心（MMSC），由MMSC再轉(zhuǎn)發(fā)給目的移動臺，多媒體短信息傳輸速率高達384kbit/s，對于傳輸GPS定位數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠，而且多媒體短信息業(yè)務(wù)

16、的最大優(yōu)點在于傳輸圖片、視頻圖像等多種信息，可以給用戶發(fā)送清晰明了的電子地圖，并且無需連接，服務(wù)費用較低。 根據(jù)上面的分析，可以得出如下結(jié)論：基于多媒體短信息業(yè)務(wù)（MMS）的車輛監(jiān)控系統(tǒng)將是未來車輛監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。1.2本文的主要工作本課題討論將GPS定位技術(shù)和目前先進的多媒體短信息系統(tǒng)結(jié)合起來實現(xiàn)車輛監(jiān)控，設(shè)計的研究內(nèi)容圍繞基于MMS多媒體短信息業(yè)務(wù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)而展開。本文主要工作如下：1）總結(jié)近年來車輛監(jiān)控系統(tǒng)的研究概況，取得成果和存在不足，分析設(shè)計車輛監(jiān)控系統(tǒng)的主要因素：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）和通信方案。比較分析了現(xiàn)行的幾種GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)采用的通信方案后，對各方案的有缺點作了總結(jié)，確定采用比較合適的、高性能的通信方案，即采用MMS多媒體信息務(wù)作為車輛監(jiān)控的通信方式。2）對MMS多媒體短信息業(yè)務(wù)進行具體的研究。包括短信息的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議分層、使用信道和收發(fā)過程等。再此基礎(chǔ)上分析短信息的傳輸時延分布，并建立數(shù)學(xué)模型分析短信息再多媒體信息中心（MMSC）的時延和丟失概率，并得出了相應(yīng)的仿真結(jié)果，根據(jù)此結(jié)果知道車輛監(jiān)控