基于ATmega128的出租車調度中心系統(tǒng)設計

 當前，城市智能交通系統(tǒng)得到了廣泛的應用。其中，出租車中心調度系統(tǒng)在一些大城市得到了充分的利用。通過全球定位系統(tǒng)（GPS）、公用無線傳輸系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）等進行出租車位置和監(jiān)控的管理。
現階段出租車調度系統(tǒng)通常分為車輛監(jiān)控系統(tǒng)和車輛導航系統(tǒng)兩大類。隨著GPS定位技術的發(fā)展與GIS技術的出現，國外開展了以GPS定位技術為主的導航與定位系統(tǒng)的應用研究,目前推出的有法國CARMINAT車輛定位與調度系統(tǒng)等。國內外出租車調度都是適合大眾的車輛調度系統(tǒng)，而且技術也較成熟。但對于電召服務，現在普遍是人工電信，并不能得到很好地推廣；且國內外對手機定位電召尚處于研究階段,手機定位技術也還不是十分成熟。本文通過將現有的出租車調度系統(tǒng)與手機定位技術相結合,提供一種乘客電召服務解決方案。

1 系統(tǒng)的模塊設計

出租車調度中心系統(tǒng)涉及的主要技術有移動終端定位技術、GIS、GPS、通用分組無線業(yè)務(GPRS)和C# 與Sql Server2005。

1.1系統(tǒng)整體設計

出租車調度中心主要由四大部分組成，其系統(tǒng)框架如圖1所示。(1)調度中心是整個系統(tǒng)的核心部分，由數據服務處理器、數據庫、GIS系統(tǒng)[1]等組成。主要負責出租車的指揮、監(jiān)控與提供信息服務，電召乘客信息的統(tǒng)計與處理，并與通信運營商進行乘客位置的數據交換等服務。 (2)出租車需要實時向中心提供地理位置信息與出租車狀態(tài)，因為現在大多出租車已經安裝了GPS定位系統(tǒng)和電臺等服務[2],此外，出租車還需要有顯示與提示模塊，這樣可以實時得到乘客的位置信息。(3)電召乘客只需向中心自動或人工服務臺提供坐車請求，告訴中心是否在原地等待或是給出其他上車位置，并向中心提供候車信息有效時間。 (4)出租車調度中心與通信運營商合作，請求其為電召乘客的位置進行判斷，再將位置信息返送給中心。


1.2系統(tǒng)詳細設計

出租車信息處理平臺包括對各個模塊進行數據、控制管理的微處理器，GPRS收/發(fā)模塊及GPS接收模塊[3]。對出租車狀態(tài)、監(jiān)控信息進行整理與收集?？刂瓢粹o實現出租車駕駛員對系統(tǒng)的簡單控制，LCD顯示模塊顯示中心發(fā)來的調度信息或電召乘客信息，聲音信號主要提示重要信息(如報警、安全等)，其框架如圖2所示。

處理器是整體車載系統(tǒng)的核心，對整體系統(tǒng)的數據流和控制流進行管理。本設計車載信息處理器選擇了VAR系統(tǒng)的ATmega128單片機，主要完成以下功能：對GPS信號分析與截取，并寫入臨時s存儲單元；對GPRS模塊接收的信號進行分析與整合，并在LCD上顯示或寫入存儲器；對GPS地理位置信息、出租車狀態(tài)信息以及車載照相機照片信息進行打包，并周期性地通過GPRS模塊發(fā)送。

GPS接收模塊采用臺灣LeadTek公司生產的麗臺LR 9540 GPS模塊，該模塊采用基于SiRF star III的最新導航芯片，并行12通道接收數據，具有-145 dBm的接收靈敏度和低功耗特性，提供標準RS232輸出，非常適合在各種導航定位設備及車、船等移動目標中使用。

GPRS在車載終端和監(jiān)控中心之間建立了數據通道，傳輸速率高達172 kb/s。車輛GPS終端所輸出NMEA-0183標準數據經過中控單元處理后，需要通過GPRS Modem調制后才能在GPRS網絡上進行傳輸[4]。
出租車司機允許對出租車系統(tǒng)進行開關控制，但是考慮到繁鎖的控制會影響行車安全，所以系統(tǒng)中的出租車控制模塊要盡量簡單，盡量實現自動處理。

