储热移动车辆监控系统设计方案.docx
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储热移动车辆监控系统设计方案
一.储热车辆监控调度系统简介-1-
1.1储热车GPS监控系统原理-1-
1.2储热车监控调度各部分主要组成部分-1-
1.3系统主要功能-1-
二.储热车辆监控调度系统技术介绍-3-
2.1全球定位系统GPS-3-
2.2地理信息系统GIS-3-
2.3通用无线分组业务GPRS-3-
三.储热车辆监控系统设计-4-
3.1基于GPRS的车辆监控与指挥调度系统的三大组成部分-4-
3.2车载终端常用功能-5-
3.3监控调度系统-5-
3.4GPRS通信部分-7-
四.储热车辆监控系统主要部件-8-
储热车监控调度系统设计方案
一.储热车辆监控调度系统简介
储热移动车监控系统具有强大的监控调度功能和管理功能，将极大的降低企业的运营成本，提高企业的效益。
通过此系统可实时获取所管理车辆的分布情况、所在位置，能够对客户需求作出快速反应，迅速的将任务下达到指定车辆。
同时此系统可以对车辆的运行状况、行进路线进行监控，便于实施精细化管理，减少企业内部损耗。
一.1储热车GPS监控系统原理
系统主要由三部分组成：
车载系统+监控调度系统+GPRS通信系统。
在储热车上安装GPS定位装置、GPRS模块及单片机系统，储热车有温度监控系统、门禁系统、流量监测系统，视频监控系统，分别可以监测到储热车的内部温度，车门开关时间及次数，车内液体流入流出量，当前操作视频等数据。
然后通过GPRS网络将数据传送到GPS监控中心，监控中心时实监测到储热车的行进路径、温度变化、开关门情况、车载液体流量状况、储热车视频信息等，并随时通知司乘人员，以保证储热的温度等，便以监控、管理。
监控中心监控调度系统可以实时获取到当前储热车的位置及状态，便于实时调度管理。
本系统设计稳定可靠，可保证完成对储热车的实时整体监控。
一.2储热车监控调度各部分主要组成部分
车载系统：
包括GPS接收机，单片机系统及GPRS模块；
监控调度系统：
包括GIS工作站、通信管理服务器、数据库服务器、监控终端等；
GPRS通信部分：
包括GPRS基站控制器，移动交换中心，GPRS业务支持节点以及GPRS骨干网等。
一.3系统主要功能
1）实时查询车辆的位置和行驶数据信息：
对于所查询车辆的选择可以按单辆车、部分（分组）或全部车辆进行，选中车辆的实时位置信息和行驶数据信息将向管理中心报告。
位置信息包含经纬度值，行驶状态信息包括时间、速度、方向、设备故障信息等。
2）定时方式监控车辆位置：
管理中心可按单辆车、部分（分组）或全部车辆选择，要求车载终端按照定时方式连续上报车辆的实时位置，实现对于在途车辆的连续实时监控功能。
3）历史轨迹上传及轨迹回放：
车载终端上存储的历史轨迹记录可以由管理中心通过无线方式按照时间段提取后存储于管理中心，轨迹点可以在管理中心电子地图上回放以重现车辆的行驶过程。
4）报警功能：
车载终端设备可配置紧急报警开关（手动或脚踏），在有紧急情况如遇劫、求助等发生时，当驾驶人员按下按钮后车载终端会马上执行向管理中心的报警动作；管理中心接收到报警信息后立即以声音提示并结合文字提示信息通知值班人员，配合电子地图上位置信息为值班人员提供及时完整的报警信息和处理流程。
5）语音监听：
在一些特殊情况比如劫警发生后，可由车载终端主动向指定号码的固定或移动电话上拨号，使得监控中心可以监听车内情况。
6）遥控断油/断电及恢复：
车载终端对于配备断油电装置，管理中心在确认警情发生或其他特殊情况下，可以向车载终端发送断油电指令，车载终端在接收到指令后将执行断油电的动作。
在对车辆执行切断油路、或切断电路的操作后，需要远程恢复时，可采取此措施恢复供油电。
7）里程管理、油耗管理：
应用卫星轨迹的计算技术，对车辆任意时段内的行车里程和油耗进行科学化管理。
