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1、河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：公交车管理系统车载终端设计学生姓名： 张永伟所在院系： 机电学院所学专业： 应用电子技术教育导师姓名： 赵明富完成时间：2009年 5 月19日1摘 要本文主要阐述了一种智能公交管理系统(ITS)的车载终端的设计方法。所谓智能公交通管理系统,就是在公交网络分配、公交调度、预测算法等关键理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、电子、控制、计算机、网络、定位技术、GIS等新技术集成应用于公共交通系统，通过构建现代的信息管理系统和控制调度模式，实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，增强公交企业管理水平和服务水平
2、，提高公交企业的运营效率和效益；同时为出行者提供更加安全、舒服、便捷的公共交通信息服务。而车载终端设备作为实现该系统的关键设备，可以实现车辆位置信息的读取，车辆运行状况记录，自动报站以及车辆与管理站的无线通信等功能。 关键词：定位技术，智能公交管理系统，车载终端A design about automotive terminal in Intelligent Transportation management SystemAbstractThis paper described a design method about automotive terminal in Intelligent T
3、ransportation management System (ITS). The so-called Intelligent public Traffic management System is based on such key theoretical research as the allocation of public transport network, bus scheduling, prediction algorithms and use of Systems Engineering Methods of modern communications, informatio
4、n, electronics, control, computer, networking, positioning technology, GIS and other new technologies in the Public Transport System, Then ,build a modern Information Management Systems and Control Transfer Scheduling mode to achieve a informational, modern, intelligent public transports scheduling,
5、 operation and management, In order to enhance public enterprise management and service level, to improve public transport enterprises operating efficiency and effectiveness, At the same time provide a more safe, comfortable, convenient public transportation service in information. The car terminal
6、device as a key equipment of the system, mainly have following functions: to read the vehicle positioning information, vehicle operating conditions record, automatic reporting stop station, realizing wireless communication between Management station and vehicle.Keywords：GPS，ITS，Automotive Terminal目
7、录1 引言11.1 智能公交系统的发展11.2 所涉及的各种技术介绍11.2.1 GSM网络11.2.2 全球定位系统（GPS）21.2.3 地理信息系统（GIS）22 系统设计方案33 方案论证33.1 通信方案论证33.2 车辆定位方案论证43.3 近距离无线通信方案论证54 硬件设计54.1 控制电路的设计54.1.1 控制系统的主要功能54.1.2 MCU的选用54.1.3 串口扩展的实现64.2 GPS接收器RCB-4H的技术介绍74.3 GSM模块TC35I的技术介绍74.4 语音报站系统设计84.5 其他电路设计95 系统软件设计95.1 GSM常用AT指令95.2 NMEA 0
8、183语句说明105.3 各模块软件设计115.3.1 初始化系统115.3.2 GSM初始化模块125.3.3 RCB-4H接收模块145.3.4 LCD显示模块145.3.5 语音模块的软件设计155.3.6 定位站点165.3.7 身份授权及验证模块175.4 整个车载终端的程序流程图185.5 上位机管理中心系统软件设计196 总结19致谢19参考文献20附录1211 引言现在汽车已经越来越智能化，公交管理系统是不是也该如此呢？毫无疑问这是非常必要的。世界各地的城市都急需完善基础设施来满足人民需求，但往往都是心有余而力不足。就以美国为例，1982 到 2001年人口增长了约 20%，而
9、交通流量却暴增了 236%。 铺设更多新的道路和车道也许不太现实，但是将智能工具运用到道路和汽车中无疑是可以实现的，例如，增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。公交系统的自动报站、GPS定位、行车记录、整车实时监控、车辆调度等功能的智能化、自动化正在人们日常生活中发挥着越来越大的作用，其中加装车载终端是实现整个管理系统智能化的必经途径，车载终端的质量直接影响了整个系统的指标。1.1 智能公交系统的发展所谓智能公共交通管理系统(ITS),就是在公交网络分配、公交调度、预测算法等关键理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、电子、控制、计算机、网络、定位技术、GIS等新技术集
10、成应用于公共交通系统，通过构建现代的信息管理系统和控制调模式，实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，增强公交企业管理水平和服务水平，提高公交企业的运营效率和效益；同时为出行者提供更加安全、舒服、使捷的公共交通服务信息服务。七十年代国外因为发达的公交网络运转流畅，已经提出应用各种技术措施来实现公交车定位，车辆运行监控，自动报站等功能，例如增设路边传感器、射频标记和全球定位系统。八十年代初期部分发达城市已经实现了这些功能，目前公交管理系统的智能化研究主要集中在一些细节优化方面，比如更加实时的路况监控设备，最优车辆调度算法，设备的性能以及降低系统的建设和维护经费上。我国的公交系统到了
11、21世纪才在部分大城市初具规模，才有部分城市实现IC缴费，车辆实时定位，电子站牌等基本智能化功能。目前我国所有的城市车辆监控系统，都在逐渐实现智能化，例如，自动报站、GPS定位、行车记录、整车实时监控、车辆调度等功能的智能化、自动化，部分大城市也已经赶上世界发达国家的公交智能化水平，智能车载终端的研究和生产也初具规模。1.2 所涉及的各种技术介绍1.2.1 GSM网络GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通讯系统）是基于时分多址技术的移动通讯系统，是目前发展比较成熟、完善、应用最为广泛的通讯系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通
12、讯网（主要包括中国移动和中国联通两家大型运营商），是我国公众移动通讯网的主要方式，它主要提供话音、短信息、数据等多种业务。其中基于GSM-SMS和GPRS功能可以开发出传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通讯系统。由于GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，不需组建专用通讯网络，就可以完成远程数据通讯，而且具有较好的实时性，所以GSM网络的应用越来越广泛。1.2.2 全球定位系统（GPS）GPS(global positisioning system) 简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可
13、以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分GPS卫星；地面控制部分地面监控系统；用户
14、设备部分GPS 信号接收机。GPS定位技术具有高精度、高效率和低成本的优点，使其在各类大地测量控制网的加强改造和建立以及在公路工程测量和大型构造物的变形测量中得到了较为广泛的应用。1.2.3 地理信息系统（GIS）物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（ Geographic Information System, 简称 GIS ）作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。从技术和应用的角度， GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度， GIS 是在
15、地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上， GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度， GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。2 系统设计方案GSM收发器微处理器（MCU）显示电路GPS接收器语音报站电路键盘接口行车记录接口车载终端硬件整体设计主要由七部分组成：微处理器（MCU），显示屏，GSM通信模块，GPS模块，语音报站电路，行车记录接口，键盘接口；终端系统整体框图如图1所示。图1 车载终端系统框图GPS接收器由RCB-4H构成，以每秒一次的速率更新车辆位置信息，车辆位置信息由MCU读取并控制GSM收发器，把当前位置信息发送给管理中心，同时MCU根据当前位置控制语音报站实现语音报站功能；另外RCB-4H还可以获得精确的世界时间来校准时间，显示屏可以提供时钟显示和消息报告功能，行车记录电路可以记录当前行车的速度，乘客数量等等，并存储在片外存储器中，当出现交通事故时可以提供具体的数据；另外还设置了部分功能键和扩展接口，状态指示等电路。3 方案论证3.1 通信方案论