通常汽車都有車載電源，但是并不能直接為單片機、液晶和各個模塊供電，需要進行電壓轉換。一般來講，LM7805等穩(wěn)壓芯片就可以滿足電源模塊要求。

中心調度平臺采用分布式架構設計，將系統(tǒng)分為電召信息處理服務器群和出租車調度服務器群兩大服務群。
GIS平臺采用MapInfo公司的MapX控制[5],用C#語言進行開發(fā)。電召乘客的位置信息需要實時地存入數據庫，出租車管理也需要數據庫，所以平臺應用了SQL Server 2005數據庫。平臺主要針對業(yè)務處理流程,對電召乘客的需求進行服務處理，并對出租車基本信息進行管理，向調度中心發(fā)送常規(guī)信息。

出租車調度服務器運行于客戶/服務器模式(C/S)，調度客戶機(主要是GIS平臺)向服務器發(fā)出請求，服務器接收到請求后提供相應的服務，并將操作結果返回給客戶方，在操作模式上采取主動請求方式。

2系統(tǒng)的軟件設計

2.1 調度中心演示軟件整體概況

調度中心演示軟件基于C#語言、Mapx地圖控件和SQL Server 2005數據庫的開發(fā)。主要實現以下功能：(1)地圖的基本操作。(2)出租車軌跡數據模擬及電召乘客信息模擬。(3)出租車信息管理與乘客信息管理。(4)出租車常規(guī)信息發(fā)送與軌跡重放。(5)系統(tǒng)設置、管理員管理等。

2.2 調度中心乘客信息處理過程

調度中心演示軟件的最基本也是最重要的一個功能就是乘客的信息處理。通過乘客地理位置信息來找到最近的空載出租車，再將乘客信息發(fā)送給符合條件的出租車司機。

電召乘客信息模擬界面會采集到乘客的位置和身份信息，并寫入數據庫進行列隊，調度中心對其進行選取，結果如圖3所示。此時可以在地圖上查看此乘客的坐標是否位于出租車運營范圍內。如果信息有效性消失,則列隊會自動舍棄。

當選定了乘客信息并確認后，界面會顯示圖4所示的信息，此時乘客信息也會顯示出來，有效時間與位置信息都會整合成數據包。此時開始查找與之距離合適的空載出租車，列表框會列出符合條件的出租車，此時也可以逐個對其進行地圖標定，選擇最合適的一個或多個出租車進行乘客信息的發(fā)送。至此，完成了一位乘客信息的處理。


2.3 數據庫設計

此演示軟件中，軟件庫使用的是SQL Server 2005,主要包括出租車信息管理、乘客信息管理和管理員信息等。對于出租車軌跡信息，演示系統(tǒng)采用文本存儲的形式來存儲軌跡數據，如：
$GPRMC,073943.48,A,3207.0664,N,11854.6808,E,0.00,231.40,020709,,,A*5D
以“，”為標記來截取數據，得到經緯度、時間等信息，從而可以節(jié)約大量數據庫空間，對數據歸檔、查詢等都是有益的，也方便于建立數量眾多的出租車軌跡數據。

2.4 模擬演示

在演示軟件的編寫過程中，采用軟件模擬的形式，既有出租車的位置信息，又有乘客電召時的位置信息，這樣可以保證系統(tǒng)有充分的地理數據來源。

(1)出租車GPS信號采集。GPS信號是周期性地取得地理位置信息，時間間距為1 s。為了方便數據說明，將間距設為可調并自動遞增。雙擊地圖某一位置產生數組再寫入記事本文件生成位置信息。圖5所示為出租車GPS信號采集模擬流程圖。


(2)乘客信號模擬采集。通過乘客雙擊地圖上的點，并標定下來，經確認后開始填寫發(fā)送通知，同時要填寫信息有效時間。乘客信息模擬界面截圖如圖6所示。

本文以電召服務、出租車調度等為一體的出租車調度系統(tǒng)及運輸車輛監(jiān)控調度系統(tǒng)的開發(fā)為背景，分析了出租車調度控制系統(tǒng)的組成結構及工作原理,研究了GPS、手機定位、GPRS和GIS等技術在此系統(tǒng)中的應用。利用C#語言、MapX控件、SQL Server 2005數據庫開發(fā)了出租車調度中心演示軟件。最后通過對出租車GPS與乘客信息進行模擬來演示整個系統(tǒng)調度中心的數據處理過程，將個人定位技術成的應用于出租車電召服務中，對現階段并不方便的出租車電召服務提供了一種解決方案。