移动短消息在车辆调度系统中的应用

摘　要　本文首先介绍了短消息业务的基本原理，然后介绍了短消息在车辆调度系统中的应用，包括系统的总体设计方案及软件实现，最后分析了利用短信实现车辆调度的优势所在。

关键词　短消息业务　车辆调度系统　GPS全球卫星定位系统

1　前言

车辆调度系统是一种集GPS卫星定位技术、GIS地理信息技术和现代通信技术为一体的综合系统。它利用GPS卫星定位系统来采集行驶车辆的动态信息（包括经度、纬度、速度、方向、时间等），实时地将获取来的数据通过无线通信链路传给调度中心，然后在具有地理信息查询功能的电子地图上显示移动车辆的运行轨迹，并可对车辆所在的具体地理位置及车辆运行速度、方向等数据进行监控和查询。该系统可对管辖范围的所有车辆进行跟踪、指挥、调度、管理，以满足对车辆防盗、报警、求助等需要。如何将从GPS采集来的数据传给调度中心，本文提出了一种既方便、快捷又安全可靠的新的解决方案——利用GSM短消息传输。本文以长春某公安车辆调度系统的实现为实例，详细阐述了利用短消息传送车辆调度监控信息的基本过程。

2　GSM短消息业务的基本原理

短消息业务（Short Message Service ）是GSM系统中提供的一种GSM手机之间及短消息实体（Short Message Entity）之间通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和转发功能的文字信息收发的方式。

传送短消息业务的控制信道为专用控制信道（DCCH）。 DCCH为点对点双向控制信道，包括独立专用控制信道（SDCCH）、快速辅助控制信道（FACCH）和慢速随路控制信道（SACCH）。短消息业务的传送在独立专用控制信道（SDCCH）或慢速随路控制信道（SACCH）进行，具体是在SDCCH还是SACCH上传，这取决于业务信道（TCH）的使用。当TCH未分配时，短消息在SDCCH上传；如果短消息在SDCCH上处理时分配了TCH，短消息传递将停止并继续在TCH随路的SACCH上进行；如果当短消息到达时，TCH己分配，则短消息在随路SACCH上传递；当采用TCH的实体结束其处理时，无线资源管理（RR）子层可选择在SACCH继续进行短消息传递或将它转至SDCCH。

短消息业务实现了手机与BP机合二为一的功能，并且它优于从前BP机的地方在于当用户已关机或在盲区时，系统将保留该条短信息，在用户开机或重新进人服务区时，及时送进手机。每个短消息的信息量限制为最多140个8bit组的信息（70个汉字），但这对传输GPS定位数据来讲足够了。

3　系统设计方案

3.1　系统结构图

车辆调度系统结构图如图1所示。整个系统由调度中心、车载设备和数据传输子系统三大部分组成。其中调度控制台通过局域网与地图数据库和用户数据库相连。地图数据库可以提供动态显示车辆的运行轨迹，从而实现对车辆位置的实时监控；用户数据库里存放的是与调度管理相关数据信息及有关用户车辆的信息数据，包括车牌号、车载手机号、短消息通信历史记录、车辆行走历史轨迹等。调度台可从数据库调入和调出所要车辆的所有信息。通信服务器用于打包和解包发往GSM网以及从GSM网来的短消息。调度台可通过通信服务器经DDN专线将命令以短消息格式发往移动短信中心，并由GSM移动网络转发至受控车辆。同理，受控车辆也可以通过车载设备将命令以短消息格式以相同路径发往调度台。

3.2　调度中心

调度中心是整个设计的核心，它的功能是：

（1）全范围监控：可在GSM移动通信网络覆盖范围内对所有管辖车辆进行监控。

（2）受理报警：监控台收到车辆报警信号后，操作员可从数据库所存车辆档案中得到该报警车辆的各种参数，如编号、车型、车牌、车载手机号、车主等，再根据GPS计算出该车辆的位置数据，包括经度、纬度、方向，并通过它来查看电子地图，以便得知车辆所在的具体街区名称，然后操作员可在监控台上以短消息方式向车辆发出断电、断油、锁车门等命令使车辆固定在原地，最后通知附近警方前去救援。

