遠程目標監(jiān)控系統(tǒng)方案 深圳市吉泰達科技有限公司 第1章概述...2第2章系統(tǒng)設計原則...3第3章GPS/GIS/GPRS技術介紹...43.1GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）.43.2GPRS53.3GIS（地理信息系統(tǒng)）.63.4控制中心系統(tǒng)功能設計.63.5系統(tǒng)的主要指標和特點.73.5.1系統(tǒng)的主要設計指標.73.5.2系統(tǒng)的特點.7第4章系統(tǒng)的軟件設計...84.1概述.84.2監(jiān)控中心功能.94.2.1監(jiān)控目標監(jiān)控與調度信息.94.2.2報警定位處理.104.2.3監(jiān)控目標跟蹤.104.2.4監(jiān)控中心事件記錄.104.2.5歷史行程跟蹤.10第5章監(jiān)控終端設備...105.1全球衛(wèi)星定位功能.105.2無線通信鏈路.115.3監(jiān)控中心系統(tǒng).115.4實時拍照.135.5圖像GPS終端.145.6固定終端特點.145.6.1終端的可靠性.145.6.2使用條件.155.6.3固定終端功能.15 深圳市吉泰達科技有限公司是一家專業(yè)為GPS運營商以及集團客戶提供OEM和ODM的公司。公司憑借著強大的產(chǎn)品研發(fā)能力，以及十多年的GPS行業(yè)從業(yè)背景，公司軟件開發(fā)人員現(xiàn)有博士生3名，碩士生8名，高級工程師10名，工程師25名，在GPS行業(yè)具有國內領先開發(fā)能力，可以為用戶提供從GPS終端的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)服務，以及中心軟件的開發(fā)等一條龍服務。 公司具有高度的社會責任感，將繼續(xù)依托自身技術優(yōu)勢，探索改革和創(chuàng)新，不斷為客戶提供各種性能優(yōu)越的產(chǎn)品，為客戶定制各種特色的產(chǎn)品。公司長期以來一直致力于ITS智能交通系統(tǒng)綜合GPS設備信息平臺設備和遠程設備信息化領域的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司主要業(yè)務包括基于各種通信平臺的GPS遠程目標定位、調度、監(jiān)控、防盜、導航等系統(tǒng)的設計和工程服務；GPS信息終端設備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售；現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了集家居防盜、遠程目標調度管理系統(tǒng)、油田設備監(jiān)控管理、視頻抓拍設備管理等多系列產(chǎn)品。 多年來，本公司以 科技創(chuàng)新、優(yōu)質服務、誠信為本、安全至上 為宗旨。第1章 相關技術介紹系統(tǒng)設計方案將采用了以下應用技術做為技術支撐點：GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、GPRS（通用無線數(shù)據(jù)分組技術）、GIS（電子地理信息系統(tǒng)）及互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP通信技術等，下面分別對上述應用技術做簡要說明。1.1 GPS衛(wèi)星軌道分布圖GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）GPS系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、用戶設備（接收機）三大部分組成。空間衛(wèi)星部分由載有高精度時鐘的21顆衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成，它們分布在六條與赤道平面成55度角的軌道平面上運行，每個軌道平面配備4顆衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道的半徑為20200公里，衛(wèi)星運行一周需12小時。