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基于 ARM,GPS,GPRS的出租车监控调度系统
望习才
武汉理工大学信息工程学院，武汉（430070）
摘 要：随着经济快速发展，城市交通是一个很大的问题，出租车是城市公共交通的重要组
成部分，但是在现在没有调度的情况下，运行效率很低，同时一定程度上加剧了城市的拥堵。
本文针对这些情况，提出了一种基于GPS定位技术，利用嵌入式系统的信息化调度方案，先
利用GPS技术实时确定出租车的准确方位，将这些信息通过GPRS网络送到监控调度中心，
调度中心根据客户电话约车需求或者出租车分配情况对车辆实施调度，大幅度提高运行效
率。本文给出了系统总体设计方案，硬件，软件系统的构成，硬件方面主要涉及车载终端，
监控中心组成，软件方面则主要包括GPS信号的接收，GPRS短信的发送和接收。
关键词：GPS；嵌入式系统；监控调度
1 引言
近年来，城市人口增多，给城市交通带来很大压力，出租车作为城市交通的重要工具，
在目前没有统筹调度的运营模式下，存在很多问题，比如：（1）空载率很高，这一方面是
对人力物力的浪费，另一方面，也增加了城市拥堵的现象；（2）出租车驾驶员也有车辆定
位、音视频播放、遇险报警等需求；（3）市民则有电话叫车等需求；（4）政府部门更需要
根据出租车的现行运营状况对出租车进行合理调度和分配，以最大限度利用资源。针对上述
问题，本文提出了一种信息化的调度策略。
本文出租车监控调度系统基于 ARM，GPS,GPRS 等技术。主要包括车载终端、通信链
路和监控调度中心三部分。车载终端提供 GPS 导航、意外报警、音频播放、视频播放、接
收调度信息等功能。车辆监控中心系统主要提监控调度、电话叫车、信息广播、数据记录分
析等功能。系统通过 GSM网络建立起出租车与监控中心之间迅速、准确、有效的信息传递
通道。监控中心可以随时掌握车辆状态。同时可以根据需要迅速下达调度命令，对车辆进行
远程调度：乘客拨打调度中心约车电话时．监控中心可根据当前车辆的状态，对空车进行调
派。调车的详细信息用短信息形式传至车载显示端。大大提高了供车效率，缩短了电话约车
的时间，减少了驾驶员空驶里程。同时，监控中心可以向出租车司机提供交通信息、线路咨
询信息、行业信息和股市信息等。[1]
2 系统方案设计
系统架构
本出租车监控调度系统整合了 ARM,GPS、GSM、GIS和计算机应用软件，由车载终端、
通信链路和监控调度中心三部分组成。其中车载终端以 ARM微控制器为核心，通过 UART0
和 UART1分别连接 GPS模块和 GPRS模块，车载终端通过 GPS模块来接收 GPS卫星定位
信息，通过 ARM处理器解析出车辆所在的经度、纬度、车速等信息，并对采集的车辆定位
信息进行统一处理[2]。然后借助于 GPRS通信网络以短信息的形式将车辆的定位信息发送到
监控中心的通信服务器上；监控调度中心由通信服务器和监控终端组成， 通信服务器接收
到数据后，对数据进行处理，并把处理好的数据发送给监控终端， 监控终端通过调用地图
引擎和电子地图软件，将接收到的车辆 GPS 定位信息与电子地图匹配，实现对车辆位置、
状态等信息的实时跟踪监控，同时监控中心随时分析车辆位置信息和客户约车需求，计算出
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最佳匹配，然后通过 GPRS网络向车载终端发送车辆调派信息或路况信息。整体系统结构如
图 1所示：
图 1：系统结构框图
系统的硬件构成
车载终端
车载终端由ARM处理器模块、GPS接收模块、GSM模块、LCD、电源等主要模块组成，
系统的硬件结构如图2所示。作为车载终端，在设计时应充分考虑其体积小，功耗低的要求，
经过资料收集和反复比较，最终选择了Samsung公司推出的基于ARM920T内核的S3C2440A
处理器 该处理器基于ARM920T处理器内核．采用O．18um制造工艺的32位微控制器。最高
运行频率为400 MHz 同时提供了一套较完整的通用外围设备。且使整个系统的功耗最低[3]。
通过处理器的扩展存储器外扩了64 MB的NAND Flash以及64MB的SDRAM 等存储芯片。通
过GPIO口扩展了键盘、LCD和触摸屏等人机接口单元。对外提供USB和UART等通信接口。
GPS接收模块选用了美国GARMIN公司生产的并行l2通道接收机GARMIN一25GPS接收机。
它体积小、重量轻、功耗低，首次定位和重新捕获时间短，有极强的抗树荫和高建筑遮挡能
力 它具有定位速度快、工作稳定和抗干扰性强等特点。因而在车辆调度、精准农业等领域
得到广泛应用。GSM模块采用了Siemens公司的TC35模块，并移植了TCP／IP协议栈和PPP
协议，TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块。它体积小，易于集成，可以快
