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1、车辆信息动态管理系统项目研制单位重庆国人电讯产业有限公司2007 年 4 月 车辆信息动态管理系统 1目录一、 车辆信息动态管理系统的研制背景2二、 车辆信息动态管理系统的网络结构32.1 管理中心32.2 无线网关42.3 车载终端6三、车辆信息动态管理系统功能与技术参数63.1 功能63.2 技术参数7四、无线星型网络技术与其它技术比较8五、车辆信息动态管理系统的应用95.1 车辆信息动态管理系统的应用优势-105.2 车辆信息动态管理系统应用举例10六、车辆信息动态管理系统的应用扩展11 车辆信息动态管理系统 2一、 车辆信息动态管理系统研制背景车辆信息动态管理系统是车辆身份识别、运行状
2、态跟踪、车辆控制及定位的低成本、高性能、具有自主知识产权的、兼容其它车载终端的网络系统。在本文中也简称为车辆管理系统.。该系统的研制是根据重庆市道路运输、车辆管理的客观要求，利用国人公司自主知识产权先进的无线星型网络技术来完成的。未来五年，重庆市道路运输管理将遵循“先易后难，先急后缓，先平台后系统”的原则，建立健全以市道路运输政务管理的综合信息系统。该系统主要包括：运管局网站系统、货运交易系统、客运联网售票管理系统、GPS 车辆监控管理等系统。该系统依托的公用信息平台，实行行业动态管理和持续跟踪服务，全面实现全市范围内信息共享和综合应用。作为一个重点，重庆市运政管理信息系统要求实现以下“ 五化
3、” 的要求： 1、行政管理网络化。2、数据资源共享化。开放系统包含的应用数据通道。实现运政管理信息系统与其他系统的对接（如与 GPS 系统对接，客运联网售票系统及货运交易系统对接） ，最终将整个系统连接成重庆市道路运输信息网。 3、数据采集多样化。随着 GPS 信息系统、客运联网售票系统的建立，通过运管通系统与这些系统的对接接口，能够动态实时获取行业的运量数据，进而为决策数据的最终建立提供数据采集的手段，为行业的可持续发展制定切实可行的配套政策。实现运力和运量的最优分配比。 4、统计分析灵活化。数据库的构建上实现单位数据的唯一性和组合数据的多样性。不同的业务管理人员可以通过不同的方式、不同的角
4、度和视点查阅数据，以报表和图表的方式将分析结果展现给用户，使统计分析更加“灵活化、立体化、精确化”。 5、运行成本低廉化。通过兼容不同的网络供应商，实现业务办理方式的多样性的同时，逐步降低整体系统的通讯成本费用。 通过分析，上述“ 五化” 中至少有 3 条：资源共享化、采集多样化、成本低廉化与系统硬件平台有关；必有相应的技术才能满足其要求。利用国人自主知识产权的无线星型网技术建立和完善车辆管理系统最能体现“五化” 的要求。因为，国 车辆信息动态管理系统 3人无线星型网具有：自主知识产权、无线双向可靠传输、车辆控制、终端快速移动以及成本低廉等技术特点。那么什么是国人的无线星型网技术呢？简单说来，
5、无线星型网技术就是由一个网关 GW 和多个终端 TM 组成的无线星型通信网。如图 1 所示，某一时刻、在网关 GW 与终端 TM 无线通信范围内，GW 与 TM 组成的点到多点无线双向通信的星型拓扑网络。GW 处于星型网的逻辑中心；终端 TM 处于网络的周边并可快速移动。网络半径通常不大于 100 米。有限的通信半径非常适合终端 TM 的定位，因为在大多数情况下，网关 GW 的位置是已知的。如果某终端 TM 与某一网关 GW 建立了联系，那么该 TM 就应在这个 GW 的附近。TM 的位置也就确定了。二、 车辆信息动态管理系统的网络结构根据管理网络化、资源共享化、采集多样化、分析灵活化以及成本
6、低廉化这“五化”的要求，采用无线星型网技术的车辆管理系统主要由管理中心、无线网关以及车载终端 TM 三部分组网构成，如图 2 所示。车载终端由无线星型网终端TM 构成，无线网关由无线星型网网关 GW 构成，管理中心由电脑服务器、通信接口设备等构成。管理中心电脑与无线网关电脑通过 LAN 网或其它网络，如互联网、GPRS、Wi-Fi 以及 ADSL 等网络相互连接。网关 GW 与终端 TM 之间通过UHF 射频信道相互连接。2.1 管理中心：管理中心的主要功能为：提供人机操作和界面，向无线网关发出控制命令；GW 网关TMTMTMTMTMTMTMTMTMTMTMTM移动移动移动通信范围图无线星型网
7、示意图 车辆信息动态管理系统 4记录、统计和处理来自无线网关的各种数据，按要求的格式显示、打印等。无线网关和管理中心之间的数据交换一般是由局域网 LAN 完成。如需要，也可由 GPRS或 Wi-Fi 无线 LAN 接口来完成。总之，无线网关与管理中心这一层的网络通信技术是相当成熟的，能够采用的技术很多。相反，无线网关和终端部分可用技术相对较少。管理中心可以有多个，这样方便数据备份，增加系统的可靠性和灵活性。互联网G P R S 网管 理 中 心 1D H C P 服务器管 理 中 心 2基站L A N 网 关G P R S 网 关L A N 网 关T MT MT M基站基站G P R S 网