每顆衛(wèi)星對地球的可見面積為地球總面積的38%，且發(fā)射的無線電信號到達地球表面較均勻。這種配置可使地球上任一開闊點在任意時刻都至少可以接收到4顆以上衛(wèi)星信號，滿足用戶的定位需求。美國于2000年五月在GPS應用方面取消了SA政策，定位精度已達到了10米。地面控制部分由一個主控制站和分布在全球各地的多個監(jiān)測站組成，負責衛(wèi)星的監(jiān)測定位和數(shù)據(jù)加載。各監(jiān)測站跟蹤其視野內的所有衛(wèi)星，并將收集到的衛(wèi)星距離、時鐘等信息送往主站，主站將這些數(shù)據(jù)與以前觀測的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行綜合分析比較處理，得出衛(wèi)星運行狀態(tài)等結果，并根據(jù)這些結果求出校正的軌道參數(shù)，然后通過某個監(jiān)測站將這些數(shù)據(jù)加載到衛(wèi)星上，使衛(wèi)星的運行數(shù)據(jù)更加準確。用戶設備是一部可以在地球上任何地點（需要一定的視野）利用GPS導航衛(wèi)星提供的信號確定位置和時間、指示運動速度和方向等信息的信號接收處理機。接收機按接收信道方式可分為并行和串行兩種。并行方式的接收機具有多個信道，每信道分別跟蹤一顆衛(wèi)星信號，并同時解調各個信道的信號；串行方式的接收機只有一個信道，需要利用內部切換機制來處理各個衛(wèi)星信號。1.2 GPRSGPRS（通用無線分組傳輸系統(tǒng)）是中國移動2002年下半年開始在全國范圍內推出的一種數(shù)據(jù)通信業(yè)務。該系統(tǒng)與GSM網(wǎng)絡兼容，完全基于IP的無線通信網(wǎng)絡，具有極好的實時性和極低的使用費用（1K字節(jié)1分錢）,隨著該系統(tǒng)的完善，GPRS將會成為GPS的主要通信方式。GPRS具有極快的響應速度和極低的使用費用。用GPRS通訊網(wǎng)絡作為衛(wèi)星定位設備通訊系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸平臺將確保報警信號和數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性。監(jiān)控目標終端上的GPS接收機獲取監(jiān)控目標的實際位置、速度、運行方向等信息經(jīng)過處理后通過GPRS網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控管理中心，中心可以對監(jiān)控目標進行管理、調度和控制。1.3 GIS（地理信息系統(tǒng)）地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)對監(jiān)控目標的GPS信息進行顯示，根據(jù)用戶的要求對監(jiān)控目標進行控制處理。它本身具有GIS的一些必要的功能，同時它又與中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相關。其功能包括：目標監(jiān)控、區(qū)域監(jiān)控等等，GPS監(jiān)控用GIS軟件它除了GIS軟件常用功能外，提供了多種針對GPS應用的專項功能，具有快速、高效、實時等特點，我公司的GPS監(jiān)控用GIS軟件是專門針對GPS需求進行特殊優(yōu)化的GIS平臺，功能強大，提高了項目應用的開發(fā)效率和系統(tǒng)性能。1.4 系統(tǒng)簡述遠程監(jiān)控調度指揮系統(tǒng)是集全球定位技術(GPS)、蜂窩移動通信技術(GSM)及地理信息系統(tǒng)技術(GIS)于一體，實現(xiàn)監(jiān)控目標的防盜報警、調度指揮，為及企、事業(yè)單位及個人用戶實現(xiàn)監(jiān)控目標管理現(xiàn)代化提供了強有力的技術支持。監(jiān)控目標防盜報警及指揮調度系統(tǒng)的主要功能是將裝有GPS接收機的移動目標的動態(tài)位置（經(jīng)度、緯度）、時間、狀態(tài)等信息，實時地通過無線通訊鏈路傳輸至監(jiān)控中心站，而后在具有強大的地理信息查詢功能的電子地圖上進行移動目標位置及運動軌跡的顯示，并對目標的速度、運動方向、監(jiān)控目標狀態(tài)等用戶感興趣的參數(shù)進行監(jiān)控和查詢，為調度指揮提供可視化依據(jù)，提高運營效率，并確保監(jiān)控目標的安全。