在圖2中,移動終端的GPS接收機可以獲取位置、速度信息,攝像頭捕獲圖像信息,麥克風(fēng)傳送話音,報警設(shè)備提供報警信息,他們送人數(shù)據(jù)接口設(shè)備進行格式轉(zhuǎn)換后,經(jīng)MODEM調(diào)制,通過GSM手機發(fā)向GSM移動網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)監(jiān)控中心通過中繼線路與GSM網(wǎng)交換中心連接,中繼線路為電話線、光纖或微波提供的話音通道,移動終端的數(shù)據(jù)由監(jiān)控中心的MODEM解調(diào)、接口處理后送人相應(yīng)分系統(tǒng)。如GPS信息送人GIS(地理信息系統(tǒng))分系統(tǒng)、圖像和話音送人多媒體顯示分系統(tǒng)、報警信息送入報警處理分系統(tǒng)。監(jiān)控中心可以通過調(diào)度指揮分系統(tǒng)對各個移動終端進行控制,網(wǎng)絡(luò)管理分系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的運行、管理工作。
利用GSM的話音通道設(shè)計移動監(jiān)控定位系統(tǒng)時,可根據(jù)移動終端數(shù)量和實際需求隨意添加、刪除信道數(shù)和業(yè)務(wù)功能,還可組成簡單的點一點移動監(jiān)控系統(tǒng),例如用于家庭監(jiān)控等。
3.2 利用GSM的SMS通信的設(shè)計方法
SMS(短消息業(yè)務(wù))是GSM網(wǎng)的一項增值業(yè)務(wù),他通過控制信道傳輸數(shù)據(jù),支持點一點消息業(yè)務(wù)及消息廣播業(yè)務(wù)等多種方式。通過SMS傳輸數(shù)據(jù)的移動監(jiān)控定位系統(tǒng)如圖3所示。

與圖1不同的是,移動終端的數(shù)據(jù)通過SMS全部發(fā)送到短消息業(yè)務(wù)中心,系統(tǒng)監(jiān)控中心通過中繼線路(如DDN)從短消息業(yè)務(wù)中心獲取數(shù)據(jù)。通過SMS傳輸數(shù)據(jù)具有以下優(yōu)點:
?。?)信道建立時間短,數(shù)據(jù)傳輸速率快;
?。?)不占用話音信道,通話時不影響數(shù)據(jù)傳輸;
?。?)由于不占用話音通道,通信費用低廉;
(4)通過短消息廣播業(yè)務(wù),可提供點對多點的數(shù)據(jù)傳送;
?。?)系統(tǒng)擴容方便。
另一方面,由于控制信道的傳輸速率為781kb/s,所以數(shù)據(jù)傳輸速率不可能很快。SMS還受信息長度的限制,點一點信息長度為140B,消息廣播業(yè)務(wù)信息長度為82B,這就決定了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能太長,他適用于信息量少而通信頻繁的系統(tǒng)應(yīng)用。此外,隨著系統(tǒng)容量增加,SMS還會加重GSM網(wǎng)絡(luò)控制信道的負(fù)擔(dān)。
3.3 利用GSM的高速數(shù)據(jù)通道通信的設(shè)計方法
在以上2種數(shù)據(jù)傳送手段中,數(shù)據(jù)速率都較慢,只適合傳輸諸如GPS數(shù)據(jù)、報警信息、控制信息等較短的數(shù)據(jù),若傳輸監(jiān)控圖像、移動終端下載地理信息就比較困難,為此,需要進一步提高GSM通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。GRPS(通用分組無線服務(wù))是最近興起的一種新技術(shù),他通過在原有GSM網(wǎng)上添加協(xié)議關(guān)口和改動少量設(shè)備,就可以提供高達115.2kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,GRPS支持X.25,TCP/IP等協(xié)議?,F(xiàn)在世界上許多大公司都在抓緊開發(fā)GRPS功能,國內(nèi)東方通信公司和Motorola公司在合作開發(fā)GRPS手機和相關(guān)設(shè)備。提高GSM數(shù)據(jù)傳輸速率的另外一種技術(shù)稱為EDGE(增強數(shù)據(jù)速率),他可支持384kb/s的數(shù)據(jù)速率。
在以上3種設(shè)計方法中,利用GSM的GPRS或EDGE提供的高速數(shù)據(jù)通道通信是比較理想的一種方式,目前正在研究開發(fā)過程中,GSM的話音通道應(yīng)用最普及,但通信費較高,利用SMS業(yè)務(wù)傳輸數(shù)據(jù)是最經(jīng)濟、合理的方法,而且SMS業(yè)務(wù)也正在逐步走向普及。
