基于北斗/GPS导航的车辆远程监控研究与应用

随着嵌入式技术、互联网技术、空间定位技术和通信技术的发展,特别是近年来我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统的飞速发展,车载电子集成设备与车辆远程监控在城市公共交通管理方面应用前景广阔。文章提出车载电子设备集成系统功能和系统组成,重点讨论基于北斗/GPS卫星导航系统的车辆定位的设计和实现。

基于混沌粒子群优化的北斗/GPS组合导航选星算法

全球卫星导航系统(GNSS)接收机在接收信号的过程中会受到诸如建筑物遮挡、信号干扰等因素的影响,无法得到全部可见星。为减轻多星座组合接收机的处理负担,研究利用部分可见卫星进行定位的快速选星算法,提出了一种基于混沌粒子群优化(CPSO)的北斗/GPS组合导航选星算法。首先,对当前历元时刻可见卫星进行连续编码,按照选星数目分组,每个分组视为一个粒子。然后,通过混沌映射初始化粒子种群,选取几何精度因子(GDOP)作为评价粒子优劣的适应度函数;粒子通过粒子群优化算法的速度-位移模型更新自身位置,逐渐趋近空间卫星几何分布较好的卫星组合全局最优解。最后,采集北斗/GPS实际数据对选星算法进行仿真验证和性能比较,结果表明,所提算法在选星颗数多于5颗时,单次选星耗时为遍历法选星的37. 5%,选星结果的几何精度因子计算误差在0～0. 6之间。该算法可适用于北斗/GPS组合导航定位不同选星颗数的情况。

一种北斗/GPS双模复合策略自适应快速选星算法

多模卫星定位相比单一导航系统定位可获得更多数量的可见星,有利于提高定位性能,但导航系统计算量也随之成倍增大,传统的遍历选星算法并不适合多模卫星定位系统的快速选星过程。为此提出了一种北斗/GPS双模复合策略自适应快速选星算法。算法基于几何精度因子(GDOP)、载波信噪比复合策略进行选星,高度角滤角根据可见星数量不同进行自适应调整,快速获取次优星座分布,并通过几何精度因子来衡量星座。最后,将所提算法与传统快速选星算法进行了对比,利用MATLAB进行了仿真分析,发现所提算法在精度上相对最优星座损失很小的情况下,而计算耗时大约为传统最优星座选星法的千分之一,验证了算法在双模卫星定位系统中的有效性。

病死猪无害化处理运输车辆安全可追溯系统的构建与应用

【目的】实现病死猪无害化处理运输车辆在无害化处理厂和收集点之间流通的安全追溯。【方法】以病死猪无害化处理运输车辆作为研究对象,系统总体构架由三层结构设计:数据服务层、数据处理层和数据采集层;数据采集层采用北斗/GPS双模用户机、温度传感器、无线射频阅读器、有源电子标签和GPRS无线传输模块组成,实现对病死猪无害化处理运输车辆安全可追溯系统(traceability safety system of the transport vehicle for dead pig harmless handling,TSDPHH)运输车辆地理位置信息、车厢温度信息、消毒点车载有源电子标签信息的采集与传输。其中,运输车辆地理位置信息主要使用采集到的北斗导航定位系统数据,当北斗导航定位系统数据出现较大偏差时,将GPS导航定位的WGS-84坐标系数据转换到北斗导航系统的BJ-45坐标系,利用GPS导航定位系统对数据进行修正,实现互补定位,提高运输车辆地理位置信息采集精度;在数据处理层实现对采集到的数据进行提取、修改、储存等操作;数据服务层主要是给工作人员、监控部门提供信息服务。本系统以Visual Studio2010为集成开发环境,采用C#语言进行系统开发,在数据库SQL server 2008中利用SQL语言实现对数据的存储、修改。【结果】TSDPHH的功能包括线路安全管理、消毒安全管理、温度监控管理、卫生防疫管理和安全预警管理;利用蚁群算法对病死猪无害化处理运输车辆的路径规划进行仿真,合理规避大型养殖厂、人群密集地等规避区域,仿真结果切合实际,为病死猪无害化处理运输车辆在指定运输区域进行合理路径规划提供参考。TSDPHH为无害化处理厂的工作人员提供了实现运输车辆行走线路监测、运输车辆智能调配、车厢温度监控、车辆信息查询等管理功能,系统在江苏省涟水县病死猪无害化处理厂试点基地进行实地测试,测试表明系统硬件模块工作稳定,网络丢包率为0.26%,车载有源电子标签识别误差率为0.97%;通过运输车辆行走线路Arc GIS监控管理功能模块,对运输车辆进行连续2 h行走路线实时监控,并且对温度监控管理、消毒安全管理等功能模块进行测试,系统各个模块工作正常,能够满足TSDPHH运行要求;同时,通过监控客户端实现以电话、网络、短信的方式为动物卫生防疫的监控管理部门提供服务,将TSDPHH监测数据(车辆行走线路、车厢温度等信息)实时推送给监管部门,实现对病死猪无害化处理运输车辆进行全方位监督管理,保证动物卫生安全。【结论】为病死猪无害化处理运输车辆安全管理提供了有效手段,实现对病死猪无害化处理运输车辆实行全方位监督管理,合理规避动物卫生安全事件的发生,并给其他病死猪无害化处理综合管理系统的开发提供了参考与借鉴。

基于Android平台的多功能汽车监控终端设计

针对目前导航系统不能较好实现对汽车的精准定位和实时监控问题,介绍了一种基于Android平台的多功能汽车监控终端的设计方法。以STM32F103微控制器、北斗/GPS双模模块、GSM/GPRS模块等作为硬件平台,通过对Android系统的移植及相应的软件程序设计,实现了对汽车更精准的定位、路径规划和导航,同时完成了对车内温度的实时监控和检测,从而进一步完善了汽车的监控终端。