車載GPS短信系統(tǒng)和GPRS的技術特點及應用方案

本文分析了車載GPS短信系統(tǒng)和GPRS發(fā)展現(xiàn)狀及技術，重點介紹了車載GPS系統(tǒng)GPRS的新方案。

隨著我國經濟改革的不斷深入和市場經濟體制的逐步建立，公路建設、道路運輸?shù)雀黜椊煌ㄊ聵I(yè)正在跨越式地向前發(fā)展，為了實現(xiàn)進一步管理好運輸市場，保證運輸安全等一系列目標，各級交通部門正在積極推行“智能交通”：即通過運用先進的信息、通信、控制等高新技術對傳統(tǒng)運輸系統(tǒng)進行改造而形成的一種信息化、智能化、社會化的新型交通運輸。

在長途班車、旅游客車、危險品運輸車輛上安裝車載GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)后，通過中心監(jiān)控系統(tǒng)可以對車輛進行實時監(jiān)控，對管理部門監(jiān)督駕駛員超速行車、疲勞駕駛、提高運輸生產組織水平等具有積極的輔助管理作用；同時監(jiān)控中心可對與正處于超速、拋錨等情況的長途營運車實施報警功能，從而降低交通事故的發(fā)生率，提高運輸安全生產具有積極的意義。目前車載GPS系統(tǒng)已被相關管理部門和企業(yè)所認識并正在積極推廣應用中。

現(xiàn)有車載GPS短信系統(tǒng)分析

圖1 現(xiàn)有車載GPS短信系統(tǒng)示意圖

現(xiàn)有車載GPS短信系統(tǒng)通信主要采用GSM 短信方式來實現(xiàn)，其典型應用如下：

1. 現(xiàn)有GPS短信方案技術特點

? 車載GPS信息機對GPS設備實時采集的汽車的位置信息進行收集和運算處理。

? 車載GPS信息機對處理后的信息定時以短信發(fā)送給運管監(jiān)控中心相應的SP或者指定手機號碼。

? 運管監(jiān)控中心通過SP或指定手機號碼接收相應的車載GPS信息。

? 特殊情況下，運管監(jiān)控中心通過SP 或指定手機號碼直接發(fā)送短信控制車載GPS系統(tǒng)，如告警或強制熄火等。

2. 現(xiàn)有GPS短信方案缺點

? 傳送時間不確定：因為短信采用信道命令時隙來傳送，沒有專門的數(shù)據(jù)通道，所以在命令時隙出現(xiàn)繁忙時候就容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送延遲或丟失的情況。

? 信道容量有限：一條短信最多能傳送140 個有效字節(jié)，不能全面及時地反映車輛的實時信息。

? 通信費用昂貴：基本按照收發(fā)的總條數(shù)來計算。

? 可擴展性差：以SMS為主要通信鏈路，受鏈路帶寬的影響，無法進一步擴展將來的其它數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。如車輛運行中的圖像監(jiān)控等。

盡管車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)有利于交通部門實現(xiàn)交通管理智能化，但目前短信方式的綜合性能較差從而阻礙了該系統(tǒng)的全面推廣。

GPRS發(fā)展現(xiàn)狀及技術分析

GPRS（General Packet Radio Service通用分組無線業(yè)務）是在現(xiàn)有GSM網絡上發(fā)展出來的一種新的分組交換數(shù)據(jù)應用業(yè)務。GPRS是全球移動通信網絡技術向第三代移動通信（3G）演進的主流技術和重要里程碑，被稱為2.5 代移動通信。與傳統(tǒng)的GSM電路撥號交換相比，GPRS在資源利用效率、交換容量和性能上都有一個質的飛躍。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨占電路交換模式，采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了100%，在邊遠地區(qū)也達到了80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合像金融交易、遠程監(jiān)測等行業(yè)各種中、低速率的突發(fā)通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。

GPRS采用TCP/IP 協(xié)議，非常容易和現(xiàn)有INTERNET 技術及應用平臺整合，將使各種IP技術與服務同移動通信技術相結合，為客戶提供各種高速高質的移車載動數(shù)據(jù)通信業(yè)務。

圖2 GPRS網絡結構圖

GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點

（1） 移動通信：GPRS無線通信打破了過去有線通信的固定位置限制，可根據(jù)業(yè)務需要隨時增減數(shù)據(jù)傳輸點，極大地拓展了通信的領域。

（2） 費用低廉：GPRS網絡按照客戶收發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)流量來收費，而不是采用SMS的按短信條數(shù)的方式收費，極大地降低了通信使用費用。以GPS監(jiān)控系統(tǒng)為例，同樣的一筆業(yè)務，其通信費用約為過去的1/5~1/8，具有較強的成本競爭能力和市場推廣性。目前中國移動還推出了包年900.00元不計流量的優(yōu)惠政策。

（3） 永遠在線：客戶隨時都與網絡保持聯(lián)系，即使沒有數(shù)據(jù)傳送時，客戶仍然在網上與網絡之間還保持一種連接。

（4） 快速登錄：連接時間很快。GPRS無線終端一開機，就已經與GPRS網絡建立了連接，每次登錄網絡，只需要一個激活過程，一般僅需1到3秒。

（5） 高速傳輸：由于GPRS網絡采取了先進的分組交換技術，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達171.2kb/s。實際使用中一般能達到20～40 kb/s。