4 移動監(jiān)控定位系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能
基于GSM通信網(wǎng)設(shè)計的移動監(jiān)控定位系統(tǒng)可提供以下幾種功能:
?。?)定位功能 通過移動終端發(fā)送的GPS信息,監(jiān)控中心可對移動目標(biāo)進行實時的跟蹤定位,監(jiān)控移動目標(biāo)的行使速度、運行狀態(tài),并且可以通過GIS系統(tǒng)在地圖上實時顯示運動軌跡;相反,監(jiān)控中心通過地圖可查詢區(qū)域內(nèi)車輛的有關(guān)資料,如車輛牌照、單位名稱、司機姓名、行使速度等。
(2)調(diào)度指揮功能 因為監(jiān)控中心掌握各個移動目標(biāo)的地理位置和運行狀態(tài),可根據(jù)需要進行調(diào)度指揮。例如在出租車運營中采用此系統(tǒng),監(jiān)控中心可根據(jù)客戶叫車電話通知附近車輛前去服務(wù)。
?。?)報警功能 移動終端發(fā)送的報警信息分為自身故障報警信息和突發(fā)事件報警信息2種,以長途客運車為例,自身故障報警包括車輛漏油、發(fā)動機狀態(tài)異常等;突發(fā)事件報警信息包括行車途中遭遇路橋坍塌、交通事故、攔路搶劫等。當(dāng)出現(xiàn)警情時,監(jiān)控中心可根據(jù)客車的報警信息分類處理,通過與110、120聯(lián)網(wǎng)及時通知交通、公安部門。
?。?)視頻監(jiān)控功能 通過加裝攝像頭,監(jiān)控中心可隨時查看移動目標(biāo)的視頻圖像并進行錄像,如可監(jiān)視長途客運車司機在途中有無違規(guī)拉客、拒載行為,若車內(nèi)發(fā)生搶劫、偷盜等犯罪事件,可通過錄像回放協(xié)助破案,等等。
?。?)通話功能 當(dāng)采用SMS或高速數(shù)據(jù)通道傳輸數(shù)據(jù)時,在數(shù)據(jù)傳輸過程中,移動終端還具有正常GSM數(shù)字電話功能。
?。?)導(dǎo)向功能 在移動車內(nèi)安裝GIS系統(tǒng),可以實現(xiàn)車輛自我導(dǎo)向功能,而且全國漫游。
?。?)歷史資料查詢功能 用戶可以通過監(jiān)控中心的記錄查詢移動終端的歷史情況,如查詢車輛在過去某個時間的位置、速度、狀態(tài)等數(shù)據(jù),并可進行運行軌跡回放。
在實際系統(tǒng)設(shè)計中,針對不同的用途,系統(tǒng)可繁可簡,小到點一點的監(jiān)控,大到幾百個移動終端的監(jiān)控定位系統(tǒng),業(yè)務(wù)功能如GPS定位、視頻圖像監(jiān)控等也可根據(jù)需要進行添加或刪除。
5 結(jié) 語
移動監(jiān)控定位系統(tǒng)在我國有很大的市場潛能,近幾年在全國各地建起了不同形式的移動監(jiān)控定位系統(tǒng),如GPS車輛跟蹤系統(tǒng)、移動指揮調(diào)度系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等。2000年5月,上海市建成了公用移動GPS系統(tǒng),他使用GSM作為通信平臺,為上海以及華東地區(qū)的用戶提供GPS定位及監(jiān)控信息服務(wù),用戶只需要購買GPS車載設(shè)備就可以加入網(wǎng)絡(luò)。北京市也已建成GSM/GPS衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng),他以衛(wèi)星通信為基礎(chǔ),可提供高精度的三維定位信息,將向公眾開放靜態(tài)車輛防盜、動態(tài)車輛追蹤等服務(wù)。
另外,國內(nèi)許多通信網(wǎng)絡(luò)公司可以提供GPS接收機、GSM/GPS一體機、GIS系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺及整套系統(tǒng)解決方案,但由于剛剛起步,系統(tǒng)設(shè)計還存在許多問題,例如:監(jiān)控軟件功能比較落后,動態(tài)數(shù)據(jù)處理能力較差;數(shù)據(jù)通信格式不統(tǒng)一,不同廠商間的產(chǎn)品不兼容;由于監(jiān)控數(shù)據(jù)通過無線傳輸,多數(shù)系統(tǒng)未采取加密措施,監(jiān)控定位信息很容易被截獲等。
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