8）短信及文字信息交换功能：
监控中心对驾驶员发送短信，可单一发送，或者群发。
车载终端配合外接的中文液晶显示屏可与管理中心之间实现车辆调度、文字信息收发等功能。
9）越界/超速报警：
管理部门对按一定路线（区域）运行的车辆可设定运行界限，当车辆超出界限时，将向调度中心发出车辆越界报警。
管理中心系统记录报警信息并立即以声音提示并结合文字提示信息通知值班人员，配合电子地图上位置信息为值班人员提供及时完整的报警信息和处理流程。
10）指定行驶路线：
可将具体的路线和允许偏离距离由管理人员设定在车载单元内，由车载单元结合实时位置动态判断，若偏离指定的线路，并将偏离指定线路的信息通过无线方式上报到指定的监控中心，线路和允许偏离距离参数可由监控中心通过无线方式动态设定。
11）车载电话：
车载终端配备通话手柄和免提通话装置，使用者可以通过手动拨号和接听方式使用电话功能，亦可通过免提方式对来电自动接听，免提通话方式为驾驶人员在驾驶过程中通话提供便利
11）车载黑匣子：
车载终端设备可按照要求的时间间隔存储车辆的位置及状态信息，存储的时间间隔可以由监控中心通过无线方式动态设定。
所存储的信息可通过无线方式传输到管理中心。
12）车辆厢体门检测及报警：
可在运输过程中实时检测载货箱体的门状态，若在运输过程中检测到储热箱体非法开启，立即向监控中心报警。
13）管理中心提供对车辆、驾驶员等信息的录入、查询、编辑功能：
可按单车或分类查询方式进行查询，亦可以组合查询条件进行查询。
14）管理中心提供对营运数据的查询功能：
可按单车或分类查询方式，结合时间、时间段、车队、车型等查询条件进行查询。
15）统计报表功能：
可按照实际业务需求对驾驶员、车队或所有车辆按天、周、月、年进行车辆营运生成统计报表；对驾驶员、车队或所有车辆按天、周、月、年生成超速统计报表；按天、周、年生成营运分析报表；生成营运状况分析图表。
所有报表支持修改功能。
16）与内部管理系统结合：
可将GPS应用系统与企业内部管理系统结合，增强信息系统的整体功能。
17）INTERNET网上查车：
整个系统主要由监控中心、GSM、GPRS网络、监控分中心、安装车载终端的车辆、GPS系统以及为上述部分之间提供通信的无线和有线网络组成。
中心系统对外提供数据通信接口，可提供GSM短消息和GPRS两种通信方式，在实际建设时可以根据需要选用。
二.储热车辆监控调度系统技术介绍
2.1全球定位系统GPS
GPS全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS能够实现数据采集、故障诊断、跟踪监测、卫星调度、导航电文编辑等功能，用户端使用GPS接收设备实现定位导航功能。
GPS系统全球地面连续覆盖，能保证全球、全天候连续实时定位的需要；可精确、连续提供动态目标的三维位置、三位速度和时间信息，实时定时速度快；采用伪码扩频通信技术,发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。
储热车中的GPS信号接收机任务是：
能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，位置，甚至三维速度和时间。
2.2地理信息系统GIS
地理信息系统（简称GIS）是一项管理和研究空间数据的技术系统。
利用计算机对有关地理、空间位置的数据信息进行存储、查询和显示。
GIS条件下的电子地图数据库为车辆导航系统提供了存放和管理导航系统信息的可视化载体,有利于提高导航系统的工作效率。
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；具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用的功能，它可以将这些数据分层、分类叠加在电子地图上，并且地图对象和和数据库属性数据建立连接关系，这样通过地里信息系统就可以轻松实现地图与数据库的双向查询。
