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3　基于GSM的移动监控定位系统方案设计
　　
　　通过以上几种通信网络的比较，移动通信网是最为经济、最易普及的一种方法。第三代移动通信网CDMA具有较高的数据传输能力，但目前CDMA网还处于实验网阶段，而GSM数字蜂窝移动通信网在国内及国际上都已非常普及，市场应用最广泛，覆盖面积最大，在技术上也是最成熟的。所以，利用GSM移动通信网建设移动监控定位系统是当前比较合理的选择。通过GSM移动通信网传输监控定位数据可以有3种方法：利用话音通道传输、利用SMS（短消息业务）传输、利用改进的GSM的高速数据通道传输。

3．1　利用GSM的话音通道通信的设计方法
　　
　　利用GSM的话音通道传输数据和在普通电话线上一样，在收发两端通过MODEM调制解调进行数据通信，这种方法技术成熟，应用范围广，在GSM网覆盖的范围内均可使用，缺点是在数据传输之前需要先拨号，呼叫建立时间较长，一般为10 s左右，而且通信费用与移动电话费相同，费用较高。采用这种方法建立的移动监控定位系统如图1所示。



　　移动终端的设备组成如图2所示。



　　在图2中，移动终端的GPS接收机可以获取位置、速度信息，摄像头捕获图像信息，麦克风传送话音，报警设备提供报警信息，他们送入数据接口设备进行格式转换后，经MODEM调制，通过GSM手机发向GSM移动网络。系统监控中心通过中继线路与GSM网交换中心连接，中继线路为电话线、光纤或微波提供的话音通道，移动终端的数据由监控中心的MODEM解调、接口处理后送入相应分系统。如GPS信息送入GIS（地理信息系统）分系统、图像和话音送入多媒体显示分系统、报警信息送入报警处理分系统。监控中心可以通过调度指挥分系统对各个移动终端进行控制，网络管理分系统负责整个网络的运行、管理工作。
　　
　　利用GSM的话音通道设计移动监控定位系统时，可根据移动终端数量和实际需求随意添加、删除信道数和业务功能，还可组成简单的点—点移动监控系统，例如用于家庭监控等。

3．2　利用GSM的SMS通信的设计方法
　　
　　SMS（短消息业务）是GSM网的一项增值业务，他通过控制信道传输数据，支持点—点消息业务及消息广播业务等多种方式。通过SMS传输数据的移动监控定位系统如图3所示。



　　与图1不同的是，移动终端的数据通过SMS全部发送到短消息业务中心，系统监控中心通过中继线路（如DDN）从短消息业务中心获取数据。通过SMS传输数据具有以下优点：
　　（1）信道建立时间短，数据传输速率快；
　　（2）不占用话音信道，通话时不影响数据传输；
　　（3）由于不占用话音通道，通信费用低廉；
　　（4）通过短消息广播业务，可提供点对多点的数据传送；
　　（5）系统扩容方便。
　　
　　另一方面，由于控制信道的传输速率为781 kb／s，所以数据传输速率不可能很快。SMS还受信息长度的限制，点—点信息长度为140 B，消息广播业务信息长度为82 B，这就决定了传输的数据不能太长，他适用于信息量少而通信频繁的系统应用。此外，随着系统容量增加，SMS还会加重GSM网络控制信道的负担。

3．3　利用GSM的高速数据通道通信的设计方法
　　
　　在以上2种数据传送手段中，数据速率都较慢，只适合传输诸如GPS数据、报警信息、控制信息等较短的数据，若传输监控图像、移动终端下载地理信息就比较困难，为此，需要进一步提高GSM通信网的数据传输速率。GRPS（通用分组无线服务）是最近兴起的一种新技术，他通过在原有GSM网上添加协议关口和改动少量设备，就可以提供高达115．2 kb／s的数据传输速率，GRPS支持X．25，TCP／IP等协议。现在世界上许多大公司都在抓紧开发GRPS功能，国内东方通信公司和Motorola公司在合作开发GRPS手机和相关设备。提高GSM数据传输速率的另外一种技术称为EDGE（增强数据速率），他可支持384 kb／s的数据速率。
　　
　　在以上3种设计方法中，利用GSM的GPRS或EDGE提供的高速数据通道通信是比较理想的一种方式，目前正在研究开发过程中，GSM的话音通道应用最普及，但通信费较高，利用SMS业务传输数据是最经济、合理的方法，而且SMS业务也正在逐步走向普及。

4　移动监控定位系统的业务功能
　　
　　基于GSM通信网设计的移动监控定位系统可提供以下几种功能：
　　
　　（1）定位功能　通过移动终端发送的GPS信息，监控中心可对移动目标进行实时的跟踪定位，监控移动目标的行使速度、运行状态，并且可以通过GIS系统在地图上实时显示运动轨迹；相反，监控中心通过地图可查询区域内车辆的有关资料，如车辆牌照、单位名称、司机姓名、行使速度等。
　　（2）调度指挥功能　因为监控中心掌握各个移动目标的地理位置和运行状态，可根据需要进行调度指挥。例如在出租车运营中采用此系统，监控中心可根据客户叫车电话通知附近车辆前去服务。
　　（3）报警功能　移动终端发送的报警信息分为自身故障报警信息和突发事件报警信息2种，以长途客运车为例，自身故障报警包括车辆漏油、发动机状态异常等；突发事件报警信息包括行车途中遭遇路桥坍塌、交通事故、拦路抢劫等。当出现警情时，监控中心可根据客车的报警信息分类处理，通过与110、120联网及时通知交通、公安部门。
　　（4）视频监控功能　通过加装摄像头，监控中心可随时查看移动目标的视频图像并进行录像，如可监视长途客运车司机在途中有无违规拉客、拒载行为，若车内发生抢劫、偷盗等犯罪事件，可通过录像回放协助破案，等等。
　　（5）通话功能　当采用SMS或高速数据通道传输64数据时，在数据传输过程中，移动终端还具有正常GSM数字电话功能。
　　（6）导向功能　在移动车内安装GIS系统，可以实现车辆自我导向功能，而且全国漫游。
　　（7）历史资料查询功能　用户可以通过监控中心的记录查询移动终端的历史情况，如查询车辆在过去某个时间的位置、速度、状态等数据，并可进行运行轨迹回放。
　　
　　在实际系统设计中，针对不同的用途，系统可繁可简，小到点—点的监控，大到几百个移动终端的监控定位系统，业务功能如GPS定位、视频图像监控等也可根据需要进行添加或删除。

5　结　语
　　
　　移动监控定位系统在我国有很大的市场潜能，近几年在全国各地建起了不同形式的移动监控定位系统，如GPS车辆跟踪系统、移动指挥调度系统、车辆导航系统等。2000年5月，上海市建成了公用移动GPS系统，他使用GSM作为通信平台，为上海以及华东地区的用户提供GPS定位及监控信息服务，用户只需要购买GPS车载设备就可以加入网络。北京市也已建成GSM／GPS卫星定位服务系统，他以卫星通信为基础，可提供高精度的三维定位信息，将向公众开放静态车
辆防盗、动态车辆追踪等服务。
　　
　　另外，国内许多通信网络公司可以提供GPS接收机、GSM／GPS一体机、GIS系统、系统监控软件平台及整套系统解决方案，但由于刚刚起步，系统设计还存在许多问题，例如：监控软件功能比较落后，动态数据处理能力较差；数据通信格式不统一，不同厂商间的产品不兼容；由于监控数据通过无线传输，多数系统未采取加密措施，监控定位信息很容易被截获等。