特別適合銀行、保險、機場、變電房設備、工廠、油田開采等單位對監(jiān)控目標的監(jiān)控和調度指揮。防盜報警及指揮調度系統(tǒng)主要由三大部分組成，GPS部分（包括GPS星座，GPS接收機及相應天線），GSM通信部分（包括通信控制器，GSM通信模塊，GSM網(wǎng)以及數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）和GIS處理部分（包括硬件服務器，軟件電子地圖，信息數(shù)據(jù)庫、顯示等）。本系統(tǒng)中移動目標與調度監(jiān)控中心之間定位信息與控制信息的發(fā)送與接收亦可分成兩部分，在移動目標與短消息中心之間利用GSM網(wǎng)，在短消息中心與調度指揮中心之間采用現(xiàn)有的有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)（如DDN，ISDN等）。定位信息的傳輸除了GSM通信方式外，還有其他若干種方式可以考慮，如集群電臺、單信道電臺等。鑒于GPS系統(tǒng)可以快速、精確的給出移動目標的位置信息，監(jiān)控終端中的通信控制器可以實時給出移動目標的狀態(tài)信息，所以通過GSM網(wǎng)的通信功能就可以在遠端實時獲取該移動目標的位置、狀態(tài)信息，再通過大屏幕電子地圖顯示，就相當于將遠端的移動目標虛擬到調度指揮中心從而實現(xiàn)了移動目標的調度指揮。第2章 行業(yè)分析遠程目標管理的最終目標是降低成本、提高服務水平。企業(yè)或個人能夠及時、準確、全面的掌握遠程目標的信息，對遠程目標實現(xiàn)實時監(jiān)控調度。現(xiàn)代科技、通訊技術的發(fā)展，GPS/GIS技術的成熟和GSM無線通訊技術的廣泛應用，為遠程設備的管理提供了強大而有效的工具。3G(GPS/GIS/GSM)對企業(yè)優(yōu)化資源配置、提高市場競爭力，將會起到積極的促進作用。行業(yè)的需求特點-設備覆蓋地域廣，監(jiān)管有難度-遠程目標眾多，信息量大-對遠程目標安全保障要求高-對系統(tǒng)響應要求靈活、及時-需要位置服務信息的用戶多-數(shù)據(jù)共享程度要求高-需要完善遠程目標統(tǒng)一信息管理 第3章 系統(tǒng)設計原則監(jiān)控調度系統(tǒng)是整個運營網(wǎng)的核心。在設計系統(tǒng)的技術實現(xiàn)方案時遵循以下幾個原則：l 可靠性：本系統(tǒng)是一個長期運行的系統(tǒng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行是首先要考慮的。設計時要充分考慮后備以及災難恢復系統(tǒng)，使系統(tǒng)在部分故障時仍然能夠提供對用戶的服務，并且能夠很快的排除故障使其正常運行。l 擴展性：業(yè)務的發(fā)展是有一個過程的，相應的負荷也是一個由小到大的過程。按最經(jīng)濟的原則，規(guī)劃成一個擴展性很強而且在擴容升級時浪費最少的系統(tǒng)。遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設備和網(wǎng)絡系統(tǒng)，軟硬件支持二次開發(fā)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息通訊樞紐采用標準數(shù)據(jù)接口，具有與其他信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力；計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)適應將來的廣域擴展。l 安全性：本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)涉及用戶的隱私，而且通過Internet對外提供服務，數(shù)據(jù)的安全性予以高度重視，網(wǎng)絡系統(tǒng)采取防范措施防止黑客的入侵。對于內部的員工以及調度客戶也安排足夠的權限控制，避免用戶能夠操作到不屬于自己的數(shù)據(jù)。