（6） 組網靈活：中國移動的GPRS網絡覆蓋面廣，可在全國漫游而不增加額外費用，特別適合中小用戶以低成本方式在短時間內組建自己的跨區(qū)域性數(shù)據(jù)網絡。

（7） 信道保障：GPRS通信鏈路由中國移動這樣的專業(yè)運營商維護，在出現(xiàn)通信鏈路中斷的情況下能得到及時搶修，免除通信鏈路維護的后顧之憂。

（8） 防雷擊：GPRS采用小功率短天線，不需要室外架設大天線，克服了有線傳輸設備和無線電臺容易被雷擊而損壞和中斷通信的情況。

GPRS無線數(shù)據(jù)通信產品簡介

GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端是一款集數(shù)據(jù)采集、分析與處理功能，GPRSMODEM 傳輸功能和TCP/IP網絡功能于一體的新型無線移動通信網絡設備。實現(xiàn)了完整的PPP協(xié)議及上層TCP/IP 協(xié)議，使非IP系統(tǒng)可以通過簡單的串口通信實現(xiàn)Internet和Intranet接入。

圖3 GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端內部功能示意圖

主要功能：

? 數(shù)據(jù)的分析與處理：可按業(yè)務數(shù)據(jù)采集設備要求進行計算與處理；如GPS定位信息的加權平均計算等。

? 無線IP 傳輸功能：GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端內嵌完整TCP/IP協(xié)議棧，可以將數(shù)據(jù)封裝成IP幀，然后通過無線模塊傳送到GPRS網絡上。而大多數(shù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)終端設備（如GPS設備）一般不具有IP功能，通過GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端，能輕松聯(lián)網。

? 短信備份功能：利用GSM 網絡短信通道作為GPRS網絡鏈路的備份鏈路?？梢栽贕PRS網絡鏈路出現(xiàn)故障時，自動切換到短消息備份鏈路，有效保證了關鍵信息的可靠傳輸。

? 管理界面友好：通過內嵌的Web Server 進行配置管理，非常直觀，操作簡單、方便，支持遠程維護，根據(jù)管理權限可實現(xiàn)遠程配置、遠程升級和重啟動。

圖4 友好的產品配置界面

車載GPS系統(tǒng)GPRS新方案

深入分析現(xiàn)有車載GPS短信系統(tǒng)，我們認為一種組網方便、性價比高、隨時在線的、穩(wěn)定的通信方式，可有效解決車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)在通訊傳輸中龐大費用等問題，是車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)在運輸行業(yè)中普遍推廣的必要手段。而現(xiàn)在中國移動的GPRS網絡正是滿足這一需求的新興通信方式，同時以原有SMS為備份鏈路，完全可以保證GPS監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性與可靠性，同時在性能和價格方面均有質的飛躍。其組網方式如下：

圖5 車載GPS系統(tǒng)GPRS新方案示意圖

1. 主要特點

通訊費用低：車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)的通信特點是具有突發(fā)性，但數(shù)據(jù)量小，對采用按流量計費的GPRS非常有優(yōu)勢。以一次GPS信息傳輸為例，采用短消息方式最低費用為0.10 元/條。而采用GPRS方式，費用降低為1～2 分錢，降低了80%以上，非常具有成本優(yōu)勢。

? 數(shù)據(jù)傳輸效率高： GPRS是一種新型移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務，給移動用戶提供高速無線IP 服務。GPS設備采集的位置信息經過分析處理后，封裝在IP報文中進行傳輸，其最大數(shù)據(jù)傳輸效率》90%。

? 強有利的安全措施：GPRS網絡采用GSM 的多種物理信道加密方式，同時在應用層，還提供中心專線接入、專用APN 等安全措施，可完全滿足運輸管理系統(tǒng)對安全的擴展性要求。

? 可擴展性強：可根據(jù)將來業(yè)務的需要在GPRS上增加新的監(jiān)控內容，如增加圖像傳送等等。

? 可選短信備份：在GPRS不通的情況下，可以通過傳統(tǒng)的短信備份方式來保證關鍵信息的傳送。

2. 數(shù)據(jù)中心簡介

運管監(jiān)控中心接入Internet。GPRS網絡通過移動局GGSN 接入Internet，從而實現(xiàn)GPS監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心的組網通信。

監(jiān)控中心可采用ADSL 或PSTN、專線等通信模式接通INTERNET。用戶可以根據(jù)需求及費用問題靈活選擇。

3. 車載GPS系統(tǒng)簡介

車載GPS系統(tǒng)包括GPS定位儀及GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端。GPS定位儀與GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端間通過串口聯(lián)連。

? GPS儀器通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)采集位置坐標信息；

? GPS儀器將位置信息通過串口傳送到GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端；

? GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端 完成對坐標信息的分析與處理；

? GPRS/CDMA專用數(shù)據(jù)終端 將處理后的串口數(shù)據(jù)以TCP/UDP 數(shù)據(jù)幀發(fā)送到GPRS網絡。

表1 車載GPS系統(tǒng)GPRS方案與其他方式對比表

綜上所述，我們認為車載GPS系統(tǒng)GPRS新方案一定會在現(xiàn)在交通管理中逐漸推廣實現(xiàn)，并創(chuàng)造出良好的社會效益和經濟效益。

責任編輯：gt