速安全可靠地实现数据、语音传输、短消息服务[4]。ARM处理器S3C2440A通过异步串行通
信接口与TC35相连。并通过AT命令对该模块进行控制和数据传输。
SPK
图 2 车载终端硬件结构框图
监控中心
GPS接收机
GPRS模块
移动用户板 GPRS模块
Interet
JTAG
RTC
UART1
UART0
US
USB
PLL
9200内核
s3c2440a
扩展存储器接口
G
PIO
GARMIN-25
GPS接收机
键盘
触摸屏
LCD
电源接口
音频
芯片
TC35
SIM
64MB Nand Flash 64MB SDRM
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监控调度中心
监控调度中心包括两部分：一部分是接受和分析无线电网络信息的接收设备；另一部分
是控制调度服务器，负责移动目标定位数据、调度信息的存储和调用。在监控调度中心有数
据库软件管理属性数据库、GIS软件管理空间数据库，通过对 GIS软件的二次开发，使二者
联系在一起并显示在电子地图上。这种数据的组织方法，对于经常变化的数据具有更大的灵
活性。监控调度中心一方面接收无线电通信发送的信息，并把这些数据进行处理和分析，同
时把车辆定位信息与电子地图相匹配，并显示在电子地图上；另一方面又根据车辆的位置信
息和客户电话约车的需求，向出租车司机发送车辆需求信息。同时监控调度中心还可以存储
车辆运行信息，以备查询。
系统软件部分
在车载终端中．车辆位置信息的获取、车辆调度信息的收发、内部数据的处理以及外围
设备的驱动都是在 ARM芯片的统一控制下完成的。所以首先要在 ARM板上移植嵌入式操
作系统。这里选择Windows CE操作系统。具体过程在此不做详细叙述。
在Windows CE中，把 GPS和 GSM模块的数据都当成是文件来读取。处理器和各模块
之间通过串口进行通信。这里也要针对各模块数据传输的特点，设置好串口信息。
GPS信号接收
接下来针对 GPS 和 GSM 模块的软件设计进行详细描述。GPS—OEM 板采用
NMEAO183数据格式输出 ASCII数据信息。NMEA0183语句有多种数据句型，每条语句包
含多种信息。我们关心的是用户的位置、速度和时间等信息，这可以对读取的数据进行格式
识别，进而提取得到。以 GPRMC为例，其格式如下：
MYMGPRMC，hhmmss， a， ddmm． mmm ， a，
dddmm ．mmmm ，a，x．x，x．x，ddmm yy，x．X，a * hh
< CR> < LF>
其中：GP为信息来源，RMC为句型识别符，其后依次为 UTC时间、状态(A一定位，
V一导航)、纬度、纬度方向(N或 S)、经度、经度方向(E或 w)、速率、方位(二维方向指向)、
UTC日期、磁差、磁航向等。系统工作时，可以将接收到的 GPS定位信息保存在一个结构
体中，按监控中心发出的命令以一定的时问间隔将定位信息通过 GSM 送回监控中心[6]。
GPRS短信息发送和接收
微处理器通过 GSM模块 TC35以短信方式向服务器端发送待传输的 GPS数据。处理器
控制 TC35收发短信通过 AT指令实现。AT指令最先由 Hayes公司发明。通俗地讲，AT指
令集说就是一种操作控制 GSM模块的软件协议的集合，用户可以通过 AT指令进行呼叫、
短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。AT指令控制短信发送有 3种模式，即块模
式(BLOCKmode)、文本模式(TEXT mode)和 PDU模式。块模式由于需要生产厂家提供驱动
支持，目前基本被淘汰；TEXT 模式较为简单，主要用于纯英文短信的发送；而 PDU 模式
主要用于收发中文短信或中英文混合短信但编码较为复杂。本系统中短信的收发采用 TEXT
模式[5]。
A T指令数目很多，本文主要用到四条 A T指令。处理器控制 TC 3 5进行短信收发主要
通过调用一下四条 AT指令来完成：
( 1 ) 初始化 T C 3 5模块子函数
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( 2 ) 删除 T C 3 5中短信子函数：处理器向 TC35发送删除短信命令 “ A T + C M G D =
I < C R > ” ，等待并接收 T C 3 5返回的字符。如果接收到的字符为“ O K ”， 表示 T C 3 5
删除第一条短信成功，结束发送删除短信命令；如果接收到的字符不是“O K”， 则继续发
送删除短信命令给 T C 3 5 ，直到 T C 3 5返回字符为与 S M S有关的 A T指令
( 3 )读取 T C 3 5短信子函数：处理器向 T C 3 5发送读取短信命令“ A T + C M G R = I <
C R > ” ， 然后等待并接收 T C 3 5返回的字符。如果接收到的字符为 “ + C M G R ：0 ， ，