提供系統(tǒng)總體閉環(huán)檢測及網(wǎng)管方案，實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡的自檢、實時監(jiān)控和自動故障報警檢測以及一定程度的自恢復。l 標準性：系統(tǒng)實現(xiàn)時盡量采用符合工業(yè)標準的技術，保證技術實現(xiàn)的質量，以及便于日常維護和系統(tǒng)的擴展。l 系統(tǒng)可靠穩(wěn)定性：系統(tǒng)由應用層、通信層、終端用戶層組成。其中應用層中心系統(tǒng)軟件、硬件在生產(chǎn)及配置上均按照高穩(wěn)定性、高可靠性的要求進行。通信層運用國家GPRS通訊網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸運用國家公眾網(wǎng)等高可靠穩(wěn)定性網(wǎng)絡。第4章 控制中心系統(tǒng)4.1 控制中心系統(tǒng)功能設計監(jiān)控中心（包括分控中心） 1) 電子地圖顯示功能：實現(xiàn)電子地圖的縮放顯示、地圖的平移、距離測量，屬性信息查詢、機構的重要信息查詢等；2) 中心監(jiān)控：多目標監(jiān)控、軌跡的存儲與回放、失控監(jiān)控目標的重新監(jiān)控與調度和通訊指令的下達等；監(jiān)控目標調度功能：根據(jù)呼救地址來指揮最優(yōu)位置的監(jiān)控目標，使其在最短的時間內到達呼救位置，實現(xiàn)對監(jiān)控目標進行科學合理的智能調度；對監(jiān)控目標的不同狀態(tài)可以進行區(qū)別顯示及分組顯示；3) 報警處理：自動接受監(jiān)控目標的報警信號，在地圖上將對該目標進行鮮明色彩及圖標的突出顯示并以聲音報警提醒值班員注意，同時在屏幕上顯示該移動目標的用戶卡片資料。4) 數(shù)據(jù)管理：監(jiān)控目標用戶資料管理、緊急狀態(tài)控制管理。5) 系統(tǒng)管理：數(shù)據(jù)庫的備份與恢復，系統(tǒng)登入權限管理、GPS用戶的管理；通過對用戶身份的驗證控制用戶所能使用的功能及所能瀏覽的監(jiān)控目標等。6) 打印輸出：隨時打印實時顯示的地圖圖樣及統(tǒng)計資料的信息。4.2 系統(tǒng)的主要指標和特點4.2.1 系統(tǒng)的主要設計指標1) 通訊覆蓋范圍：與中國移動GPRS系統(tǒng)的覆蓋范圍相同；2) 系統(tǒng)容量：可隨所用通信系統(tǒng)的擴容無限制擴容；3) 定位精度： 15米；4) 目標速度：0～545米/秒；5) 監(jiān)控、調度、指揮統(tǒng)一采用GPS時間基準；6) 刷新速度： 4秒；7) 多目標分屏監(jiān)控： 5；8) 與原有信息（如110）系統(tǒng)無縫聯(lián)接；9) 系統(tǒng)報警響應時間 15秒10)呼叫間隔時間 5秒。11)同時跟蹤容量 512臺（可擴展）。12)報警復核時間 60秒4.2.2 系統(tǒng)的特點1) 通信系統(tǒng)選擇合理、覆蓋區(qū)域廣、系統(tǒng)投資少、設備的性價比高無需專門架設費用昂貴的通信系統(tǒng)，也無需為頻率資源的申請而費心，而且覆蓋范圍廣泛，用戶容量有充分的保障。相對應設備的成本較低。設備提供的功能包括GPS實時定位與監(jiān)控、資訊服務、運營數(shù)據(jù)采集。1）留有原有信息系統(tǒng)的接口可實現(xiàn)與原有信息系統(tǒng)協(xié)同工作。2) 系統(tǒng)安全可靠性設有多級操作權限和身份驗證，并自動留下操作記錄備查，并采用防火墻技術，軟件設計及數(shù)據(jù)調度中采用糾錯冗余技術，保證系統(tǒng)安全及可靠性。3) 系統(tǒng)擴展性系統(tǒng)中心采用模塊化結構和網(wǎng)絡化設計，有利于工程的分步實施及服務的升級，無論是系統(tǒng)的容量還是系統(tǒng)的功能，均有良好的可擴展性。4) 系統(tǒng)穩(wěn)定性具有嚴格的質量保障體系，對系統(tǒng)進行嚴格的運行測試，確保系統(tǒng)每天24小時不停機工作。