8、关T MT MT MT MT MT MT MT M车 载 网 关P D A 网 关T MT MT MT MT MT MT MT MT MT M2.2 无线网关无线网关向上连接管理中心，向下连接车载终端 TM。根据与管理中心联系方式、放置位置区分不同的网关 GW，参见图 3。一种是仅有 LAN 接口（RJ45 接口）图 2 车辆信息动态管理系统网络示意图无线星型网 车辆信息动态管理系统 5的 GW（图 c） ；只能通过有线 LAN 网或 ADSL 连接到管理中心，通常固定于路口，这种 GW 成本最低：一种是带有 GPRS 的 GW（图 b） ，一般也置于路口；第三种是个人携带的 PDA 无线网关
9、（图 a） ，该网关除了与管理中心 GPRS 联网外，自己还具备一些数据处理能力和显示能力。第四种是车载式无线网关（图 d） ，这种车载网关数据处理能力和显示能力已经相当强，完全能独立应用，甚至可以不连接管理中心，当然，通过 GPRS 与管理中心连接是很容易的。网关 GW 一方面通过 UHF 无线电讯号与车载终端 TM 进行数据通信，另一方面通过 GRPS、LAN 接口连接管理中心。GW 与 TM 的无线通信速率可达 250kbps。无线工作频段可以是：315MHz、433MHz、868MHz、915MHz 以及 2.4GHz 中的一个；或根据用户要求确定工作频段。TM 与 GW 的无线数据通
10、信采用最小相移键控调制，即 MSK 调制。与通常的 FSK 比较，MSK 大幅提高了通信质量和速度。再加上系统采用无中继的星型网络拓扑，减少了通信的中间环节。这样，最大限度地增加系统的可靠性。加上国人无线快速连接建立技术，使终端 TM 的高速移动成为实际可能。无线 GW 内核GPRS 模块图 b GPRS 连接网关 GW无线 GW 内核LAN 接口图 c LAN 连接网关GW无线 GW 内核RS232 接口图 d 车载网关GW无线 GW 内核USB 接口PDA图 a 个人便携式网关GW图 3 四种类型网关 车辆信息动态管理系统 62.3 车载终端 TM车载终端 TM 由无线星型网络终端构成。T
11、M 置于车辆内。TM 拥有较多用户接口，这给用户功能扩展带来方便，参见图 4。终端 TM 与网关 GW 实行无线数据通信。在用户应用端，则有多种类的接口：一个 RS232 异步数据通信串口，一个 8bit 数字输入输出口以及 AD 变换模拟输入口等。若有必要，还可增加 I2C 总线和 LCD 显示。终端除了向 GW 发射终端的车辆身份标识外，用户还可向 GW 或管理中心传送车辆的各种运行数据，甚至来自传感器的模拟信号。同时亦可将管理中心的控制命令经无线网关无线转发给 TM，由 8bit 数字 I/O 口输出，最终到具体的控制执行器。例如：汽车熄火命令可从管理中心到 GW 再传递到 TM 的 I
12、/O 口，若 I/O 口已连接到汽车的点火开关，即可控制汽车熄火。由于本系统（GW 和 TM）采用了性价比很高的低功耗 MCU，因此系统功耗低、智能化水平高，性价比也很好并可制作成便携式卡片终端。三、 车辆信息动态管理系统功能和技术参数3.1 功能车辆身份识别：只要将车载终端置于车辆内，即可通过无线网关判定高速运动车辆的身份信息，如：车主名、车牌号、所属公司、税费完成状况、年检日期、运营扣分记录等。读取信息无须停车检查。运行状态跟踪：可将运动车辆运行状态数据，如：车速、GPS 位置、载油量、RS232 接口8 位数字 I/O口2 路 AD 接口车载终端 TM图 4 终端 TM 结构框图I2C
13、接口LCD 接口UHF 信号到用户应用接口 车辆信息动态管理系统 7发动机温度、车胎压力等物理参数传送到无线网关，通过管理中心数据处理后，形象显示和打印。车辆控制：根据车辆身份识别和运行状态跟踪的结果分析，如果车辆有不正常违规之处，管理中心可立即发出控制命令，迅速停止车辆行驶并作相应处理。车辆定位：通过道路边上安装的无线网关和移动 PDA 网关，由网关的位置即可计算出车辆的位置。这种定位方式成本低廉，不受 GPS 信号的影响，如某种原因 GPS 卫星信号受到干扰和中断，GPS 就无法定位，但本系统不会因此而中断定位工作。3.2 技术参数接口种类：RS232 串口、RS485 总线。LAN 接口
14、，外接转换器GW 串口参数 ：8 位数据，1 位停止，无校验位；波特率 9.6-115.2kbpsGW 与 TM 无 线频率：315MHz、433MHz、868MHz、915MHz、2.4GHz 可选调制方式：MSK 最小相移键控无线通信的方向性：定向、全向，用户可选数据传输速度：250kbit/s无线发射功率：30、20、10、5、0、5、7、10 dBm 可选无线通信距离：小于 100 米（发射功率 0dBm 时）数据采集与控制帧长度：24 个字节（可扩展到 48 个字节）终端 ID 长度： 5 个字节（可扩展到 8 个字节）网关同时容许终端数：255终端可移动速度快：100km/h网关工作电压：直流 3V网关工作电流：小于 25mA终端工作电流：小于 0.4mA（身份识别模式） ，小于 3.5mA（传