0 ”， 表示 T C 3 5 没有收到新的短信；如果接收到的字符不是 “ + C M G R ：0 ， ， 0 ”，
表示 T C 3 5 收到新的短信。处理器再一次向 T C 3 5 发送读取短信命令， 并把短信内容
存放到接收缓冲区中。
( 4 ) 控制 T C 3 5发送短信子函数：发送命令 “ A T +C M G S - 1 3 5 9 7 3 2 * * * * < C
R > ”然后等待并接收 T C 3 5返回的字符，如果接收到的字符为 “ > ”， 表示 T C 3 5等待
接收发送短信的内容。如果接收不到字符 “ > ”，单片机继续向 T C 3 5 发送相同命令。接
收到字符 “ > ”后，处理器继续向 T C 3 5模块发送短信的内容，要发送的短信的内容存放在
发送缓冲区中。
3 总结
本出租车监控调度系统有机地结合了 ARM的高效处理控制技术 、G P S精确的定位技
术和 G S M短消息功能，实现对出租车辆的运营调度、监控等服务。有效降低了出租车空
驶率，缓解了交通堵塞 、 降低了燃油消耗，提高了出租车行业的服务水平和城市文明形象。
随着社会的发展，出租车行业对出租车监控管理的需求将与日俱增，本文中所介绍的监控调
度系统也将会越来越显示其优势和实用性，必将会有更为广阔的应用空间。
参考文献
[1] 聂启样，方源敏，左小清．基于 GIS／GSM／GPS 的车辆监控系统的设计与实现．地矿测绘。2007。
23(3)：l1～l2
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学学报．2005． (1)，B2-85
[5] 张鹏超，刘沛．基于 GPRS 的车辆监控系统的设计与实现．武汉理工大学学报，2006，30(6)：1058～
1060
[6] 刘基余．GPS卫星导航定位原理与方法[M]．北京：科学出版社，2003．
Taxi monitoring and dispatching system based on ARM,
GPS, GPRS
Wang Xicai
School of Information Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan (430070)
Abstract
With the rapid economic development, urban transportation is a big problem, taxis in urban is an
important part of public transport, but now there isn’t schedule, so the operation efficiency is very low,
meanwhile in a certain extent, it exacerbate the city's congestion. In this paper,aiming at these cases
present,we think out a method which based on GPS positioning technology and the use of embedd
,we use GPS technology to determine the accurate location of a taxi,and the location
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information will be sent to monitoring and dispatching center through the GPRS network, dispatching
center attempers taxis according to the customer’s demand phone or the distribution of vehicles,
increase the operating efficiency greatly. In this paper, we give the overall design of the system,
hardware, software structure, hardware is mainly related to vehicle terminal, control centers, and
software mainly includle the GPS signal receiver, how to send and receive GPRS text messages.
Keywords: GPS; embedded systems; monitoring and dispatching
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