5) 應用的分布性用戶除了通過電話向監(jiān)控中心查詢監(jiān)控目標的位置信息或對監(jiān)控目標進行控制外，還可通過互聯(lián)網(wǎng)輸入用戶注冊號和密碼后，網(wǎng)絡服務器將會下傳一幅電子地圖給用戶，用戶監(jiān)控目標信息和狀態(tài)直接在計算機上顯示出來。此外，在單位用戶授權的情況下，監(jiān)控中心和分級別管理者用密碼可以通過Internet查詢單位內部有關監(jiān)控目標的實時運行軌跡，或調出監(jiān)控目標詳細信息，該功能對于分局，分中心部署帶來極大的方便。第5章 系統(tǒng)的軟件設計5.1 概述主監(jiān)控中心主要由GPS通信管理機、GIS工作站、管理工作站等組成。GPS通信管理機主要完成通信及數(shù)據(jù)登入庫和調度指派等功能；GIS工作站以直觀的方式顯示各種信息，并完成監(jiān)控、調度數(shù)據(jù)處理等功能；管理工作站的功能面向系統(tǒng)管理人員，主要完成管理、統(tǒng)計分析等功能。5.2 監(jiān)控中心功能5.2.1 監(jiān)控目標監(jiān)控與調度信息 (1)監(jiān)控目標顯示地圖顯示監(jiān)控目標位置：對不同類型監(jiān)控目標使用不同的符號顯示。使之能清楚的區(qū)分。對處于不同工作狀態(tài)的監(jiān)控目標也用不同顏色進行顯示。監(jiān)控目標與對象有明顯區(qū)別，反應速度快。不同類型監(jiān)控目標可用不同符號來顯示。可顯示軌跡。監(jiān)控目標實時跟蹤中的監(jiān)控目標選擇列表列出了當前所有在線監(jiān)控目標及其是否點名、是否顯示兩種狀態(tài)，監(jiān)控目標選擇中被選中的監(jiān)控目標為主跟蹤監(jiān)控目標，主跟蹤監(jiān)控目標在地圖上用紅色標識出來，其它非主跟蹤監(jiān)控目標在地圖上用灰色標識。監(jiān)控目標狀態(tài)顯示：用文字方式顯示所在點經(jīng)緯度、監(jiān)控目標的速度、定位時間、監(jiān)控目標運行或所處的狀態(tài)等實時狀態(tài)信息（執(zhí)行任務或是待命等）。監(jiān)控目標參考位置：文字顯示監(jiān)控目標所處位置的處的可參照物，如路名、重要單位及附近的建筑物名稱等。(2)報警處理提供操作人員對于監(jiān)控目標發(fā)出的不同類型的報警可做出不同處理的手段。(3)軌跡回放對一監(jiān)控目標在某段時間內的行駛路線可以重現(xiàn)。可以對這段軌跡進行數(shù)量統(tǒng)計。也可將這段軌跡保存成地圖上的路線。可查詢軌跡上每個點當時的狀態(tài)。(4)監(jiān)控目標監(jiān)控與調度信息監(jiān)控目標單元設置：遙控設置監(jiān)控目標單元的基本參數(shù)。如中心通信號碼、用戶代號、發(fā)送定位信息的間隔、越界區(qū)域值等。監(jiān)控目標單元檢測：檢測監(jiān)控單元是否正常工作。監(jiān)控目標單元控制：向監(jiān)控目標單元發(fā)送特定的監(jiān)視、控制指令，如監(jiān)聽等。 (5)監(jiān)控目標位置和屬性查詢查詢監(jiān)控目標當前位置及工作狀態(tài)。監(jiān)控目標屬性查詢：根據(jù)監(jiān)控目標的位置及工作狀態(tài)查詢監(jiān)控目標的屬性。5.2.2 報警定位處理自動接受監(jiān)控目標的報警信號，在地圖上將對該目標進行鮮明色彩及圖標的突出顯示并以聲、光報警提醒值班員注意，同時在屏幕上顯示該移動目標的用戶卡片資料；具有報警確認、報警取消、越界報警、限速報警等輔助決策功能。5.2.3 監(jiān)控目標跟蹤能夠實現(xiàn)對選監(jiān)控目標進行實時跟蹤，并返回監(jiān)控目標所在地的地理名稱；查詢某地點范圍內所有監(jiān)控目標的分布情況；本地監(jiān)控人員可通過控制中心向遠端監(jiān)控目標上的人員發(fā)送信息。5.2.4 監(jiān)控中心事件記錄中心應對設備所有發(fā)送的消息存儲，作為歷史資料查詢。5.2.5 歷史行程跟蹤歷史行程跟蹤可以根據(jù)用戶需要，對監(jiān)控目標的歷史行程情況進行查詢。歷史行程跟蹤顯示的是過去某段時間內監(jiān)控目標的運行軌跡，這段軌跡是根據(jù)這段時間內監(jiān)控目標點名時回傳的監(jiān)控目標位置描繪出來的，因而在這段時間內點名次數(shù)越多，軌跡描繪越細致、準確。