专利名称：一种实现车载定位信息的无线传输系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种实现车载定位信息的无线传输系统及方法。
背景技术：
如何把定位信息发送给监控中心一直是比较难解决的问题之一，而建立一个通畅、低价的通信链路是系统能成功应用的前提。表面上看，似乎有许多供选择的通信方式可以利用，如常规通信、卫星通信、集群通信、GSM通信、GPRS通信等。然而考虑到容量、反应速度、覆盖能力和性能价格比等实际应用要求时，目前可供选择的通信方式却很少。
常规通信采用电台方式传送数据，GPS车载台的定位数据经车载电台调制，并由车载天线发射给基站，基站把数据传送到监控中心。常规通信方式速度比较慢，容量小，系统的覆盖范围较小，而且成本很高。集群通信是在一个区域设立一系列专用无线收发台站，能与在此区间内行驶的车辆之间进行通信，收取车辆定位信息，发送控制指令。这种方式的实时性很好，但是投资大。车载终端通过发送GSM短消息，将定位数据发送到短消息中心，然后短消息中心将数据通过固定网络发送到系统的控制中心。这种通信方式覆盖的范围非常广，容量大。GPS的定位信息通过Internet传送到监控中心，监控中心的控制信息也通过Internet传送到车载终端。这种方式的覆盖范围非常广，容量大，依托于Internet网络，无需自己投资建网，而且按通信流量进行计费，费用低廉，其传输速度很快，可靠性高。
目前在车载终端设备上所采用的大多是常规通信、集群通信和GSM通信三种方式，而且在以龙芯二代为核心的车载终端上还没有采用TCP/IP协议下的无线通讯方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现车载定位信息的无线传输系统和方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案一种实现车载定位信息的无线传输系统，包括设有RS232端口的车载终端，其可采用龙芯二代芯片；监控中心服务器，用于接收来自车载终端的定位信息，定位信息接收模块，用于接收车辆卫星定位信息，其可采用摩托罗拉公司提供的M12卫星定位信息接收模块。
电平转换电路，所述车载终端的RS232端口通过该电平转换电路与定位信息接收模块相连接，该电平转换电路用于将定位信息接收模块输出的TTL电平信号转换为RS232信号；与车载终端相连接的无线通讯模块，接受车载终端通讯程序的控制，用于与监控中心服务器进行无线通讯，发送车载定位信息。其可采用摩托罗拉公司提供的G20无线通讯模块。
一种实现车载定位信息的无线传输方法，采用上述系统，包括以下步骤1)车载终端和交通信息网格节点中的监控中心服务器分别启动；2)车载终端通过无线通讯模块向监控中心服务器传递注册信息，服务器通过验证后返回成功信息；3)接收卫星定位信息后经电平转换电路传送给车载终端，由车载终端通过程序打包成数据包后，由无线通讯模块向监控中心服务器传送；4)监控中心服务器接收到数据包后进行解析。
其中监控中心服务器端通讯程序部分的实现为采用TCP协议，监控中心服务器中只有一个进程，而这个进程只有一个线程执行，它可以使用异步I/O来为若干个客户提供表面上的并发。即让一个服务器执行线程对多个客户打开它们的TCP连接，线程将阻塞以等待数据的到达。一旦任何一个连接上有数据到达，线程就被唤醒，并处理请求和发送响应。然后它再次阻塞，等待另一个连接上更多数据的到达。只要CPU足够快地应付服务器上出现的工作负荷，使用单线程就能像使用多线程那样处理各个请求。实际上，与使用多线程或多进程的实现相比，单线程的实现较少需要在线程或进程上下文之间进行切换，因此可处理略高些的负荷。
本方法的优点是依托于Internet网络，无需自己投资建网，而且按通信流量进行计费，费用低廉，其传输速度很快，可靠性高。
图1为本发明实施例一种实现车载定位信息的无线传输系统框图；图2为MAX232引脚结构示意图；图3为MAX232与电容和电源连接示意图；图4电平转换部分的电路图；图5为路复用I/O并发服务器模型的工作流程图；图6为监控中心服务器接收到数据包后进行解析过程的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，一种实现车载定位信息的无线传输系统，包括设有RS232端口的车载终端2，其采用龙芯二代芯片；监控中心服务器5，它是交通信息网格节点中的服务器端，负责接收来自车载终端2的定位信息；M12定位信息接收模块3，用于接收车辆卫星定位信息，电平转换电路1，所述车载终端2的RS232端口通过该电平转换电路1与M12定位信息接收模块3相连接，该电平转换电路1用于将M12定位信息接收模块3输出的TTL电平信号转换为RS232信号；与车载终端2相连接的G20无线通讯模块4，接受车载终端1通讯程序的控制，用于与监控中心服务器5进行无线通讯，发送车载定位信息。
