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06-18
摘要 根据实际需求，提出了物资监控系统应具备的功能。
介绍了北斗二号的定位原理和GPRS通信原理。
在此基础上设计了监控系统的监控中心和终端。
本文设计的物料运输监控系统具有定位准确、价格低廉、简单实用等优点，在物料运输监控领域具有广泛的应用空间。
关键词北斗二号； GPRS；监控系统 1 系统功能 1.1 物料监控与管理 系统可以监控物料的位置、速度、方向和状态，监控物料状态。
出入库、运输过程、发货状态、消费状态全流程掌控。
系统管理平台设有各种动态、静态信息数据库。
终端上报的位置信息由管理平台存储。
用户可以根据地图、时间段、回放速度回放物料运输车辆的行驶轨迹。
车辆的历史轨迹包含时间、位置等多种信息，为后续数据分析和物资管理，以及新物资运输计划的制定提供有力支撑。
1.2运输定位导航 系统终端接收北斗卫星信号，获取物料的实时位置，并将位置、行驶速度、方向和状态数据发送至监控中心，以便物料监控中心可以了解正在运输的货物的位置。
材料动力学。
利用北斗卫星定位导航系统为物资运输车辆提供导航服务。
同时，物资监控中心根据道路交通情况，选择车辆最佳运输路线，跟踪道路破损情况和交通状况，根据需要随时调整运输路线，保证运输。
任务顺利完成。
1.3安全注意事项 物料遇到危险或紧急情况后，可触发车内报警开关。
终端会立即报告车辆的位置、速度、状态等，并发出报警信号。
监控中心会弹出警报。
屏幕上会出现红色警告，提醒值班人员运输物资存在危险。
系统平台自动显示救援物资信息，并可根据指令开启单向语音监控装置。
帮助状态可以通过系统平台解除。
对于运输特殊物料的车辆可以设置限速、温湿度、车辆倾斜度等特殊条件。
一旦超过限速设置，终端将自动向用户监管中心报警。
车上会有声音提示，监控中心人员也会提示物料危险报警。
车辆执行任务之前，可以根据需要指定行驶区域或路线。
当车辆在行驶过程中偏离区域或路线时，监控软件会发出警报，管理者会及时通知车辆及时纠正。
物料运输前，可根据需要设定车辆开门的时间或地点。
当车辆未按要求开门时，车载终端会发出警报。
1.4电子地图功能 可以对当前地图进行放大和缩小，了解整个区域的整体情况以及某个区域的详细情况。
电子地图针对不同的要素有不同的代码，以特定的方式和颜色在地图上显示。
值班操作人员可以根据自己的爱好和需求配置显示方案。
地图上可以显示道路名称、建筑物名称等标签信息，服务员可以根据需要隐藏或显示标签。
当电子地图移动时，道路名称可以动态显示位置，保证道路名称清晰可见。
当电子地图缩放时，可以自动避开相邻的标注，保证标注不被覆盖。
可以查询地理位置和建筑物，还可以查询空车、重车以及该位置所属的所有车辆。
2“北斗二号”与GPRS原理 2.1北斗二号定位原理 北斗二号卫星定位系统是我国自主研发的新一代卫星导航系统。
该系统于2009年开始建设。
从结构上看，北斗二号卫星与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟正在建设的伽利略一样，属于RNSS（无线电导航卫星系统）。
“北斗二号”导航定位系统测量卫星到用户的信号传播延迟，利用测距原理实现导航定位。
通过三颗卫星测距，获取用户到卫星的距离，确定二维位置；通过添加第四颗卫星的测量，可以计算出三维位置和时间。
该系统由地面部分、空间部分和用户端部分组成。
采用CG坐标系，以北斗时间作为系统时基。
正在建设的“北斗二号”卫星导航系统空间部分将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。
作为无源导航卫星，它与第一代主动导航不同，可以为需要导航的用户提供导航。
带来安全感。
卫星提供开放服务和授权服务两种服务模式。
开放服务在服务区域内提供免费的定位、测速、授时服务。
定位精度10m，授时精度50ns，测速精度0.2m/s。
授权服务是为授权用户提供更加安全的定位、测速、授时和通信服务。
与其他定位系统一样，北斗二号卫星系统的所有功能最终都是通过用户设备来实现的，因此用户设备是系统的重要组成部分。
从应用对象来看，用户设备包括手持式、车载式、船载式、嵌入式设备等。
个人、车辆、船舶等移动载体提供导航定位、消息通信、授时服务。
从功能上看，用户设备分为基本型、定时型和其他型。
“北斗二号”卫星星座图如图1所示。
2.2 GPRS通信原理 GPRS是通用分组无线服务（General Packet Radio Service）的缩写。
它是利用“分组交换”概念开发的一套无线传输方法。
其基本功能是在移动终端和互联网路由器之间传输分组数据。
由于GPRS采用与GSM相同的频段、频率带宽、无线调制标准、突发结构、跳频规则以及相同的TDMA帧结构，因此在基于GSM系统构建GPRS系统时，无需修改GSM 系统的大多数硬件更改只需要软件升级。
在GSM系统的基础上，只需要增加一个GPRS业务支持节点（SGSN，Serring GPRS Supporting Node）、一个GPRS网关支持节点（GGSN，Gateway GPRS Support Node）和一个分组控制单元（PCU，Packet Control）即可。
