移動(dòng)短消息在車輛調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘　要　本文首先介紹了短消息業(yè)務(wù)的基本原理，然后介紹了短消息在車輛調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及軟件實(shí)現(xiàn)，最后分析了利用短信實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)度的優(yōu)勢(shì)所在。

關(guān)鍵詞　短消息業(yè)務(wù)　車輛調(diào)度系統(tǒng)　GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

1　前言

車輛調(diào)度系統(tǒng)是一種集GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)。它利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)采集行駛車輛的動(dòng)態(tài)信息（包括經(jīng)度、緯度、速度、方向、時(shí)間等），實(shí)時(shí)地將獲取來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信鏈路傳給調(diào)度中心，然后在具有地理信息查詢功能的電子地圖上顯示移動(dòng)車輛的運(yùn)行軌跡，并可對(duì)車輛所在的具體地理位置及車輛運(yùn)行速度、方向等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和查詢。該系統(tǒng)可對(duì)管轄范圍的所有車輛進(jìn)行跟蹤、指揮、調(diào)度、管理，以滿足對(duì)車輛防盜、報(bào)警、求助等需要。如何將從GPS采集來(lái)的數(shù)據(jù)傳給調(diào)度中心，本文提出了一種既方便、快捷又安全可靠的新的解決方案——利用GSM短消息傳輸。本文以長(zhǎng)春某公安車輛調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為實(shí)例，詳細(xì)闡述了利用短消息傳送車輛調(diào)度監(jiān)控信息的基本過(guò)程。

2　GSM短消息業(yè)務(wù)的基本原理

短消息業(yè)務(wù)（Short Message Service ）是GSM系統(tǒng)中提供的一種GSM手機(jī)之間及短消息實(shí)體（Short Message Entity）之間通過(guò)無(wú)線控制信道進(jìn)行傳輸，經(jīng)短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能的文字信息收發(fā)的方式。

傳送短消息業(yè)務(wù)的控制信道為專用控制信道（DCCH）。 DCCH為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向控制信道，包括獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）、快速輔助控制信道（FACCH）和慢速隨路控制信道（SACCH）。短消息業(yè)務(wù)的傳送在獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）或慢速隨路控制信道（SACCH）進(jìn)行，具體是在SDCCH還是SACCH上傳，這取決于業(yè)務(wù)信道（TCH）的使用。當(dāng)TCH未分配時(shí)，短消息在SDCCH上傳；如果短消息在SDCCH上處理時(shí)分配了TCH，短消息傳遞將停止并繼續(xù)在TCH隨路的SACCH上進(jìn)行；如果當(dāng)短消息到達(dá)時(shí)，TCH己分配，則短消息在隨路SACCH上傳遞；當(dāng)采用TCH的實(shí)體結(jié)束其處理時(shí)，無(wú)線資源管理（RR）子層可選擇在SACCH繼續(xù)進(jìn)行短消息傳遞或?qū)⑺�轉(zhuǎn)至SDCCH。

短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了手機(jī)與BP機(jī)合二為一的功能，并且它優(yōu)于從前BP機(jī)的地方在于當(dāng)用戶已關(guān)機(jī)或在盲區(qū)時(shí)，系統(tǒng)將保留該條短信息，在用戶開機(jī)或重新進(jìn)人服務(wù)區(qū)時(shí)，及時(shí)送進(jìn)手機(jī)。每個(gè)短消息的信息量限制為最多140個(gè)8bit組的信息（70個(gè)漢字），但這對(duì)傳輸GPS定位數(shù)據(jù)來(lái)講足夠了。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

車輛調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)由調(diào)度中心、車載設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)三大部分組成。其中調(diào)度控制臺(tái)通過(guò)局域網(wǎng)與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)相連。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)可以提供動(dòng)態(tài)顯示車輛的運(yùn)行軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控；用戶數(shù)據(jù)庫(kù)里存放的是與調(diào)度管理相關(guān)數(shù)據(jù)信息及有關(guān)用戶車輛的信息數(shù)據(jù)，包括車牌號(hào)、車載手機(jī)號(hào)、短消息通信歷史記錄、車輛行走歷史軌跡等。調(diào)度臺(tái)可從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入和調(diào)出所要車輛的所有信息。通信服務(wù)器用于打包和解包發(fā)往GSM網(wǎng)以及從GSM網(wǎng)來(lái)的短消息。調(diào)度臺(tái)可通過(guò)通信服務(wù)器經(jīng)DDN專線將命令以短消息格式發(fā)往移動(dòng)短信中心，并由GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至受控車輛。同理，受控車輛也可以通過(guò)車載設(shè)備將命令以短消息格式以相同路徑發(fā)往調(diào)度臺(tái)。

