基于GPRS的車載GPS信息傳輸技術分析

倪順

（重慶市信息通信咨詢設計院有限公司 重慶市 400000）

伴隨當今GPS 定位技術的日漸成熟，其已在我國多領域中得到廣泛應用，不僅有大地物理、電力、銀行，而且還有汽車導航、航空導航等；而對于此些領域當中的GPS 的應用來講，不僅包括所載設備的應用，而且還需要根據現實情況及具體需要，把定位信息以一種合理、妥當的方式，相控制信息中心傳送，以此建立一個比較實用且高效的開/閉環控制系統，以便于能夠實時跟蹤、管理所監控的對象。針對GPS 信息傳輸來講，其具有多種先進且有效的方法、途徑與手段，現階段，比較常用的有局域網、無線電專業網及衛星專用網等，而借助GPRS 通信網（中國移動）來傳輸信息，便是一種性價比突出的途徑。本文借助GPRS 通信網，通過一種合理、高效的方式來進行物流運輸車載GPS 信息的傳輸，而且還根據具體情況，以一種妥當、實用的方式結合于智能標簽（電子標簽）系統，達到實時且準確定位運輸貨物的目的，另外，還借助Internet 網絡，為運輸貨物的信息查詢與監控提供支撐。本文現就此探討如下。

1 車載GPS系統通信概述及優點分析

1.1 車載GPS系統通信概述

針對傳統的車載GPS系統來考量，其有著比較特殊的通信方式，即為GSM 短信方式；而針對與之相匹配的GSM 短信通信方案來分析，從根本上來考量，即為把所采集到的各種信息（如速度、時間及GPS 位置等），以短信的方式向短信服務系統（監控中心）發送，或者是向指定的手機號碼發送。需要指出的是，通用無線分組業務（GPRS）是基于傳統GSM 網絡而經過不斷創新、優化而最終被開發出來的一種新型并且實用性更為突出的分組交換數據應用業務，需要指出的是，其與傳統的且已經得到廣泛應用的GSM 電路撥號交換模式相比較，有著更好的性能，更大的交換容量，以及更高的資源利用效率。現階段，中國移動所開發的GPRS 在具體的覆蓋范圍上，如果是在大中型城市，那么能夠達到100%，而對于小縣城或者農村地區，也能夠達到80%，另外，在實際應用帶寬上，月在40~60Kbps 之間，對于許多行業的各種中低速率的突發通信需求均尤為適用，比如遠程監測、金融交易等，因此，其可以較好的對傳統的數傳電臺、有線MODEM 等通信方式予以替代。

1.2 優點

伴隨當今車載系統的不斷推新與完善，其在具體的實施性需求上，正在變得越發強烈，在此驅動下，相關業態也呈現出隨之增加、發展的態勢，其中，發展最為迅猛的是通信頻率、通信量等；需說明的是，針對GPS 車載系統而言，如果把GPRS 當作其主要的數據通信方案，那么其較之傳統的短信通信方案，主要優點有：

（1）通訊費用并不高。針對車載GPS 監控系統來講，其在具體的通信特點上，主要有頻繁性、突發性，但卻有著比較小的數據量，對那些按照流量來計費的GPRS，優勢明顯；針對GSM 短信通信來分析，其實為一種依據接收、發送的短信條數來進行費用計算的，若需借助系統開展連續性監控，那么針對此時的系統而言，其要想保持長久運行，代價十分大。比如GPS，當其處于信息傳輸狀態時，如果持續1 個月，那么各條GPS 信息在具體的長度上是0.1KB，設定每30s 傳送1 次，每日工作10 小時，那么選用短消息通信的總費用便為120×10×30×0.1 元，即3600 元，因此，此種應用有著比較高的成本，故不會采用此方式；而針對GPRS 通信來講，其采取的更為人性化、合理化的GPRS 流量包月范式，花費幾塊錢買5MB 流量包便已夠用。