以直观的方式显示所有移动的目标，固定目标的位置和状态，并且直接在图形界面上对受控目标进行指挥调度操作。
2.3通用无线分组业务GPRS
通用无线分组业务GPRS是在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络，同时在网络上增加一些硬件设备和软件升级，形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端的、广域的无线IP连接。
通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，它以分组交换技术为基础，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发E-mail、Internet浏览等。
GPRS是一种新的GSM数据业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25服务。
GPRS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，资源被有效的利用。
GPRS技术160Kbps的极速传送几乎能让无线上网达到公网ISDN的效果，实现“随身‘携带’互联网”。
使用GPRS，数据实现分组发送和接收，用户永远在线且按流量、时间计费，迅速降低了服务成本；GPRS还有另外一个比较突出的特点就是可以将短信业务改为通过GPRS来实现，因为短信也是采用数据包的方式，扭以通过GPRS来实现后，可以空出更多的GSM控制信道资源，为系统的话音业务提供更为可靠的连接功能。
GPRS数据传输的优点
Ø移动通信：
GPRS无线通信打破了过去有线通信的固定位置限制，可根据业务需要随时增减数据传输点，极大地拓展了通信的领域。
Ø费用低廉：
GPRS网络按照客户收发数据包的数据流量来收费，而不是采用SMS的按短信条数的方式收费，极大地降低了通信使用费用。
以GPS监控系统为例，同样的一笔业务，其通信费用约为过去的1/5~1/8，具有较强的成本竞争能力和市场推广性。
Ø永远在线：
客户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时,客户仍然在网上与网络之间还保持一种连接。
Ø快速登录：
连接时间很快。
GPRS无线终端一开机，就已经与GPRS网络建立了连接，每次登录网络，只需要一个激活过程，一般仅需1到3秒。
Ø高速传输：
由于GPRS网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171.2kb/s。
实际使用中一般能达到20～40kb/s。
Ø组网灵活：
中国移动的GPRS网络覆盖面广，可在全国漫游而不增加额外费用，特别适合中小用户以低成本方式在短时间内组建自己的跨区域性数据网络。
Ø信道保障：
GPRS通信链路由中国移动这样的专业运营商维护，在出现通信链路中断的情况下能得到及时抢修，免除通信链路维护的后顾之忧。
Ø防雷击：
GPRS采用小功率短天线，不需要室外架设大天线，克服了有线传输设备和无线电台容易被雷击而损坏和中断通信的情况。
由以上比较可知，GPRS相对于其它通信方式的优点是采用IP协议传输，通信速度快、数据延迟小，按流量计费、系统运营成本很低，系统容量很大，上传和通话可以同时进行的，并且可以自由进行切换，非常适合应用于大规模的城市交通系统。
由于GPRS用户的数据通信费是以数据量为基础，而不考虑通信时长，所以GPRS用于IP业务的接入将更为用户所接受。
GPRS最大的特点就是“永远在线”。
从无线本身的特点来看，GPRS使GSM系统实现无线数据业务的能力产生了本质的飞跃。