3.2　調(diào)度中心

調(diào)度中心是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，它的功能是：

（1）全范圍監(jiān)控：可在GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)對(duì)所有管轄車輛進(jìn)行監(jiān)控。

（2）受理報(bào)警：監(jiān)控臺(tái)收到車輛報(bào)警信號(hào)后，操作員可從數(shù)據(jù)庫(kù)所存車輛檔案中得到該報(bào)警車輛的各種參數(shù)，如編號(hào)、車型、車牌、車載手機(jī)號(hào)、車主等，再根據(jù)GPS計(jì)算出該車輛的位置數(shù)據(jù)，包括經(jīng)度、緯度、方向，并通過(guò)它來(lái)查看電子地圖，以便得知車輛所在的具體街區(qū)名稱，然后操作員可在監(jiān)控臺(tái)上以短消息方式向車輛發(fā)出斷電、斷油、鎖車門等命令使車輛固定在原地，最后通知附近警方前去救援。

（3）指揮調(diào)度：監(jiān)控臺(tái)通過(guò)短消息（SMS）向車輛發(fā)送調(diào)度命令、通知、路況信息。

（4）數(shù)據(jù)管理：在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)著所有用戶車輛檔案，日、月、季度處理事件報(bào)表，監(jiān)控中心可隨時(shí)調(diào)檔查詢車輛信息，事件處理結(jié)果并定期做出統(tǒng)計(jì)打印保存。

3.3　車載設(shè)備

采用一體化GSM+GPS車載設(shè)備，具有GSM移動(dòng)通信和GPS衛(wèi)星定位兩種功能。用戶只需向移動(dòng)公司購(gòu)買SIM卡并插入車載設(shè)備的GSM模塊中就成為合法移動(dòng)用戶，可以進(jìn)行短消息的收發(fā)。圖2為車載設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

整套設(shè)備由導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、陀螺儀、里程表、電源、GPS接收機(jī)、GSM Modem等組成。其中，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)用于接收傳感器信息，計(jì)算位置、航向、速度；陀螺儀用于感受車輛航向變化；里程表用于測(cè)量車輛行駛的相對(duì)距離；GSM Modem以GSM短消息的形式將車輛位置與航向等信息發(fā)送到調(diào)度臺(tái)。

車載設(shè)備功能：

（1）報(bào)警功能：當(dāng)車輛遇到搶劫或司機(jī)遭到危險(xiǎn)等緊急情況時(shí)，司機(jī)可按設(shè)置在方向盤下方隱蔽處的緊急報(bào)警按鈕，將報(bào)警信息以短消息形式發(fā)送到調(diào)度中心。

（2）定位功能：由于車載設(shè)備含有GPS接收機(jī)，可接收GPS衛(wèi)星傳來(lái)的定位信號(hào)，因此能主動(dòng)對(duì)自身所在位置進(jìn)行定位，通過(guò)顯示屏顯示位置數(shù)據(jù)，使司機(jī)能清楚自己所在位置，還可以將數(shù)據(jù)編成短消息格式傳向調(diào)度中心。

4　軟件實(shí)現(xiàn)

4.1　編程語(yǔ)言選用

在整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，主要是針對(duì)調(diào)度中心的軟件設(shè)計(jì)。調(diào)度控制臺(tái)是機(jī)房調(diào)度人員直接面對(duì)的工作平臺(tái)，為便于他們能方便的使用控制平臺(tái)來(lái)設(shè)置參數(shù)、發(fā)布命令、處理數(shù)據(jù)，需要有一個(gè)友好易于操作的界面便于使用和普及。在眾多的編程語(yǔ)言中，我們選擇了VC++6.0編程。該語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在于：它具有面向?qū)ο蟮目梢暬�編程環(huán)境，強(qiáng)大的MFC提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，降低了編程者的工作量，減少出錯(cuò)概率，提高程序開發(fā)效率。

