1 引言

隨著汽車在日常生產(chǎn)和生活中起的作用越來越突出，如何實(shí)現(xiàn)各類車輛的有效指揮、協(xié)調(diào)控制和管理已經(jīng)成為交通運(yùn)輸和安全管理部門面臨的一個(gè)重要問題。為了滿足提高運(yùn)輸效率和安全保障的需要，對(duì)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)的研究也日趨迫切。

車載GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)是GSM全球數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)和GIS地理信息技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合研制開發(fā)出來的軟件技術(shù)。它是通過安裝在車輛上的GPS接收機(jī)（即車載機(jī)）接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)控中心的通信控制器從GPS接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息，結(jié)合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)報(bào)，然后通過無線信道發(fā)往控制中心；控制中心的主站接收子站發(fā)送的數(shù)據(jù)，處理接收信息通過短消息的方式逐次直接發(fā)送給每一臺(tái)車載機(jī)。最后，將車輛的具體數(shù)據(jù)和狀態(tài)在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來。

本文討論的就是從接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息的方法，以及中心處理信息后發(fā)送命令集的實(shí)現(xiàn)過程。

2 GPS車載機(jī)的通信協(xié)議

車載機(jī)與監(jiān)控中心之間的通信方式均以中心發(fā)送命令，車載機(jī)應(yīng)答的方式進(jìn)行，所以我們對(duì)車載機(jī)GPS信號(hào)的分析與處理必須完全依據(jù)車載GPS接收機(jī)與監(jiān)控中心的通信協(xié)議來進(jìn)行，下面是GPS車載機(jī)通信協(xié)議的部分內(nèi)容。

車載機(jī)返回信息

一般信息：

*XX，YYYYYYYYYY，V1，HHMMSS，S，latitude，D，longitu de，G，speed，direction，DDMMYY，vehicle_status#

確認(rèn)信息：

*XX，YYYYYYYYYY，V4，CMD，hhmmss，HHMMSS，S，latitu de，D，longitude，G，speed，direction，DDM MYY，vehicle_status#

區(qū)分一般信息和確認(rèn)信息的方法是看車載機(jī)傳回來的信息中是否包含“V4”，判斷返回信息是否有效的方法是看回傳信息中是否包含“HQ（制造商名稱）”。

其中：‘*’表示命令頭；‘XX’表示制造商名稱；‘，’表示分隔符；

‘YYYYYYYYYY’表示車載機(jī)序列號(hào)；‘CMD’表示被確認(rèn)的中心命令；‘hhmmss’表示被確認(rèn)命令中的時(shí)間值；‘HHMMSS’表示車載機(jī)時(shí)間；‘S’表示數(shù)據(jù)有效位；

‘latitude’表示緯度；‘D’表示緯度標(biāo)志；‘longitude’表示經(jīng)度；‘G’表示經(jīng)度標(biāo)志；‘speed ’表示速度；‘direction’表示方位角；‘DDMMYY’表示日/月/年；