三.储热车辆监控系统设计
3.1基于GPRS的车辆监控与指挥调度系统的三大组成部分
车载系统：
包括GPS接收机，单片机系统及GPRS模块
监控调度系统：
包括GIS工作站、通信管理服务器、数据库服务器、监控终端等
GPRS通信部分：
包括GPRS基站控制器，移动交换中心，GPRS业务支持节点以及GPRS骨干网等
车载系统安装在车辆及其他移动设备上，它主要由GPS接收机、单片机系统、GPRS模块等组成，单片机通过串口接收GPS接收机输出的定位信息，对数据进行编码后，通过GPRS模块以IP协议发送至监控中心在单片机与GPRS模块之间是通过PPP协议（点对点协议）进行通信的。
单片机程序中嵌入了IP协议和PPP协议简化内核。
3.2车载终端常用功能
Ø单次回报：
即点名回报，车机向中心回报一次车辆当前的位置和状态数据
Ø连续回报：
车机按照一定的时间间隔向中心回报车辆的位置和状态数据，分为定时回报和定次回报
Ø停止连续回报：
停止车机的连续回报操作
Ø解除报警：
车机因车辆行驶状态违反允许的规则后，比如超速、越界、紧急求救等，会触发报警，当中心接警并处理完毕后，可使用此功能解除车辆的报警状态
Ø远程遥控熄火：
车辆遭遇紧急情况时，监控中心评估司机或车辆所处的风险，可采取远程熄火，驶车辆熄火停止行驶的操作
Ø恢复油电：
在对车辆执行切断油路、或切断电路的操作后，需要远程恢复时，可采取此措施
Ø车机重启：
一种预防性措施，当车机长时间运行后，如果出现问题，可使用此功能使车机回到出厂时的设置
Ø发送短信：
监控中心对驾驶员发送短信，可单一发送，或者群发
Ø设置超速值：
设置车辆允许行驶的最高速度，如果车辆行驶速度超出此值，将向监控中心发送超速报警
Ø设置行驶区域：
设置车辆允许行驶的矩形区域范围，如果车辆行驶出该区域，将向监控中心发送越区报警
Ø紧急求救：
车机有一条隐蔽的触线按钮，当遇到紧急情况，如遭劫持时，可触动此按钮，向监控中心告知所处的危险处境,中心核实情况后，将通知警方
3.3监控调度系统
主要包括数据库服务器、WEB服务器、及通讯管理服务器及GIS工作站。
数据库服务器：
负责系统所有数据的建立、存储、备份、管理；WEB服务器：
负责为用户提供网上查询；通讯管理服务器：
负责整个系统与GPRS网的接口、收发信息、及控制系统网上的通讯流量。
GIS工作站是车辆监控调度的工作平台，负责接受车辆回报的位置信息并在电子地图上直观的显示出来，接受并处理车辆发来的紧急报警等信号；操作人员可以在该平台上对车辆发布监控指令，进行车辆的监控、调度、管理，发布信息，进行电子地图的维护管理。
移动目标的位置与状态信息通过GPRS网传至GPRS网关，GPRS网关通过INTERNET以IP协议将这些信息发至监控中心的GIS网络服务器。
监控中心的控制信息亦通过此通信链路下达控制移动目标。
各用户终端通过互联网、专线、局域网方式登录管理服务器，对受控车国内进行监视与控制。
系统是基于局域网的架构设计的，可以很方便的进行扩展，并与其它系统接口、兼容。
集团用户只需要添加配置较好的个人计算机和专线通路就可以作为本中心的分中心。
并获取一定的管理权限即可实现车辆的基本管理。
3.4GPRS通信部分
GPRS部分包括GPRS基站控制器、移动交换中心、GPRS业务支持节点、GPRS骨干网等。
移动目标与监控中心之间信息的传递示意图：
本系统中移动目标与监控中心之间定位信息与控制信息的发送与接收分成两部分，在移动目标与GPRS网关之间利用GPRS网，在GPRS网关与调度指挥中心之间采用公众互联网（INTERNET）。
移动目标主要通过GPRS网来传送GPS定位信息、车辆的报警信息和调度中心的控制信息。
信息数据是采用IP协议通过GPRS的数据信道来传输的。
四.储热车辆监控系统主要部件