如图2所示，MAX232为RS-232收发器，单+5V电源供电，通过其外围工作的电容C1至电容C5完成从TTL电平到RS-232电平的转换，引脚排列如图3所示。
其中，图2为元件管脚排列图，图3为与电容和电源连接示意图，图3中，管脚1和3、4和5、16和2、6和15、16和15分别内接一个0.1uf的电容C1、C2、C3、C4和C5。管脚16为直流电源(+5V)正极输入端，管脚15为接地端，管脚11和10为TTL电平信号输入端，管脚14和9为TTL电平信号输出端，管脚8和13为RS232信号输入端，管脚12和7为RS232信号输出端。
电平转换部分的电路图如图4所示其中图的左半部分的MAX232产品是由德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。
右半部分M12为摩托罗拉公司的M12卫星定位信息接收模块，由外置天线、3V电源、RFTC、MCORE和10个引脚输出部分(图中只标出了相关的5个引脚)，RFTC和MCORE为卫星信息解码和运算部分。其中引脚3和9为直流电源输入端，5为接地端。
中间连接为MAX232的引脚9为TTL输出，与M12的输入引脚MAX232的引脚10为TTL输入，与M12的输出引脚3连接。其中引脚7、8分别为MAX232的RS232输出、输入引脚，分别与出口RS232端口的引脚2、3相连到龙芯二代车载终端上。
一种实现车载定位信息的无线传输方法，采用上述系统，包括以下步骤1)车载终端和交通信息网格节点中的监控中心服务器分别启动；2)车载终端通过无线通讯模块向监控中心服务器传递注册信息，服务器通过验证后返回成功信息；3)定位信息接收模块接收卫星定位信息后经电平转换电路传送给车载终端，由车载终端通过程序打包成数据包后，由无线通讯模块向监控中心服务器传送；4)监控中心服务器接收到数据包后进行解析。
其中监控中心服务器端通讯程序部分的实现为采用TCP协议，监控中心服务器中只有一个进程，且该进程只有一个线程执行，使用异步I/O来为若干个客户提供表面上的并发，TCP服务器采用多路复用I/O并发服务器模型。
所述多路复用I/O并发服务器模型的工作流程如图5所示，包括以下步骤(1)车载终端即图中G20(Client)端打开一个Socket(Socket)；调用connect请求连接监控中心服务器(connect)；收发数据(sendreceive)，使用send发送请求，使用recv接收应答；当使用连接结束时，车载终端断开连接(调用clese)；(2)初始时监控中心(server)端也是先打开一个Socket(Socket)；然后为Socket命名并将其绑定(bind)，用bind指明它所使用的本地(熟知)协议端口；创建一个循环，调用listen设置连接等待队列的长度，并侦听来自G20的连接请求(listen)；在该循环中，服务器调用accept进行等待并接受连接请求(accept)，直到下个连接请求到达为止；收发数据(sendreceive)时，使用recv和send同车载终端进行交互；最后使用close断开连接。之后，监控中心服务器回到accept调用，在那里等待下一个连接。
步骤4)监控中心服务器接收到数据包后进行解析过程如图6所示。在收发数据过程中，监控中心收到的数据有两种，一种是来自车载终端的车辆定位信息，一种是来自监控中心信息发布机的命令或信息。监控中心收到数据之后首先对其进行判断，如果是来自车载终端的信息，则判断其是否为定位信息，如果是则写进相应的文件中去，否则报告出错；如果是来自监控中心信息发布机(为监控人员的特殊命令或信息发布的输入接口)的命令或消息，监控中心服务器首先对其进行解析，解析之后转发到车载终端。此过程监控中心服务器的处理流程图如图6所示。包括以下步骤(1)接收到数据，取Socket连接的文件描述符；(2)如果文件描述符存在于车载终端注册表中，判断数据是否为定位信息，如果是，则写入相应的文件中保存；如果不是，则报告出错；(3)如果文件描述符不存在于车载终端注册表中，取数据的第一个字段；(4)判断当前字段是否在车载终端注册信息表中，如果是，则向其对应的文件描述符发送数据；(5)如果不是，则报告出错，关闭当前连接。
