G300型GPRS模块在GPS车载系统中的应用

一、概述

    随着我国经济改革的不断深入和市场经济体制的逐步建立，公路建设、道路运输等各项交通事业正在跨越式地向前发展,为了实现进一步管理好运输市场, 保证运输安全等一系列目标，各级交通部门正在积极推行“智能交通”：即通过运用先进的信息、通信、控制等高新技术对传统运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型交通运输。

    在长途班车、旅游客车、危险品运输车辆上安装车载GPS卫星定位系统后，通过中心监控系统可以对车辆进行实时监控，对管理部门监督驾驶员超速行车、疲劳驾驶、提高运输生产组织水平等具有积极的辅助管理作用；同时监控中心可对与正处于超速、抛锚等情况的长途营运车实施报警功能，从而降低交通事故的发生率，对提高运输安全生产具有积极的意义。目前车载GPS系统已被相关管理部门和企业所认识并正在积极推广应用中。

    北京捷麦通信器材有限公司是专业从事无线数据通信的高科技公司，公司已经向市场推出一系列GPRS无线通信产品，结合最新的车载GPS技术，推出了新一代全IP网络车载GPS监控传输系统，创新地使用利用中国移动的GPRS网络的来进行数据传输，具有费用低廉，组建网络简单等特点。

二、现有车载GPS短信系统分析

    车载GPS短信系统通信主要采用GSM 短信方式来实现，其方案技术特点如下：

    1、车载GPS信息机对GPS 设备实时采集的汽车的位置信息进行收集和运算处理。

    2、车载GPS信息机对处理后的信息定时以短信发送给运管监控中心或者指定手机号码。运管监控中心通过指定手机号码接收相应的车载GPS信息。特殊情况下，运管监控中心通过指定手机号码直接发送短信控制车载GPS系统，如告警或强制熄火等

    3、现有GPS短信方案缺点：

    传送时间不确定：因为短信采用信道命令时隙来传送，没有专门的数据通道，所以在命令时隙出现繁忙时候就容易出现数据传送延迟或丢失的情况。

    信道容量有限：一条短信最多能传送140 个有效字节，不能全面及时地反映车辆的实时信息；

    通信费用昂贵：基本按照收发的总条数来计算；

    可扩展性差：以SMS为主要通信链路，受链路带宽的影响，无法进一步扩展将来的其它数据传输业务。如车辆运行中的图像监控等。

    尽管车载GPS监控系统有利于交通部门实现交通管理智能化，但目前短信方式的综合性能较差从而阻碍了该系统的全面推广。

三、GPRS发展现状及技术分析

    GPRS(General Packet Radio Service通用分组无线业务)是在现有GSM网络上发展出来的一种新的分组交换数据应用业务。GPRS是全球移动通信网络技术向第三代移动通信(3G)演进的主流技术和重要里程碑，被称为2.5 代移动通信。与传统的GSM电路拨号交换相比，GPRS在资源利用效率、交换容量和性能上都有一个质的飞跃。GPRS 抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s。目前中国移动的GPRS覆盖范围在中心城市几乎达到了100%，在边远地区也达到了80%以上，实际应用带宽大约在20-40Kb/s，特别适合像金融交易、远程监测等行业各种中、低速率的突发通信需求，完全取代过去传统的有线MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。

    GPRS 采用TCP/IP协议，非常容易和现有INTERNET技术及应用平台整合，将使各种IP技术与服务同移动通信技术相结合，为客户提供各种高速高质的移车载动数据通信业务。

四、车载GPS系统GPRS新方案

    深入分析现有车载GPS短信系统，我们认为是一种组网方便、性价比高、随时在线的、稳定的通信方式，可有效解决车载GPS监控系统在通讯传输中庞大费用等问题，是车载GPS监控系统在运输行业中普遍推广的必要手段。而现在中国移动的GPRS网络正是满足这一需求的新兴通信方式，完全可以保证GPS监控系统数据传输的实时性与可靠性，同时在性能和价格方面均有质的飞跃。其组网方式如下：

1、主要特点：

    通讯费用低：车载GPS监控系统的通信特点是具有突发性，但数据量小，对采用按流量计费的GPRS非常有优势。以一次GPS信息传输为例，采用短消息方式最低费用为0.10 元/条。而采用GPRS方式，费用降低为1～2分钱，降低了80%以上，非常具有成本优势。

    数据传输效率高：GPRS是一种新型移动数据通信业务，给移动用户提供高速无线IP服务。GPS设备采集的位置信息经过分析处理后，封装在TCP/IP协议中进行传输，其最大数据传输效率高达90%。

    强有利的安全措施：GPRS网络采用GSM 的多种物理信道加密方式，可完全满足运输管理系统对安全的扩展性要求。

    可扩展性强：可根据将来业务的需要在GPRS上增加新的监控内容，如增加图像传送等等。

2、数据中心简介

    监控中心用G300型GPRS模块，用于接收现场采集到的GPS信息，通过组态软件显示。G300与组态软件兼容，不需要驱动程序。

3、车载GPS系统简介

    车载GPS系统包括GPS定位仪及GPRS。GPS定位仪G300间通过串口连接。

    GPS仪器通过卫星定位系统采集位置坐标信息

    GPS仪器将位置信息通过串口传送到GPRS

    GPRS完成对坐标信息的分析与处理。

    GPRS将处理后的串口数据以TCP/UDP 数据帧发送到GPRS 网络。

    具体实现框图如下：