基于北斗卫星导航系统的智能车载终端研究

石长华 孙小霞

摘   要：文章首先介绍了北斗卫星导航系统以及智能车载终端的概念，然后对智能车载终端系统的总体设计进行分析，接着说明了基于北斗卫星导航系统的智能车载终端相关的制作方法，最后对智能车载终端功能进行研究，旨在让基于北斗卫星导航系统的智能车载终端能够更为良好地发展，从而减少交通事故的发生。

关键词：北斗卫星导航系统;智能车载终端;交通

1    北斗卫星导航系统以及智能车载终端的概念

1.1  北斗卫星导航系统的概念

北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，由空间段、地面段、用户段3个部分组成，可以在全球范围内全天时、全天候地为各类用户提供高精度的定位、导航、授时等可靠的服务，并且还具有短报文通信功能，其定位精度可达到10 m，测速精度可达到0.2 m/s，授时精度可达到10 ns。我国北斗卫星导航系统的建设与发展的根本目标是应用推广和产业发展，同时，遵循开放性和自主性的原则，计划在2020年建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

1.2  智能车载终端的概念

智能车载终端是结合GPS技术、汽车黑匣技术、里程定位技术对运输车辆进行现代化管理的手段，包含了运营管理、服务质量管理、行车安全监控管理、智能集中调度管理、电子站牌控制管理等内容。可以准确显示车辆的运行状态，并且对车辆进行动态定位和追踪监控，控制电子站牌显示的车辆信息，识别驾乘人员的身份信息，自动采集并储存公交刷卡数据等，真正实现了我国车辆的现代化管理。

2    智能车载终端的结构组成

2.1  智能交通系统所包含的内容

2.1.1  路况信息采集系统

路况信息采集系统的组成部分包含路面压力传感器、车辆测速雷达、自动事故检查系统、动态交通信息收集系统等，采用信息处理技术、嵌入式技术、传感器技术等对目标路段的车辆信息及路况信息进行采集，然后将相关信息上传到交通信息处理系统进行处理。

2.1.2  远程监控管理系统

城市交通管理部门通过远程监控管理系统可以对交通路况进行实时监控，以便于疏通拥堵路段，管控特定事件，完善交通资源的配置。其作用对于物流公司最大，可以让物流公司随时对自己的运输车队进行监控，从而根据实际情况调度车辆并选择行驶路线。

2.1.3  交通信息处理系统

交通信息处理系统主要负责通过对特定数据的算法处理来分析、处理并储存路况信息，再将最后的结果存入相关的数据库。

2.1.4  智能车辆管理及服务系统

智能车辆管理及服务系统可以让道路交通和车辆管理的智能化、现代化、自动化真正得以实现。

2.1.5  交通信息查询和发布系统

交通信息查询和发布系统主要把交通信息处理系统所储存的路况信息作为依据，通过交通路况信息网站、交通广播或者其他各种无线通信系统把这些信息发布出来，从而让出行者能够及时获取行驶路段的交通路况信息[1]。

2.2  智能车载终端主要需要运用的技术

（1）通用分组无线（General Packet Radio Service，GPRS）数据通信技术，是在全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications，GSM）网络的基础上进行通用分组的无线服务技术，通过时分多址信道为用户提供无线分组数据业务，具备很强的稳定性，并且支持智能车载终端设备永久在线。此外，目前的GPRS无线通信模块技术也越来越完善，其内部集成传输控制协议/因特网互联协议（Transmisson Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）已经具备了网络断线后自动重新连接、自动拨号上网、利用心跳包让设备永远处于在线状态、利用串口透传数据等功能，由此可以看出，GPRS无线通信模块的功能非常齐全，操作快捷、简便，将其用于智能车载终端的无线通信模块具备相当的可行性，从而为永久在线监控车辆信息提供保障[2]。

（2）卫星导航定位技术。导航卫星、中心控制系统、用户卫星型号接收机这3个部分构成了卫星导航系统，而卫星导航定位技术就是中心控制系统将无线信号在3个组成部分之间传输的延迟时间作为依据，在已知位置和高度的情况下，运用特定的定位算法来测算导航卫星与用户信号接收机的相对位置，然后通过地理信息系统来对用户卫星信号接收机三维坐标进行确定的技术。智能车载终端的定位功能是用户能够准确获取导航及位置信息的基本途径。

（3）射频识别技术。射頻识别技术最大的优点是在不用接触目标的情况下就能进行识别，主要通过无线电信号去识别特定目标，同时，把与其相关的数据读写出来。射频识别技术是物联网核心技术之一，它的工作频段可以分为微波段2.4 GHz及5.8 GHz、超高频433 MHz、中高频13.56 MHz、低频125 kHz。射频识别技术在物流管理、各类门禁系统、商品零售等领域已经被大范围使用。超高频和微波段有源射频识别标签由于通信速度快、识别距离远，在智能交通领域已经逐渐被引入。带有射频识别技术的智能车载终端在自动追踪或识别车辆、统计道路车辆的流量、智能停车场等方面的应用效果已经非常明显[3]。