车载系统主要部件有GPS部件、GPRS部件、温度传感器、油控传感器、门禁传感器、储热液体流量传感器等。
GPRS增强型车载GPS机：
GPRS增强型车载GPS机在普通GPS车载机上增加了行车记录仪、道路检测器、图像传输、语音提示等几项功能。
此GPRS增强型车载GPS机可应用于几乎所有目前GPS应用领域，如安防、出租车、车辆租赁行、物流业、长途客运、特种运输、监管运输等。
一、基本功能：
1、14路信号传感器：
GPS天线开路、GPS天线短路、主机掉电由后备电池供电、电瓶拆除、车门、紧急按钮、发动机、ACC、高电平传感器（高于6V有效）1、高电平传感器2、低电平传感器（搭铁有效）1、低电平传感器2、温度传感器、设防信号传感器。
2、13种车辆状态：
GPS天线开路、GPS天线短路、主机由后备电池供电、电瓶被拆除、车门、发动机、ACC、高电平传感器1、高电平传感器2、低电平传感器1、低电平传感器2、断油电、设防。
中心可随时查询到这些状态，将高/低电平传感器接刹车灯、尾灯、计价器开关等即可对这些信号进行监控
3、3种设防状态：
非设防状态、预警戒状态、警戒状态
4、27种报警类型：
盗警、劫警、三次密码错误报警、电瓶拆除报警、非法点火报警、GPS天线开路报警、GPS天线短路报警、禁止驶入越界报警、禁止驶出越界报警、超速报警、低速报警、GPRS阻塞报警、GPS接收机故障报警、温度报警、8种传感器自定义触发报警、新图片报警、道路检测偏离报警、道路检测超速报警、道路检测通过时间上限报警、道路检测通过时间下限报警。
5、3种报警方式：
短信报警、GPRS报警、无GSM信号时声光报警
6、64个电子围栏设置禁止驶入、禁止驶出越界报警
7、8种传感器自定义触发报警：
实现开关ACC、发动机、电瓶低电压、开关车门、货箱、出租车计价器等自动报警
8、8种传感器状态变化自动GPRS传输，车辆状态变化实时报告，敏感信息随时监控
9、32个防爆区设置防爆功能，进入防爆区GSM自动关机，离开防爆区GSM自动开机
10、温度测量范围-55℃～+125℃，分辨率0.5℃，可设定高、低温报警门限
11、GPRS/短信（命令、数据）同时并行：
GPRS永远在线，短信永远在线（GPRS在线发短信），同时保证了速度/流量（GPRS）和可靠性（短信）。
12、GPRS/通话同时并行：
GPRS在线处理打入、打出电话，接通后GPRS传输挂起（TCP连接保持不断）电话挂断后恢复GPRS传输。
13、支持TCP/UDP协议，GPRS3通道传输同时并行：
TCP命令通道、TCP数据通道、UDP数据通道，支持TCP、UDP数据通道同时以最快1秒/次稳定传输。
14、128点/4KBTCP数据缓存，256点/8KBUDP数据缓存，1KB命令缓存：
GPRS掉线、电话通话中数据压入缓存，恢复后立即传送，不丢数据。
15、GPRS掉线自动重拨，永远在线。
16、实时GPRS流量查询，随时知道上行、下行IP包总字节数
17、针对移动通信的TCP/IP协议栈，不会产生多余流量
18、TCP、UDP协议均支持压缩传送以节约流量
19、相同的短信/GPRS命令及应答格式：
可任选短信/GPRS通道传送，短信中心可立即升级为GPRS中心。
20、丰富的命令集，各种功能均可通过命令打开/关闭，各种参数均可空中设定。
21、短信主、辅双监控中心号码
22、无线更改热线电话号码
23、GPRS传输短信，短信沉默功能，车载机零短信费
24、自动监控功能，定时或定次自动回传车辆位置信息、状态信息
25、接收显示短消息，显示普通短消息或中心调度命令
26、向中心发送固定短消息
27、GPRS交互式短消息：
中心向终端发送文字信息，特别适合调度命令传送
28、GPRS透明传输用户数据，用于计费、税控、货单等信息传输
29、高速、低速报警
30、车上蜂鸣器超速提示
31、30个时间段切断电路、油路，确保安全
32、监听功能，中心命令车载机拨打指定号码监听