（2）較高的數據傳輸效率。對于GPRS 而言，其實際就是一種比較典型且常用的移動數據通信業務，可以根據現實情況及具體需要，為用戶提供所需要的IP 服務；而通過GPS 設備而進行采集所得到各種位置信息，通過開展全面、深入的分析與處理之后，會在IP 報文當中被封裝，然后再被傳輸，因此，其在具體的數據傳輸效率上，比較高；針對SM 短信通信來分析，其所用的是信道命令間隙，通常情況下，主要借此來實施信息數據的傳送，沒有與其相匹配的專門數據通道，所以，在進行傳輸時，若較繁忙，那么便會出現一些不良情況，比如數據丟失等，這樣的話，便無法較好的為系統運行的可靠性與實時性提供保障。

（3）較強的可擴展性。可依據具體的業務需要，將新的監控內容增加在GPRS 上，比如圖像傳送等；此外，為了能夠輔助監控中心以一種合理、簡便的方式，參照行業特點來構建全新且實用程度高的應用模式，GSM 短信通信可以根據具體需要，把SMS 當作自身基礎性通道鏈路，但需指出的是，一般受帶寬方面所帶來的影響，一條短信可以傳送的有效字節最多為140 個，難以將車輛的實時信息反映出來。本文將GPRS 當作監控中心與車載終端之間通信的手段，可使GPS 車載系統高質量的實現交互、監控等功能，為相關領域的應用，提供切實的方便。

2 中心與終端通信協議

需要指出的是，通常在網絡終端與控制中心間，其通信主要有：其一為GPRS 信息的維護數據，其二是相互傳送。其三則為GPS 信息所對應的定時傳送；為了實現二者間高質、高效化通信，需根據現實情況，制定與之相適應、相匹配的GPRS 通信協議，而針對其所采用的通信數據包上，可選用DIRECTION SEQ CommInfoType CommInfo VerifyCode ED 這一格式。其中：

（1）DIRECTION 所代表的是報文傳輸的具體方向。在取值上，M2M 代表的是終端→終端的傳輸方向，M2C 代表的是終端→中心傳輸方向，C2M 代表的是中心→終端的傳輸方向。

（2）針對SEQ 而言，即為指令序列號；

（3）對于CommInfoType 來分析，其實際就是指令類型，通常情況下，可參照現實需要及具體的業務情況，制定多種實用性強的指令。

（4）CommInfo 所代表的則為指令自一端傳送至另外一端的參數信息。

（5）VerifyCode 選用校驗和，指令全部字節的累加和，并用16 進制來表示（2 個字節）。

（6）ED 所表示的是指令的結束符號。

3 系統的基本構成

系統主要由兩部分組成，其一為數據中心，其二是車載部分；對于車載部分來講，由多模塊構成，即主控計算機、智能標簽檢測模塊、GPRS 通信模塊及GPS 接收機等；針對數據中心來分析，其則由三部分組成，分別為管理模塊、Web 服務模塊與數據庫模塊。不同模塊的功能及結構為：

3.1 車載部分

針對車載部分而言，實際就是借助GPS 全球定位接收模塊，不斷的且有選擇性的對定位衛星所發出的各種信號予以接收，并采用PGRMC 語句，以一種合理方式把定位信息高效化的對外輸出，如經、緯度等；對于智能標簽檢測模塊來考量，其能夠通過對運載貨物智能標簽中的一些信息進行讀取（一般把射頻IC 卡當作貨物的智能標簽），在整個物流系統中，顧客郵寄貨物時所得到的標簽號是專屬的、唯一的，借助此系統，顧客能夠經互聯網，在此公司的官網上，對郵寄貨物的具體動向、所處位置及達到目的地的預計時間等內容實施了解；針對GPRS 模塊來講，其主要由主控計算機所控制，并且還構建與電信GPRS 通信網之間的高效化連接，把此車載系統的各項數據，借助Internet 網絡，實時性的向公司數據中心傳送；在車輛運輸期間，如果其發生交通事故，或者遭遇不良情況時，此系統便會自發性的從之前的通信模式向短信模式轉換，并且還會將信息發送給公司管理員，告知當前情況；此外，還與當地的公安網絡等之間建立了語言聯系，因而能夠為駕乘人員安全以及貨物安全提供切實保障；針對控計算機來講，其乃是整個車載部分的核心，承擔著多種任務，如能夠對智能標簽檢測的信息以及GPS信息進行實時接收，且通過對GPRS 模塊的有效控制，來傳送數據。