‘vehicle_status ’表示車輛狀態(tài)。

車載機(jī)返回GPS信息模式有兩種，一是返回最近的有效的GPS信息；二是返回最新的GPS信息。

中心發(fā)送命令結(jié)構(gòu)和命令集

中心發(fā)送命令結(jié)構(gòu)是：*XX，YYYYYYYYYY，CMD，HHMMSS，PARA1，

PARA2，。..#

在編寫中心發(fā)送指令時(shí)必需按照這個(gè)格式來寫，下面列出其中的七個(gè)中心發(fā)送命令。

定位監(jiān)控命令D1：該指令要求車載機(jī)以interval為時(shí)間間隔，回傳count次定位信息。

自動(dòng)監(jiān)控設(shè)置命令S17：該指令完成對(duì)自動(dòng)監(jiān)控參數(shù)的設(shè)置。

參數(shù)設(shè)置指令S12：該指令僅用于對(duì)S17命令的開關(guān)控制。

設(shè)置監(jiān)控中心短信號(hào)碼S2：車載機(jī)收到指令后將立即向新的監(jiān)控中心發(fā)送確認(rèn)信息。

通話設(shè)置指令S13：phone_flag的bit0=0時(shí)允許打出，bit1=0時(shí)允許接聽。

清楚報(bào)警指令R7：車載機(jī)收到命令后將清除掉所有報(bào)警信息。

冷啟動(dòng)指令R1：車載機(jī)收到命令后將執(zhí)行冷啟動(dòng)復(fù)位，所有狀態(tài)參數(shù)全部清零。

3 通信軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

GPS信號(hào)與監(jiān)控中心之間的通信大致分成兩個(gè)步驟：一是GPS接收機(jī)（即車載機(jī)）接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)控中心的通信控制器從GPS接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間等數(shù)據(jù)信息；二是監(jiān)控中心將分析出的數(shù)據(jù)信息通過短消息的方式發(fā)送命令給每一臺(tái)車載機(jī)。具體步驟如下：

從車載機(jī)接收的GPS信號(hào)中判斷返回的信息是否有效，如果無效則直接丟棄，如果有效，則確認(rèn)是一般信息還是確定信息，再接收處理一般信息或確定信息。

區(qū)分一般信息和確認(rèn)信息的依據(jù)是參數(shù)字符串是否包含“V4”。

Result ：= False;{初始返回結(jié)果}

Result ：= pos（‘V4’， Str） 》 0;{如果str包含“V4”，就返回true，否則false}

判斷是否返回有效的信息的依據(jù)是參數(shù)字符串是否包含“*HQ”。

Result ：= False; {初始返回結(jié)果}

Result ：= pos（‘*HQ’，Str） 》 0；{如果str包含“ *HQ”，就返回true，否則false}

一般信息的標(biāo)志是V1。車載回傳的一般信息中包含的參數(shù)有車載序列號(hào)、移動(dòng)電話號(hào)碼、車牌號(hào)、時(shí)間、經(jīng)緯度、速度、方位 、日期。

//獲取車載序列號(hào)（同樣的方法可以獲取移動(dòng)電話號(hào)碼、車牌號(hào)、時(shí)間）

sCarNo ：= copy（RecvGprs， iPos + 4， 10）;

//獲取緯度（同樣的方法可以獲得經(jīng)度）

sLatitude ：= copy（RecvGprs， iPos + 3， 9）;

sLatitude ：= FloatToStr（ StrToFloat（copy（sLatitude， 1， 2）） +StrToFloat（copy（sLatitude， 3， 7）） / 60 ）;

//獲取南緯和北緯（同樣的方法可以獲得東西經(jīng)）

iPos ：= pos（‘，S，’， RecvGprs）; {查找“，S，”在RecvGprs 的位置}

if iPos 》 0 then; {如果RecvGprs 包含‘，S ，’ 就執(zhí)行下面語句}

sNS ：= ‘南緯’

else begin

iPos ：= pos（‘，N，’， RecvGprs）; {查找“，N，”

在RecvGprs 的位置}

sNS ：=‘北緯’;

end;

//獲取速度、方位 、日期

sSpeed ：= copy（RecvGprs， iPos + 3， 6）;{獲取速度}

sDirection ：= copy（RecvGprs， iPos + 10， 3）;{獲取方位}

sDate ：= copy（RecvGprs， iPos + 14， 6）; {獲取日期}

if Pos（‘。’， sSpeed） 《= 0 then{判斷sSpeed 是否包含‘。’，如果包含就執(zhí)行下面語句}

begin

sSpeed ：= copy（RecvGprs， iPos + 3， 3）; {獲取速度}

sDirection ：= copy（RecvGprs， iPos + 7， 3）; {獲取方位}

sDate ：= copy（RecvGprs， iPos + 11， 6）; {獲取日期}

end;

//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

sSpeed ：= FormatFloat（‘0.00’ ，StrToFloat（sSpeed） * 1.852）;{行駛速度轉(zhuǎn)換}

sSceond ：= copy（sTime， 5， 2）;{時(shí)間轉(zhuǎn)換}

if StrToInt（sSceond） 《 60 then{時(shí)間轉(zhuǎn)換（‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’表示為：年月日時(shí)分秒}

sDate ：= FormatDateTime（‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’， IncHour