33、禁止打入、打出电话
34、16号段条件打入、打出电话
35、行驶里程查询
36、手柄、LCD屏直接显示车辆位置
37、电瓶保护功能，电瓶电压过低、过高时脱离电瓶。
38、过压保护，长时间承受100V电压不会损坏
39、全部安装接线自检功能
40、内置后备电池，已预置外接大容量后备电池接口及充电电路
二、行车记录仪
1、内置式行车记录仪
2、根据不同的硬件版本，最多记录条数为12288、28672、61440。
3、行车记录后台进行，完全独立于正常的记录传输
4、记录间隔1-65535秒可调
5、行车记录数据GPRS传输，传输10,000条行车记录需时大约7分10秒。
6、6种GPS信息：
经度、纬度、方向、速度、时间、日期
7、11个传感器状态：
发动机、ACC、车门、电瓶拆除、后备电池、GPS天线开路、GPS天线短路、高电平传感器1、高电平传感器2、低电平传感器1、低电平传感器2
8、2种车辆状态：
设防状态、断油电状态
9、22种报警状态：
盗警、劫警、三次密码错误报警、电瓶拆除报警、非法点火报警、GPS天线开路报警、GPS天线短路报警、禁止驶入越界报警、禁止驶出越界报警、超速报警、GPRS阻塞报警、GPS接收机故障报警、温度报警、8种自定义报警、新图片报警。
三、道路检测器
1、内置式道路检测器
2、8条道路数据，可随时通过GPRS传输改写
3、每条道路由连续1024个点（围栏）构成
4、1秒钟完成全部1024点道路运算，各种报警条件检测1秒钟之内完成
5、道路偏离检测、报警
6、单点、分段限速检测、报警
7、单点通过时间上、下限检测、报警
8、单点发送道路检测报告
9、道路检测报告用于报警、通知进/出站，提货、卸货等
道路检测报告信息：
围栏号、站点属性1/站点属性2,是否有道路偏离报警、超速报警、通过时间超过上限报警、通过时间低于下限报警等
10、单点车上设备自动控制输出，512种控制字，用于控制VCD播放器、自动报站器等
四、图像传输
1、31张图片存储
2、4种图片格式：
320x240低分辨率、320x240高分辨率、640x480低分辨率、640x480高分辨率
3、2种拍摄方式：
中心发送命令拍摄、传输
关车门后车速达到20公里/小时，拍摄后存储，并触发新图片报警。
4、图片索引，记录每张图片拍摄的日期、时间、位置、车辆状态等
五、语音提示器，用于司机提示、自动报站、自动导游等
1、30分钟语音长度
2、256段语音分段
3、司机、乘客分别语音提示
4、2W可调输出功率
六、GPS性能
1、结构：
并行12通道，L1波段（1575.42MHz），C/A码（1.023MHz码片速率）
2、同时跟踪能力：
同时跟踪12颗卫星
3、捕获时间：
重捕获时间2.0秒；温启动15秒，典型初始化启动35秒；冷启动40秒。
4、定位精度：
<15米
5、速度精度：
0.1米/秒
七、GSM/GPRS性能
1、频率：
EGSM900/GSM1800
2、发射功率：
EGSM900：
CLASS4（2W）/GSM1800：
CLASS1（1W）
3、GPRS：
GPRSmulti-slotclass8/GPRSmobilestationclassB
下行速度：
最高85.6Kbps/上行速度：
最高21.4Kbps
八、整机主要技术参数
1、电源电压：
12V或24V（标称）
2、电瓶保护电压：
低端：
10V（12V机型）或20V（24V机型）。
高端：
33V。
电瓶电压低于低端或高于高端保护电压自动切换到备用电池工作。
3、极限输入电源电压：
100V
4、电源电流：
140mA
5、工作温度：
-20℃～+70℃
6、相对湿度：
20～95%
7、定位精度：
<15m
图片拍摄效果图：
水流量传感器
油耗传感器
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