4.2　調(diào)度臺(tái)一次收發(fā)短消息數(shù)據(jù)流圖（見圖3）

調(diào)度臺(tái)通過(guò)短消息向車載臺(tái)發(fā)布調(diào)度命令，車載臺(tái)接收命令，并按調(diào)度臺(tái)所指示以短消息形式進(jìn)行回復(fù)，告知自己所在位置，整個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)流圖如圖3所示。根據(jù)收發(fā)短信息數(shù)據(jù)流圖可知，每次處理收發(fā)短消息之前，必須首先將相關(guān)操作內(nèi)容寫入日志庫(kù)存儲(chǔ)，以便日后對(duì)所進(jìn)行的處理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理，這里我們以建立數(shù)據(jù)庫(kù)方式實(shí)現(xiàn)。首先建立一個(gè)名為log_record的數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)度臺(tái)每次收發(fā)信息的操作都以記錄的形式追加到數(shù)據(jù)庫(kù)中名為cl_log的數(shù)據(jù)表中。VC++的MFC類提供了有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的類庫(kù)，它封裝了開放數(shù)據(jù)庫(kù)連接ODBC（Open Database Connectivity ）API函數(shù)，使用戶可以應(yīng)用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄟM(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。以下程序段為連接數(shù)據(jù)源并打開名為log_record的數(shù)據(jù)庫(kù)：

CString m_ConnString = "driver=Microsoft Access Driver (*.mdb);DBQ=e:\\log_recrod.mdb;UID=;PWD=";
　　 if( 0 ==m_pdatabase.OpenEx(m_ConnString))
　　 {
　　  AfxMessageBox("data connection fail-
                              ure");
　　  return;
　　 }
　　以下程序段為向數(shù)據(jù)庫(kù)中名為cl_log的數(shù)據(jù)表中追加記錄，操作員每日所執(zhí)行的一切操作信息都存放在該數(shù)據(jù)表中：
　　sprintf(strSQL,"insert intocl_log(LogID,OprtorID,SerialNO,VehNO,\
　　MobileNO,Comment,SendTime,HostIP,Key) \
　　values('%d','%d','%d','%s','%s','%s','%s','%s','Q')", \
　　id,m_oprtor,m_water,m_busno,m_busmobno, \
　　 m_Messtext,m_time,ip);
　　m_pdatabase.ExecuteSQL(strSQL);
　　其中LogID，OprtorID，SerialNO，VehNO，MobileNO，Comment，SendTime，HostIP，Key分別代表數(shù)據(jù)表中各字段名，依次為系統(tǒng)流水號(hào)、操作員號(hào)、坐席流水號(hào)、車牌號(hào)、車載手機(jī)號(hào)、短消息內(nèi)容、發(fā)送時(shí)間、坐席IP地址、命令字。

5　系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

利用GSM短消息來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的調(diào)度與監(jiān)控，具體表現(xiàn)為以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

（1）利用已有GSM公網(wǎng)，無(wú)需建立專用集群網(wǎng)絡(luò)，投資少。

（2）GSM網(wǎng)絡(luò)是目前移動(dòng)通信系統(tǒng)中最成熟、完善、應(yīng)用最廣的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，可實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域間的異地調(diào)度。

（3）傳輸信息速度快、安全可靠、易解讀，通信信道的信噪比、誤碼率等性能指標(biāo)由GSM網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)和通信協(xié)議得到保證，免去數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)、檢驗(yàn)、糾錯(cuò)等工作。

（4）在現(xiàn)有頻率資源日趨緊張的情況下，充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)的頻率資源，避免重新組建專網(wǎng)而消耗新的頻率資源。

（5）收費(fèi)低廉。通常，GSM短消息業(yè)務(wù)是按包月固定收費(fèi)，每月10～15元，可發(fā)送150～200條短消息，超出按每條信息0.1元收取。隨著移動(dòng)用戶的增多，費(fèi)用將會(huì)越來(lái)越實(shí)惠，這是其他任何通信形式無(wú)法比擬的。

6　結(jié)束語(yǔ)

整套車輛調(diào)度系統(tǒng)從組網(wǎng)到軟件編制全部完成之后，進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，時(shí)延在2s以內(nèi)的累計(jì)概率分布在93%以上，GPS定位誤差在±20m范圍之內(nèi)�？梢�，無(wú)論是在傳輸時(shí)延上還是在數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率上，都達(dá)到了設(shè)計(jì)之初的要求，是令人滿意的。綜合上述分析，將GSM短消息應(yīng)用到車輛調(diào)度系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，投資少、見效快，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。目前該系統(tǒng)已投入使用，從實(shí)際使用情況看，達(dá)到了良好的效果。

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