引言

GPS（GlobalPositioningSystem）是全球卫星定位系统的英文缩写。GPS系统主要分为三个部分：卫星，在天上提供定位信息；控制系统，在地面维护卫星的正常运转，保证卫星的健康状态；接收机，一般用户所使用的部分。其定位原理是将地球分为12个横切面，每个横切面上有两颗定位卫星，互成180度的夹角，因而站在地球上的任一点，你的头顶上总有十二颗定位卫星。卫星与卫星之间的距离、坐标和角度是已知的，卫星和人之间的距离是可测量的，根据几何原理，通常接收机只要接到三颗卫星的信息使可确定你的二维坐标即经纬度，接收到四颗卫星的信息便可以再确定海拔高度了。

GPRS是通用无线分组业务的缩写（GeneralPacketRadioSystem），是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G,目前通过升级GSM网络实现。称之为2.5G是比较恰当的，因为它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据。

GIS（GeographicalInformationSystem,地理信息系统）起源于20世纪60年代初，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。

车辆监控系统的设计溶合了GPS卫星导航全球定位技术、GIS地理信息技术以及计算机网络技术、GPRS/GSM移动通信技术。车辆监控系统主要由车辆定位、信息发布和通信三部分组成。车辆定位部分，是安装在受控车辆上的终端设备，通过全球卫星定位系统GPS可以在全球范围内全天候、实时地确定用户在精确时间的精确位置；信息发布部分：地理信息系统GIS,是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机辅助决策的信息系统；通信部分：GPRS通用分组无线业务，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。

1 车辆监控系统设计

1.1 总体设计

车辆监控系统总体结构如图1所示，主要包括监控中心和车载终端，两者之间借助于GPRS无线网和Internet互连网相互通信。

车辆监控系统工作流程：车载终端对GPS数据采集和相关信息采集，通过GPRS进行数据发送到监控中心，监控中心对收到的GPS数据和相关信息进行技术处理，客户通过网站查询车辆信息；监控中心可以根据用户的要求对每个车辆发出相应的控制指令。

1.2 车辆监控系统GPS的设计

1.2.1 模块的选择

采用M12定位模块，M12是Motorola公司生产的导航设备，具有极低的功耗，支持RTCM（RadioTechnicalCommissionforMaritime）格式的差分功能，支持逆向差分的能力，采用NAEA0183格式输出。

M12接收器在汽车定位和调度系统中应用广泛。

1.2.2 软件设计

M12模块只能传送的54字节的数据，这其中包括了目标车辆的经纬度、速度、高度等，考虑到传输成本和实际需要，仅取8个字节的经纬度信息即可。

当然在控制中心的微机终端，必须对收到的经纬度进行必要的处理才能在输出设备中显示。

在接收GPS数据时，为了区别GPRS数据，设置相关标志位用来阻止GPRS数据的接收，对于GPS收集到的数据先接收后判断是否合法，这与下面讲的GPRS不同（GPRS先判断后接收不同），通过分时操作大大增加了PIC16F877单片机的利用率。

因为系统采用的是PIC16F877单片机，由于其自身的原因，我们在把AT指令转化成相应的程序写入其中时，采用了汇编语言，主要优点是克服了PIC16F877单片机容量较小的不足，又发挥了其系统指令简单便捷，使用效率高的特点。由于程序较长，列出部分代码：

1.3 车辆监控系统GPRS的设计

1.3.1 模块的选择与设计

采用G20模块，G20是Motorola公司推出的一款GPRS/GSM无线通信模块，内置TCP/IP协议栈，具有体积小、通信速率快等优点，并配置了完善的AT指令。值得注意的是在电压转换上，需要把PIC接收的0-5V的电压转换成0-3.6VG20可接收的电压。

1.3.2 软件设计

由于G20模块带有大多数的AT指令，可以方便软件部分的设计，在AT指令中利用了G20模块最新提供的AT+MIPCONF指令来控制发出的信息在指定的时间内返回，从而便捷的判断出网络在线的情况。具体的AT指令流程如图2所示。

GPRS通信部分代码如下：

1.3.3 车辆监控系统的GIS的设计

本系统是利用MapInfo进行GIS程序开发的，MapInfo是美国MapInfo公司1986年推出的桌面地图信息系统。MapInfo产品定位在桌面地图信息系统上，与Arc/Info等大型GIS系统相比，因MapInfo图元数据不含拓扑结构，它的制图及空间分析能力相对较弱，但对大众化的PC桌面数据可视及信息较低，是一个优选GIS产品。MapInfo提供了自己的二次开发平台，用户可以在平台上开发各自的GIS应用。二次开发方法归结起来有三种：基于MapBasic的开发、基于OLE自动化的开发及利用MapX控件的开发。

其主要设计过程为，首先在MapInfoProfessional制作出相应的地图图层文件，再用MapX中自带的图层管理工具GeosetManager创建gst文件，接着就可以在Delphi中使用Mapx控件调入gst文件进行地图的显示了。

其次在Delphi中对调入的图象文件进行处理，包括图象的放大，缩小，移动，鹰眼显示以及车辆在地图中的位移轨迹等。

部分Delphi代码如下：

2 结语

本系统由于采用了Motorola公司开发的嵌入TCP/IP协议处理的GPRS模块G20,GPS模块M12和MapInfo公司所提供的Mapx控件进行开发，整个系统成功的利用了GPS/GPRS/GIS的功能和特点，实现了车辆实时监控。