（StrToDateTime（‘20’ +copy（sDate， 5， 2） + ‘-’ + copy（sDate， 3， 2） + ‘-’ +

copy（sDate， 1， 2） +‘ ’ + copy（sTime， 1， 2） + ‘：’ + copy（sTime， 3， 2） + ‘：’+

copy（sTime， 5， 2））， 8））

else begin

sDate ：= FormatDateTime（‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’， IncHour

（StrToDateTime（‘20’ +

copy（sDate， 5， 2） + ‘-’ + copy（sDate， 3， 2） + ‘-’ + copy（sDate， 1， 2） +‘ ’ +

copy（sTime， 1， 2） + ‘：’ + copy（sTime， 3， 2） + ‘：’+ ‘00’）， 8））;

sDate ：= FormatDateTime（‘YYYY-MM-DD HH:MM:SS’，

IncMinute（StrToDateTime（sDate）， + 1））;

end;

確認(rèn)信息的標(biāo)志是V4。車載回傳的確認(rèn)信息中包含車輛行駛方位和車輛狀態(tài)。

處理一般信息中獲取的方位信息，由字符類型轉(zhuǎn)換為整型數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)所在范圍確定車輛的行駛方位，小于22.5或大于337.5為正北方向，大于22.5小于67.5為東北方向，大于67.5小于112.5為正東方向，依此類推確認(rèn)車輛的行駛方向。

處理一般信息中獲取的車輛狀態(tài)，由字符類型轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字符串，把二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每一位存進(jìn)數(shù)組，每一位對(duì)應(yīng)表一中的一個(gè)車輛狀態(tài)。

//獲取車輛狀態(tài)

iPos ：= Pos（‘#’， RecvGprs）;

sCarStatus ：= copy（RecvGprs， iPos - 8， 8）

//轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字符串

sBin ：= ‘’;

for I ：= 1 to 8 do

sBin ：= sBin + HexCng（copy（sCarStatus， I， 1））;

//把二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每一位存進(jìn)數(shù)組

for I ：= 0 to 31 do

ArrBin［I］ ：= copy（sBin， I + 1， 1）;

sCarStatuText ：= HandleCarStatus（ArrBin）;{車輛狀態(tài)}

監(jiān)控中心根據(jù)每一臺(tái)車載機(jī)傳回的信息內(nèi)容發(fā)送不同的命令。發(fā)送命令程序需嚴(yán)格按照中心發(fā)送命令集規(guī)定的的格式來寫，下面列舉其中的幾條命令：

//該指令要求車載機(jī)以sInterval為時(shí)間間隔，回傳sCount次定位信息。

sRightStr ：= ‘*HQ，0000000000，D1，’ + sTime + ‘，’ +sInterval + ‘，’ + sCount + ‘#’

//車載機(jī)接到這條指令后將清除掉所有報(bào)警信息。

sRightStr ：= ‘*HQ，0000000000，R7，’ + sTime + ‘#’;

if Application.MessageBox（PChar（‘真的要解除對(duì)車輛【‘+CarID+’】報(bào)警嗎？’），‘提示’， MB_YESNO + MB_DEFBUTTON2） = IDNO then Exit;

這里的CarID指車載機(jī)序列號(hào)。

//車載機(jī)收到這條命令將會(huì)啟動(dòng)斷油斷電。

sRightStr ：= ‘*HQ，0000000000，S20，’ + sTime + ‘，1，3，10，3，5，5#’;

if Application.MessageBox（PChar（‘真的要對(duì)車輛【’+CarID+‘】斷油斷電嗎？’），‘提示’， MB_YESNO + MB_DEFBUTTON2） = IDNO then Exit;

4 結(jié)語

目前，車載GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)被各運(yùn)輸公司使用在出租車、客車以及大型車隊(duì)上，該軟件技術(shù)很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛位置、狀態(tài)的監(jiān)控和調(diào)度管理。

隨著GPS應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，車載GPS導(dǎo)航定位監(jiān)控軟件的系統(tǒng)的功能也將隨著導(dǎo)航、通信等需求而不斷的增多和完善。GPS車載機(jī)通信協(xié)議會(huì)根據(jù)GPS車載機(jī)產(chǎn)品的功能升級(jí)而不斷升級(jí)，增加新的命令，相應(yīng)的軟件系統(tǒng)也要增加新的指令，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將易于這些升級(jí)維護(hù)工作的進(jìn)行。

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