（4）采集车辆信息。车辆信息包含了车辆身份信息以及车辆参数信息。其中，车辆参数信息又由时间、速度、车身传感器、开关量等信息组成。通常情况下，使用卫星信号测速、速度传感器、测量车辆脉冲参数等方法来对车辆行驶速度进行监测，而开关量包含了刹车、耗油量、车门及车灯开关等信息，车辆事故的疑点信息就是由开关量所有信息再加上车辆的速度和时间信息组合而成。

3    基于北斗衛星导航系统的智能车载终端相关的制作方法

北斗智能车载终端包含了北斗车载终端主机、摄像机、电源、机箱、汽车行驶参数采集模块等内容。首先，将汽车行驶参数采集模块和至少1个摄像机分别与北斗车载终端主机连接，其中，汽车行驶参数采集模块的作用是收集汽车车速、耗油量等信息，摄像机的作用是实时记录车辆周边的图像[4-5]。其次，将机箱安装在汽车上，再在机箱内安装北斗车载终端主机。最后，再把电源安装在汽车上，以便于为各个用电部件提供电力。智能车载终端还包括接力信号发射和接收模块，这两种模块都和北斗车载终端主机连接，其中，接力信号发射模块向周边车辆发送接力信号，接力信号接收模块接收周边车辆发出的接力信号。所谓接力信号指的是车辆与北斗卫星无法进行正常通信时，向其周围车辆发出的通信或者协助定位的无线信号。

4    基于北斗卫星导航系统的智能车载终端的功能研究

基于北斗卫星导航系统的智能车载终端具有以下功能：（1）可以实时监控目标路段的道路状况、驾驶员以及乘客的情况，能够通过客户端软件平台直接调取终端里的视频录像，可借助特定的软件平台清楚地观看车辆运行情况，还能显示某时间范围内车辆的位置、车速等信息。（2）具备对讲功能，可利用软件后台发送对讲指令，终端接收可以单方对讲，从而了解车辆的运行情况、便于调度车辆。（3）在设定的单位区域内，无论车辆是进入还是离开，都会产生一条报警信息，在车辆的速度超过限定值时，不仅有报警信息，还有报警提示音。（4）可以远程控制车辆，对其发送停车指令，这样即使车辆被盗也能尽力保证车辆的安全，而且还能查询近期的停车时间和地点，在忘记关掉车辆设备的情况下，可以远程关闭，也可以设置定时开关机。（5）可以实时监测油量的耗费情况，当油量快速下降时可以短信通知车主，终端设备还能与广告屏进行连接，使其可以实时发布广告。

基于北斗卫星导航系统的智能车载终端由我国自主研发，具备良好的保密性，能够有效避免外国人对我国相关车辆的位置信息进行监控[6]。在未来，基于北斗卫星导航系统的智能车载终端会逐步替代GPS车载终端，并且可以得到我国人民的广泛使用。

5    结语

交通管理和交通运输的发展越来越趋向于智能化、信息化、现代化，这导致智能交通系统成为当前局势下的必然产物，从而使得交通资源的配置更加优化，城市环境污染逐步减少，交通事故发生的频率越来越低，尤其是基于北斗卫星导航系统的智能车载终端的出现，让我国智能交通系统有了进一步的发展，促使采集交通道路信息、实时监控车辆动态等工作更良好、更顺利地进行，进而使专属于我国的智能车载终端使用范围更加广阔。a

[参考文献]

[1]钟晨.基于北斗导航与RFID的智能车载终端设计研究[J].电子设计工程，2017（11）：1-4.

[2]林川，张翔，郑征，等.北斗卫星导航系统应用终端检测技术初探[J].中国安全防范认证，2017（2）：27-29.

[3]马健军，龙志军，黄玉华，等.北斗车载导航系统研究现状分析[J].汽车电器，2017（7）：35-37.

[4]胡江川，杜丽萍.基于北斗卫星定位的车联网智能影音导航系统设计与应用[J].科技传播，2017（21）：75-76.

[5]王华，周丰.基于北斗卫星定位的车联网智能影音导航系统设计与应用[J].汽车与驾驶维修（维修版），2018（5）：87.

[6]于海侠.基于北斗模块的智能车载终端原理与设计[J].天津科技，2014（7）：18-20.

Research on intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system

Shi Changhua， Sun Xiaoxia

（Jingdezhen University， Jingdezhen 333000， China）

Abstract：This paper first introduces the concept of Beidou satellite navigation system and intelligent vehicle terminal， then analyzes the overall design of intelligent vehicle terminal system， explains the fabrication method of intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system， and finally studies the function of intelligent vehicle terminal， in order to make the intelligent vehicle terminal based on Beidou satellite navigation system develop better and reduce the occurrence of traffic accidents.

Key words：Beidou satellite navigation system; intelligent vehicle terminal; traffic