（3）指挥调度：监控台通过短消息（SMS）向车辆发送调度命令、通知、路况信息。

（4）数据管理：在数据库中存储着所有用户车辆档案，日、月、季度处理事件报表，监控中心可随时调档查询车辆信息，事件处理结果并定期做出统计打印保存。

3.3　车载设备

采用一体化GSM+GPS车载设备，具有GSM移动通信和GPS卫星定位两种功能。用户只需向移动公司购买SIM卡并插入车载设备的GSM模块中就成为合法移动用户，可以进行短消息的收发。图2为车载设备系统结构图。

整套设备由导航计算机、陀螺仪、里程表、电源、GPS接收机、GSM Modem等组成。其中，导航计算机用于接收传感器信息，计算位置、航向、速度；陀螺仪用于感受车辆航向变化；里程表用于测量车辆行驶的相对距离；GSM Modem以GSM短消息的形式将车辆位置与航向等信息发送到调度台。

车载设备功能：

（1）报警功能：当车辆遇到抢劫或司机遭到危险等紧急情况时，司机可按设置在方向盘下方隐蔽处的紧急报警按钮，将报警信息以短消息形式发送到调度中心。

（2）定位功能：由于车载设备含有GPS接收机，可接收GPS卫星传来的定位信号，因此能主动对自身所在位置进行定位，通过显示屏显示位置数据，使司机能清楚自己所在位置，还可以将数据编成短消息格式传向调度中心。

4　软件实现

4.1　编程语言选用

在整个系统的软件设计中，主要是针对调度中心的软件设计。调度控制台是机房调度人员直接面对的工作平台，为便于他们能方便的使用控制平台来设置参数、发布命令、处理数据，需要有一个友好易于操作的界面便于使用和普及。在众多的编程语言中，我们选择了VC++6.0编程。该语言的优势在于：它具有面向对象的可视化编程环境，强大的MFC提供了一个标准化的结构，降低了编程者的工作量，减少出错概率，提高程序开发效率。

4.2　调度台一次收发短消息数据流图（见图3）

调度台通过短消息向车载台发布调度命令，车载台接收命令，并按调度台所指示以短消息形式进行回复，告知自己所在位置，整个软件实现流图如图3所示。根据收发短信息数据流图可知，每次处理收发短消息之前，必须首先将相关操作内容写入日志库存储，以便日后对所进行的处理进行统计管理，这里我们以建立数据库方式实现。首先建立一个名为log_record的数据库，调度台每次收发信息的操作都以记录的形式追加到数据库中名为cl_log的数据表中。VC++的MFC类提供了有关数据库操作的类库，它封装了开放数据库连接ODBC（Open Database Connectivity ）API函数，使用户可以应用面向对象的编程方法进行数据库应用程序的设计。以下程序段为连接数据源并打开名为log_record的数据库：

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;
　　 }
　　以下程序段为向数据库中名为cl_log的数据表中追加记录，操作员每日所执行的一切操作信息都存放在该数据表中：
　　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分别代表数据表中各字段名，依次为系统流水号、操作员号、坐席流水号、车牌号、车载手机号、短消息内容、发送时间、坐席IP地址、命令字。

5　系统优势

利用GSM短消息来实现车辆的调度与监控，具体表现为以下几方面优势：

（1）利用已有GSM公网，无需建立专用集群网络，投资少。

（2）GSM网络是目前移动通信系统中最成熟、完善、应用最广的系统，网络覆盖范围大，可实现跨区域间的异地调度。

（3）传输信息速度快、安全可靠、易解读，通信信道的信噪比、误码率等性能指标由GSM网络性能指标和通信协议得到保证，免去数据传输过程中的数据校验、检验、纠错等工作。

（4）在现有频率资源日趋紧张的情况下，充分利用现有GSM网的频率资源，避免重新组建专网而消耗新的频率资源。

（5）收费低廉。通常，GSM短消息业务是按包月固定收费，每月10～15元，可发送150～200条短消息，超出按每条信息0.1元收取。随着移动用户的增多，费用将会越来越实惠，这是其他任何通信形式无法比拟的。

6　结束语

整套车辆调度系统从组网到软件编制全部完成之后，进行了多次实验，从实验结果来看，时延在2s以内的累计概率分布在93%以上，GPS定位误差在±20m范围之内。可见，无论是在传输时延上还是在数据传输准确率上，都达到了设计之初的要求，是令人满意的。综合上述分析，将GSM短消息应用到车辆调度系统中进行数据传输，投资少、见效快，具有广泛的实用价值。目前该系统已投入使用，从实际使用情况看，达到了良好的效果。

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