无线测控专网关键技术及其在ITS中的应用 ——车载定位调度系统研究

论文摘要

无线测控网是以色列Ituran公司开发的双向数字通信定位测控专网。该系统是继美国GPS后的新一代基于专网的先进的无线定位通信系统,目前广泛应用在以色列、美国、巴西的智能交通系统（ITS）和高速公路管理以及数字城市系统中。它是一种采用直接序列扩频,利用四基站到达时间差（U-DTOA）定位原理的高精度、全天候、无盲区、保密安全的定位通信测控系统,在陆地上有取代GPS之势。结合相对于基站的地图,该系统可以广泛用于基于位置的信息服务（LBS）中,将对未来的LBS理论和应用技术有着深刻的影响。目前上海市政府正在筹备无线测控网基础设施的建设工作,本课题就是在这种大背景下进行的一项先期研究工作。 论文中首先阐述了ITS的发展现状,分析了无线数据传输定位通信技术以及当前的车载导航系统应用技术,深入研究了无线测控网的定位通信原理,并就它的一个主要应用领域——ITS的基本结构、主要功能和实现方式上进行了车载导航终端系统设计的初步探讨。论文在分析了当前的基于GPS+GSM/CDMA组合定位通信技术的车载终端后,提出了基于无线测控网的车载导航终端系统设计方案,对基于无线测控网VLU的车载终端进行了深入的设计和研究,构建了基于无线测控网的导航定位通信的车载设备,并在PC机上实现了导航定位通信系统控制中心的基本功能。相对于传统的基于GPS+GSM、GPS+CDMA等组合定位通信技术,基于无线测控网的车载导航系统足ITS应用领域的一个新的具体实现。由于定位通信平台采用无线测控网络进行数据传输,使得位置通信信息能够实时准确的传输,比较起来具有更好的优越性,更佳的使用价值和市场应用前景。 本论文完成了导航定位通信系统车载终端样机的研制工作,实现了车载终端的基本功能;论文在现有的实验条件下,对硬件进行了认真的选择并完成了硬件电路设计;在充分考虑系统安全性的同时并兼顾其实时性,进行软件设计,力求软件最优。在经过艰辛的调试和大量的实验后,事实证明设计方案可行、合理并具有良好的使用价值和应用前景,达到了预期的研究目的。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 ITS发展历史、现状及趋势
• 1.1.1 ITS的产生及发展
• 1.1.2 国外ITS的发展现状及趋势
• 1.1.3 国内ITS的发展现状及趋势
• 1.2 ITS系统中的关键问题
• 1.2.1 定位导航
• 1.2.2 数据通信技术
• 1.2.2.1 常规通信网数据传输
• 1.2.2.2 集群通信网数据传输
• 1.2.2.3 专用无线数据通信网
• 1.2.2.4 广播数据通信（RDS）
• 1.2.2.5 卫星通信方式
• 1.2.2.6 蜂窝移动通信方式
• 1.3 论文研究的来源
• 1.4 论文研究的意义
• 1.5 本论文所做的工作
• 第二章 ITS中的车载导航系统应用技术
• 2.1 概述
• 2.2 全球定位系统（GPS）
• 2.3 基于GPS+GSM的车载导航系统
• 2.3.1 基于GPS+GSM车载导航系统工作原理
• 2.3.2 基于GPS+GSM车载导航系统构成
• 2.4 基于GPS+CDMA的车载导航系统
• 2.4.1 基于GPS+CDMA车载导航系统工作原理
• 2.4.2 基于GPS+CDMA车载导航系统构成
• 2.5 基于无线测控专号网车载导航系统
• 2.5.1 基于无线测控专网车载导航系统原理和构成
• 2.5.2 无线测控网关键技术及说明
• 2.5.2.1 数据通信链路
• 2.5.2.2 下行链路数据传输方式
• 2.5.2.3 上行定位链路数据传输技术
• 2.6 GPS+GSM／CDMA和无线测控网车载导航系统技术比较
• 第三章 基于无线测控网的智能交通终端方案设计
• 3.1 概述
• 3.2 系统设计思想
• 3.3 系统构成与原理
• 3.4 车载移动单元（VLU）
• 3.4.1 VLU模块的物理接口
• 3.4.2 VLU模块的通信方式
• 3.5 系统总体方案设计
• 3.5.1 系统功能设计
• 3.5.2 硬件结构设计
• 3.5.3 软件结构设计
• 3.5.4 工艺可靠性设计
• 3.6 系统设计中的几个关键技术
• 3.6.1 微控制器的选用
• 3.6.2 液晶显示器及键盘技术
• 3.6.3 中文字库加载技术
• 3.6.4 VLU信息收发及处理
• 3.6.5 抗电磁干扰技术
• 第四章 智能交通终端的软硬件实现
• 4.1 系统硬件电路设计
• 4.1.1 单片机电路
• 4.1.2 看门狗电路
• 4.1.3 实时时钟芯片电路
• 4.1.4 液晶显示电路
• 4.1.5 通信接口电路
• 4.1.6 存储器扩展电路
• 4.1.7 键盘控制及应用接口电路
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 车载终端主程序设计
• 4.2.2 VLU信息接收的软件实现
• 4.2.3 菜单软件程序实现
• 4.2.4 内码到区位码的转换程序实现
• 4.2.5 发送消息程序
• 4.2.6 汉字库加载软件实现
• 第五章 系统调试及结果分析
• 5.1 概述
• 5.2 车载终端样机实现与试验
• 5.2.1 车载终端主板样机实现
• 5.2.2 车载终端主板调试与试验
• 5.3 车载终端调试结果
• 5.4 车载终端系统实现与试验
• 5.4.1 模拟控制中心实现
• 5.4.2 模拟控制中心与终端通信调试
• 5.5 结论
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献