基于GPS-GPRS的公交信息系统设计

论文摘要

随着经济的不断发展,城市交通拥堵的状况不断加剧,智能交通系统(ITS)作为一种解决交通拥堵问题的全新方法,在国内外迅速发展起来。车载监控系统是ITS的重要组成部分,它可以实时、准确的掌握车辆的运行状况、道路的拥挤状况,及时进行对车辆的调度,避免交通堵塞,确保车辆和道路处于健康的工作状态,对它的研究具有很大的经济效益和社会效益。本文首先分析了现有的车载监控系统的设计原则及工作原理。目前车载监控系统的无线传输部分大多采用GSM通信系统,通过GSM承载的数据通信业务,实际应用的传输时延不小于6秒,难以满足系统实时性较高的需求。继GSM后出现的GPRS通信技术采用了分组交换、最高传输速率达171.2Kbps、通信费用低,较GSM通信系统中的电路交换、传输速率慢、资源利用率低、通信费用高等缺点,GPRS通信技术优势明显。因此采用GPRS通信技术来替代GSM无线数据传输部分成为车载监控系统的发展方向。本文通过对GPS卫星定位理论、卫星数据的处理分析与研究,提出了基于指数平滑的处理方法和载波相位平滑处理方法,大大提高了信息的精度。本文以GPS卫星定位系统为基础,以ARM嵌入式系统作为硬件平台,以GPRS无线通信技术为依托,建立了一套公交信息系统。系统采用了Win Socket进行通信,解决GPRS通信网络和Internet网络融合与连接的问题,同时提出的子网分配方案解决了监控终端分布问题。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外车辆监控系统发展现状
• 1.3 本文研究的内容及重点
• 2 GPS 全球定位系统
• 2.1 GPS 系统的组成
• 2.2 GPS 系统的特点
• 2.3 GPS 系统的定位原理
• 2.3.1 GPS 定位的基本观测量与定位模型
• 2.3.2 GPS 伪距定位解算
• 2.3.3 GPS 单点测速
• 2.3.4 伪距与速度精度分析
• 2.4 指数平滑法
• 2.4.1 一次指数平滑法
• 2.4.2 二次指数平滑法
• 2.4.3 三次指数平滑法
• 2.4.4 加权系数的选定
• 2.5 指数平滑法处理位置、速度信息
• 2.6 载波相位平滑伪距精度
• 2.6.1 载波相位平滑伪距数学模型
• 2.6.2 单频相位平滑伪距法
• 2.6.3 消除电离层影响的双频相位平滑伪距法
• 2.6.4 平滑伪距精度分析
• 2.7 GPS 卫星信号的产生
• 2.7.1 GPS 卫星载波
• 2.7.2 GPS 卫星测距码
• 2.7.3 GPS 卫星数据码
• 2.8 GPS 接收机
• 3 GPRS 移动通信系统
• 3.1 GPRS 概念及特点
• 3.2 GPRS 无线信道的配置
• 3.3 GPRS 信道编码处理
• 3.4 GPRS 数据传送过程
• 3.5 GPRS 网络的TCP/IP 流量管理
• 3.6 GPRS 系统的主要性能指标
• 4 系统结构方案设计
• 4.1 系统总体结构和主要功能
• 4.2 嵌入式车载终端结构设计
• 4.2.1 嵌入式车载终端硬件结构设计
• 4.2.2 嵌入式车载终端软件结构设计
• 4.3 主控制器的选型与特性
• 4.3.1 主控制器的选型
• 4.3.2 主控制器的特性
• 4.4 车载终端定位模块
• 4.4.1 GPS25LVS 性能指标
• 4.4.2 GPS25LVS 数据接口
• 4.4.3 NMEA0183 输入语句
• 4.4.4 单片机的信息接受处理
• 4.4.5 内存中的信息存放地址分配
• 4.5 车载终端通信模块
• 4.5.1 GPRS G20 性能指标
• 4.5.2 G20 与SIM 卡的接口
• 4.5.3 GPRS 网络的登录及点对点的链接
• 4.6 监控中心设计
• 4.7 套接字
• 4.8 数据库系统设计
• 4.8.1 概念模型设计
• 4.8.2 数据库的备份
• 4.8.3 数据库登录和信息查询
• 5 TCP/IP 通信协议
• 5.1 OSI 模型
• 5.2 TCP/IP 协议模型
• 5.3 子网的分配
• 5.3.1 IP 地址格式
• 5.3.2 地址类型
• 5.3.3 非标准子网
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历