3.2 數據中心部分

針對數據中心來分析，其則由四部分構成，其一為管理終端，其二是數據庫服務器，其三為網絡設備，其四是Web 服務器；此部分不僅能整理并儲存車載信息，而且還能更新Web 服務信息以及短信通知的發送等。

4 GPRS模塊實現數據傳輸

GPRS 實際就是基于GSM，將一些新部件引入，比如分組控制單元（PCU），網關支持節點（GGSN）及服務支持節點（SGSN）等，以此來構成能夠滿足多元化需要的無線數據傳輸系統；另外，還需要指出的是，其用戶可以在基于端到端分組方式下，完成數據的接收與發送。對于本系統而言，選用MC35模塊（GPRS模塊無線網絡），借此而進入到互聯網；需說明的是，對于此方法而言，其在具體的操作方式上，與有線Modem 撥號上網比較相似，均采用的是經串口，可以把AT 指令代碼，以一種合理、規范化方式，不斷的向無線網絡模塊進行傳送，此時，無線網絡模塊會根據實際情況，對所接收的指令作出相應，且將結果碼發送給串口。

4.1 經GPRS模塊進入互聯網

當系統處于通電狀態下，針對此時的主控計算機模塊而言，會經IO 端口，對/IGT 控制位（MC35 GPRS 模塊）進行操作，以此實現MC35 的正式啟動，通常情況下，啟動時間約為3~5s；此時，MC35 會在GPRS 網絡上附著，而應用程序會即刻經串口，以MC35 為對象，對其實施讀寫操作；另外，還需說明的是，借助AT 指令或者/EMERGOFF，對MC35 模塊進行控制，使其處于關閉狀態。在通信過程中以及GPRS 初始化狀態下，主要對如下AT指令（SIEMENS）進行調用：

（1）“AT+ CGATT?”多用作MC35 附著在GPRS 網絡（中國移動）進行查詢，如果操作成功，那么此時的MC35 便會返至當前狀態；

（2）“ATD* 99*** 1#”多用作于節點服務器的撥通（GPRS處于連接狀態），操作完成后，會即刻返回至CONNECT。

此時，MC35 便會處在PPP 模式狀態下，對其它的AT 指令不再響應；在此期間，便能圍繞網絡，借助控制程序對其開展有針對性的PPP 連接認證，且在完成認證且順利通過后，應用程序便可以借助無線網絡模塊，真正意義上進入到互聯網當中，而針對此時的車載系統而言，可以把一些數據即刻向數據中心發送。

4.2 借助GPRS模塊發送短消息

如果運輸工具出現異常，此時，當系統檢測到報警按鈕被按下之后，主控計算機模塊會以一種自動方式，把GPRS 模塊設置成短信方式，并且還會將報警信息以短信方式發送給管理中心或報警中心，以此為駕乘人員人身安全及貨物安全提供切實保障。針對短消息發送來講，其所調用的MC35 控制AT 指令為：

（1）針對“AT+CMGS=1350519****”來講，用作短信息的發送，完成操作后，MC35 會返回OK。

（2）對于“AT+CMGF=1”而言，主要用作短信息格式的選擇，其中，0 代表的是PDU 格式，1 代表的是文本格式，操作經MC35返回OK。

5 結語

綜上，伴隨社會經濟的持續、穩健發展，交通運輸體系的越發繁榮，“智能交通”越發受到重視與認可，其能夠利用先進信息、控制技術、通信等，來改造傳統的信息傳輸方式，最終形成一種新型的信息傳輸系統。此系統能夠經GPRS 網絡，與數據中心之間進行信息交換，從而可以實時監控貨物的狀態，并且還能為貨物及乘員安全提供保障，有效彌補傳統貨運系統所存在的不足，應用前景廣闊。