由监控中心服务器把数据打包并发送数据库服务器(数据库服务器是交通信息存储的地方，是本模块接收数据的最终目的地，由监控中心服务器转发。)启动一个定时器，设定时间为5秒，定义一个计数变量，每接收一条定位信息(定位信息保存，计数变量加一，如果该变量等于250或者定时器时间到，则将此期间内接收到的定位信息打成每250条一个数据包，不足250条的也打成一个包。
数据包格式可以是<#定位信息条数#第一条定位信息#第二条定位信息#……………#最后一条定位信息#>
其中定位信息条数为该数据包中包含的定位信息条数。
与数据库接收服务器建立SOCKET连接，将所有的数据包发送给数据库接收服务器。
权利要求
1.一种实现车载定位信息的无线传输系统，其特征在于包括设有RS232端口的车载终端，监控中心服务器，用于接收来自车载终端的定位信息，定位信息接收模块，用于接收车辆卫星定位信息，电平转换电路，所述车载终端的RS232端口通过该电平转换电路与定位信息接收模块相连接，该电平转换电路用于将定位信息接收模块输出的TTL电平信号转换为RS232信号；与车载终端相连接的无线通讯模块，接受车载终端通讯程序的控制，用于与监控中心服务器进行无线通讯，发送车载定位信息。
2.根据权利要求1所述的一种实现车载定位信息的无线传输系统，其特征在于所述车载终端采用龙芯二代芯片。
3.根据权利要求1所述的一种实现车载定位信息的无线传输系统，其特征在于所述定位信息接收模块为M12，所述无线通讯模块为G20。
4.一种实现车载定位信息的无线传输方法，采用权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于包括以下步骤1)车载终端和交通信息网格节点中的监控中心服务器分别启动；2)车载终端通过无线通讯模块向监控中心服务器传递注册信息，服务器通过验证后返回成功信息；3)定位信息接收模块接收卫星定位信息后经电平转换电路传送给车载终端，由车载终端通过程序打包成数据包后，由无线通讯模块向监控中心服务器传送；4)监控中心服务器接收到数据包后进行解析。
5.根据权利要求4所述的一种实现车载定位信息的无线传输方法，其特征在于其中监控中心服务器端通讯程序部分的实现为采用TCP协议，监控中心服务器中只有一个进程，且该进程只有一个线程执行，使用异步I/O来为若干个客户提供表面上的并发，TCP服务器采用多路复用I/O并发服务器模型。
6.根据权利要求5所述的一种实现车载定位信息的无线传输方法，其特征在于所述多路复用I/O并发服务器模型的工作流程为，(1)无线通讯模块打开一个Socket，请求连接监控中心服务器收发数据，发送请求和接收应答；当使用连接结束时，车载终端断开连接；(2)初始时监控中心服务器打开一个Socket；然后为Socket命名并将其绑定，用绑定指明它所使用的本地协议端口；创建一个循环，调用侦听设置连接等待队列的长度，并侦听来自无线通讯模块的连接请求；在该循环中，服务器接受连接请求，直到下个连接请求到达为止；收发数据时，通过接受和发送与车载终端进行交互；最后使用断开连接，之后，监控中心服务器等待下一个连接。
7.根据权利要求4或5所述的一种实现车载定位信息的无线传输方法，其特征在于所述步骤4)中解析的过程为，(1)监控中心服务器接收到数据，取Socket连接的文件描述符；(2)如果文件描述符存在于车载终端注册表中，判断数据是否为定位信息，如果是，则写入相应的文件中保存；如果不是，则报告出错；(3)如果文件描述符不存在于车载终端注册表中，取数据的第一个字段；(4)判断当前字段是否在车载终端注册信息表中，如果是，则向其对应的文件描述符发送数据；(5)如果不是，则报告出错，关闭当前连接。
全文摘要
一种实现车载定位信息的无线传输系统及方法，所述系统，包括设有RS232端口的车载终端，监控中心服务器，定位信息接收模块，用于接收车辆卫星定位信息，电平转换电路，该电平转换电路用于将定位信息接收模块输出的TTL电平信号转换为RS232信号；与车载终端相连接的无线通讯模块。所述方法包括步骤车载终端和交通信息网格节点中的监控中心服务器分别启动；车载终端通过无线通讯模块向监控中心服务器传递注册信息；接收卫星定位信息后经电平转换电路传送给车载终端，由车载终端通过程序打包成数据包后传送至监控中心服务器。本方法的优点是依托于Internet网络，无需自己投资建网，而且按通信流量进行计费，费用低廉，其传输速度很快，可靠性高。
文档编号G01S5/00GK1952679SQ20051003059
公开日2007年4月25日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者蒋昌俊, 曾国荪, 陈闳中, 苗夺谦, 阎春钢, 刘磊, 章昭辉, 方钰 申请人:同济大学