基于GPRS/GPS的客车超载远程监控终端设计

【摘 要】客车超载频频引发的重特大交通事故使客运超载成为亟待解决的具有重大现实意义的课题。本文在客车超载智能检测基础上，利用GPRS无线通讯技术和GPS定位技术，完成对客车超载、路线等信息的实时记录和无线传输，实现对营运客车的远程、实时监控，满足了对客车超载综合管理的要求。

【关键词】 客车超载 GPRS 远程监控 GPS

一、引言

随着生活水平的不断提高，人们外出打工、探亲、旅游的人数越来越多，尤其是节假日，致使超员、超载现象频频出现。目前，它已成为一个严重影响交通运输环境和社会经济可持续发展的社会问题，客车超载对国家的公路设施和客运市场造成了不良影响，也影响车辆本身和车辆的驾驶、控制，容易引发事故；而且客车一旦发生事故，便是群死群伤的特大恶性事故，给国家和百姓带来重大的经济损失和感情伤害。因此，在采取行政监督管理和制度约束的同时，通过有效的科学技术手段来消除客车超载现象及实现对客车的远程监控有着极其重要的意义和必要性。

二、系统组成及功能

（一）车辆GPS定位系统设计方案

1、系统模型

车辆GPS定位系统主要由GPS、GSM；中央处理器、数据存储、电源，I/O控制、检测、显示等几大模块组成GPS远程监测系统基本架构。

2、系统主要功能

（1）车辆GPS定位通过GPS模块获得定位信息，中央处理单元将其进行解析、编码后，通过GSM模块以短信的方式发送到控制中心，控制中心配合GIS地理信息系统将定位信息标注在地图上让管理员一目了然的获得车辆现在所处的准确位置、速度、方向等信息。

（2）远程控制，控制中心可以通过GSM模块向装有车载终端的车辆发送控制命令，命令在中央处理单元中被解码，按照协议规则，对其命令进行相应控制。

（3）检测车辆状况发送报警信息，检测车辆的运行状态，如车内温度、油耗等信息如遇到紧急情况，用户可以通过报警按钮向控制中心发送报警信号当车辆非法启动、超速等情况发生时，系统会主动向控制中心发送报警信息

3、系统软件设计

1.操作系统

本设计采用Linux操作系统，这样就将系统的软件设计独立于硬件之上，加快了系统的开发进程整个系统被划分为四个层次：软件层，操作系统层，驱动程序层，应件层。

2.系统主程序

a.串口的选择，串口1用来与GSM模块进行通信，串口0用来与GPS模块进行通信

b.与GSM模块进行通信，首先接收从控制中心通过短信方式发来的控制命令所有关于GSM模块的操作，都使用AT指令，AT指令在当代手机通讯中起着重要的作用，能够通过AT指令控制手机的许多行为，包括拨叫号码、按键控制、传真、GPRS等。

c.与GPS模块进行通信，GPS无须控制，只需通过串口读取GPS发来的数据，中央处理单元只需要接收功能。

其中可以通过变量，组织待发送的内容已数据接收函数与发送程序相对应，只需使用read函数，此处不再重复上分析控制中心发来的命令片向中心同传消息。

（二）GPRS远程监控系统

1、GPRS技术

GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务），是在GSM系统的基础上建立的移动网络系统。他使用分组交换技术，能兼容GSM，并在网络上传输高速数据。GPRS在传统的GSM网络中引入了3个新的组件：PCU （ Packet Control U nit，分组控制单元），SGSN （ Serving GPRS Support Node GPRS服务支持节点）和GGSN（Gateway GPRS Support Node， GPRS网关支持节点）。GPRS通信具有以下特点：

资源利用率高GPRS引入了分组交换的传输模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率。而GSM传输数据方式为电路交换模式，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占用无线信道。GPRS用户的计费按通信的数据流量为计费标准。

传输速度高GPRS数据传输速度可达57. 6 kb/s，最高可达到115- 117. 2 kb/s，完全可以满足用户应用的需求。接入时间短G PRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为2 s。提供实时在线功能用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速。

2、系统结构

整个系统的结构如图1所示。

图1系统结构

用户终端设备通过串口或无线方式连接到GPRS数终端上，然后将数据打成IP包，再通过GPRS空中接口接入到GPRS网络，最终通过各种网关和路由到达系统数据中心。

3、终端硬件设计

GPRS数据终端的硬件结构采用模块化设计，共包含数据处理模块，远程通信模块，模数转换模块和显示模块四部分。数据处理模块主要包含AT89C55， X25045两个芯片，A T 89C55用于处理与远程通信模块、模/数转换模块和显示模块间的数据传输。为了保证数据不会因为掉电而丢失，采用串行E2PROM器件X25045对数据进行存储。

远程通信模块主要包含GPRS无线模块、SIM卡和串口模块MAX3238三部分。G PRS无线模块采用SIE-MENS公司的MC35、GPRS模块，其功能是将数据或命令通过与其连接的天线发射出去，或接收远端监控中心发送的数据，再将接收到的数据或命令进行相应的协议处理后，通过MAX3238送入单片机进行处理。MAX3238起电平转换和串口通信的功能。由于传输数据的承载方式是G PRS网络，故SIM卡是必不可少的，功能是存储数据和在安全条件下完成客户身份鉴权和客户信息加密算法的全过程。