车载智能交通系统

  将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。

概述

  智能交通系统(Intelligent Transport System,即ITS)采用信息技术、计算机技术、控制技术等于手段对传统交通运行系统进行改造,以达到增强系统运行效率、提高系统可靠性和安全性、减少能源消耗和对自然界的污染等目的。ITS总体来说包括四部分:交通信息采集部分、车辆调度控制部分、电子收费系统和交通信息服务。其中的每个部分都需要车载终端的参与:在交通信息采集部分,需要车载终端提供车辆的准确定位信息和车辆运行情况信息;在车辆调度控制部分,车载终端作为控制的接收端,负责接收 ITS中心的调度指挥信息;电子收费系统需要车载终端与收费站自动完成付费交易;车载终端还是交通信息服务的接收平台,把服务显示给车辆驾驶员和乘客。

车载GPS智能终端的功能

  根据ITS 系统的要求,车载GPS智能终端应具有如下功能:

  (1)车辆定位;

  (2)终端与ITS控制中心通讯;

  (3)报警,包括主动报警和自动报警;

  (4)在必要时进行车内监听;

  (5)在必要时控制汽车熄火;

  (6)显示调度信息。

  另外,车载GPS智能终端还根据用户需要实现了其它功能:

  (1)可拨打车载电话;

  (2)限制车辆行驶范围和行驶时间,监控车辆的行驶轨迹等。车载GPS智能终端的这些功能使其特点适用于汽车保险、运输车队或出租车队的管理、调度等领域。

基于GPS-GSM/GPRS的ITS系统设计

  目前全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)的技术已经比较成熟,使用也非常方便,通过专用的GPS模块即可方便地获得车载GPS智能终端所在的全球定位坐标。其定位精度比较高,一般误小于15m。

  如何把定位信息发送给ITS 中心一直是比较难解决的问题之一。以往的ITS系统多采用集群通信系统实现车载终端与ITS中心的通讯。但是这种系统具有覆盖区域小、安装维护费用高、技术复杂等缺点。近两年随着GSM/GPRS网在中国的普及,车载终端通过GSM/GPRS网与ITS中心通讯的方式已经成为的方式。这主要由于以下原因:(1)GSM/GPRS网覆盖面广,目前已经遍及我国大部分地区,包括乡村和边远地区;(2)无需建网、维护;(3)GSM/GPRS网可靠性高、误码率低;(4)使用短消息功能或GPRS进行数据传输,费用比较低;(5)由于GSM/GPRS技术使用广泛,提供相应通讯模块的厂商较多,价格也比较合理。这里设计的ITS系统就是基于GPS卫星系统和GSM/GPRS这两大系统的。其结构如图1所示。

  首先车载GPS 智能终端通过GPS卫星定位自己的全球坐标;然后以消息或GPRS数据通讯方式把定位信息发送到ITS中心,ITS中心的控制调度命令也是通过 GSM/GPRS网络发送到车载GPS智能终端中,终端与ITS中心的通讯符合专用的命令协议;,互联网的用户还可以通过VPN专用网技术或其它安全联网技术连接到ITS中心,以控制、查看车载终端的状态。

车载GPS智能终端软件系统的设计

  首先介绍程序响应的中断系统。由于单片机与模块之间的通讯是不定期、不定长的通讯,为了保证不出现阻塞情况,系统采用中断接收方式:把接收到的所有数据在中断过程中放入对应的循环缓冲区之中,然后由主程序解析接收到的串口数据。单片机还要响应另外两个中断:一个是报警按钮被按下时触发的中断;另一个是定时中断,它每20ms触发一次,用于检测GSM模块的超时应答。

  车载GPS 智能终端软件系统的主要功能是由主程序完成的。主程序采用状态机的系统结构,其总体结构图如图4所示。其中,(a)为总体流程框图,(b)为GSM报文处理部分流程图,(c)为GPS报文处理部分流程图。终端可以处于8种状态:空闲、上传定位信息、定时上传定位信息、拨号、通话中、网络无法连通、GPS无法定位、报警。状态间的切换主要由ITS中心通过发送消息的命令报文控制。

车载智能交通系统

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