单元）。
构成一个完整的GPRS系统。
由于GPRS引入了分组交换能力，与GSM电路交换相比，GPRS具有“按流量付费”、“快速登录”、“高速传输”、“永远在线”、“自由切换”等优点。
由于GPRS的这些优点，它在无线数据业务中得到了广泛的应用。
GPRS网络主要为用户提供突发数据服务。
GPRS可分为个人用户的横向应用和团体用户的垂直应用两种。
。
GPRS网络参考模型如图2所示。
移动终端（MS）：移动终端包括移动物理设备和SIM卡两部分。
移动站有多种类型，包括车载站、便携式移动站和手机。
SIM卡是一种符合ISO标准的IC卡，由CPU、存储器和串行通信单元组成。
基站子系统（BSS）：基站子系统由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）两部分组成。
一方面，基站子系统利用无线接口通过BTS与移动台连接，负责信息的无线发送/接收以及无线资源的管理；另一方面，通过BSC与网络子系统中的移动业务交换中心(MSC)连接，实现移动用户之间以及移动用户与固网电话网络用户之间的通信连接。
移动服务控制中心（MSC）：MSC是网络子系统的核心。
MSC是具有号码存储、呼叫处理、路由、回声消除和过载控制等功能的交换机。
MSC可以从HLR、VLR和AUC获取处理用户位置注册和呼叫请求所需的所有数据。
相反，MSC还要求根据其获取的最新信息更新数据库的部分功能。
GPRS服务支持节点（SGSN）：主要功能是对移动终端的移动性进行认证和管理，建立移动终端到GGSN的传输通道，接收BSS传输的移动终端分组数据，并通过GPRS骨干网进行传输网络到GGSN或将数据包发送到同一服务区域的移动终端。
SGSN还可以集成计费网关、边缘网关和防火墙的功能。
GPRS网关支持节点（GGSN）：连接GPRS网络和外部数据网络的节点。
对于外部数据网络来说，它是一个路由器，负责存储激活的GPRS用户的路由信息??。
GGSN接收移动终端发送的数据并转发至相应的外部网络，或者接收来自外部数据网络的数据并通过隧道技术传输至相应的SGSN。
此外，GGSN还可以具有地址分配、计费、防火墙等功能。
SGSN和GGSN这两个节点可以是分离的，也可以是合并的，即它们的功能可以由一个物理节点来实现，也可以由不同的物理节点来实现。
它们都应该具有IP路由功能，并且能够与IP路由器互连。
GPRS主要用于提供非语音数据业务。
GPRS提供移动网络到TCP/IP或X.25网络的接口，GPRS网络可以被视为一个IP子网。
3监控系统建设 物料监控系统由监控中心、通讯网络和终端组成。
其中，通信网络选择GPRS公共通信网络。
本文重点介绍监控中心和终端的设计。
3.1监控中心 监控中心是系统的重要组成部分。
负责与接收终端的交互和用户管理，并根据接收终端的请求响应定位服务。
同时负责各分中心的网络互联。
完成各种信息以及分中心之间业务信息流转的分类、记录和转发，并对整个网络进行监控。
监控中心动态获取路况和移动终端实时监控指挥。
GIS系统与卫星定位系统的紧密结合，可以提高监控中心的工作效率。
监控中心硬件由服务器、监控计算机和一些辅助设备组成。
服务器和监控计算机通过局域网连接。
如果条件限制，也可以将服务器和监控终端功能集成在一台计算机上。
监控中心客户端软件有系统设置、地图窗口、位置管理、素材管理四大功能模块。
系统设置包括通讯设置、密码修改、报警开关和轨迹回放等。
地图窗口有地图选择、地图设置、图元设置和车辆状态设置。
位置管理包括围栏设置、区域设置和位置设置。
物料管理具有状态查询、各种数据统计、报警处理、指令发送等功能。
具体如图3所示，监控中心客户端软件运行界面如图4所示。
3.2 终端设计 终端功能模块主要由主控计算机、北斗定位导航模块、GPRS模块和LED显示模块组成，如图5所示。
(1)主要控制机。
是车载终端的核心部件。
主要负责与北斗定位导航水平块和GPRS模块进行通信，提供人机交互的接口LED显示屏和触摸屏，并支持嵌入式操作系统所需的底层硬件资源和相关硬件部分。
(2)北斗定位导航模块。
主要接收北斗定位导航信息，实时提供车辆位置、速度、时间等信息。
(3)GPRS模块。
主要负责与监控中心通讯，将物资的位置信息、配送状态、安全状态等传输至监控中心。
监控中心的指令也通过GPRS网络传播。
(4)LED显示屏和触摸屏。
主要提供人机交互的平台，通过LED显示屏为用户提供简单、友好的界面；用户可以通过触摸屏输入控制命令。
4 结论 基于“北斗二号”的物资运输监控系统采用“北斗二号”卫星定位导航系统进行定位导航，利用GPRS通信网络实现监控中心之间的通信和终端。
“北斗二号”是我国自主研制的全球卫星状态系统。
它不是“北斗一号”功能的简单延伸，而是GPS全球定位系统和伽利略系统。
其定位精度达到GPS的民用水平，并且在技术上不受他人控制。
GPRS通信网络具有永远在线、快速登录、高速传输、按需付费、价格低廉等优点。
所设计的物料运输监控系统具有定位准确、价格低廉、简单实用等优点，在物料运输监控领域具有广阔的应用空间。
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