基于GPS的车辆跟踪系统的设计与实现

课程设计论文

(2011--2012年度第二学期)

名称：物理信息技术与应用课程实践

题目：基于GPS的车辆跟踪系统的设计与实现院系：物流工程系

班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

设计周数：2 周

成绩：

日期：2012 年6月26 日

摘要：自GPS技术的开创一来，基于GPS的各种定位追踪系统的研发数不胜数。随着人们生活的提高，大量汽车的使用给社会带来巨大交通问题，致使基于GPS的车辆定位系统在二十世纪六十年代开始列入研究课题。它的发展融合了当今空间定位技术GPS、无线通信技术GMS和地理信息系统GIS 的最新成果。而当下日趋完善的智能手机系统为车辆监控提供了更为光明的发展前景。Android平台作为时下流行的智能手机操作平台，不仅功能强大，更有开放和免费的先天优势。本文所研究的基于Android系统的GPS车辆定位系统正是将传统的课题研究与时下流行的技术相结合的应用型尝试。以手机为载体，运用谷歌地图技术将车辆的实时位置显示于手机屏幕上以实现车辆的实时定位。开发过程以Eclipse及Android虚拟机为主要工具。最终实了核心的车辆定位跟踪功能。

关键词：车辆定位系统，Android智能手机平台与系统，谷歌地图

一、引言

1.1课题意义

随着经济的高速发展和城市化进程的加快，交通运输的压力不断加剧，交通拥挤和堵塞的现象越来越普遍，严重影响了人们的生活，制约了社会的生产。如何科学的引导车辆的出行，避开拥挤路段，提高道路通行能力，是现代社会亟待解决的重要问题。与此同时，随着机动车辆的数量日益增多，许多与汽车密切相关的行业迅速发展壮大。例如，出租车，公交汽车，旅游客运，银行，医院急救，物流以及机械施工等诸多行业面临着所辖车辆机动性强，数量众多，难以管理的棘手问题。另外，有的行业对于安全性的要求很高，比如运钞车，夜间出行的出租车，运送重要物资的货车等等。如何有效的控制和管理这些车辆，对车辆进行合理的调度，提高车辆的利用效率以及保证车辆的行驶安全，已成为政府和公

众所关注的热点问题之一。为了很好的解决这些问题，ITS作为一种新型的技术被广泛提出。ITS是智能交通系统(ImelligentTransport System)的简称，它将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运物管理系统。作为智能交通系统的重要组成部分，车辆监控管理系统的研究和发展受到人们越来越多的重视。而车辆的定位正是监控系统的核心技术。

交通运输是城市的命脉，是国民经济和社会发展的基础。随着社会经济的不断发展，汽车已经成为现代交通运输不可或缺的重要工具。据德国汽车工业协会(VDA)的统计，仅2004年，全世界投入使用运行的汽车总数量已突破8．5亿辆大关。汽车数量的骤增势必会对交通运输产生很大的压力，也对城市的发展和人们的生活提出了严峻的挑战。我国改革开放30年来，人们的生活发生了翻天覆地的变化，消费水平也有飞跃性的提高，汽车的购买已经不再是很多人可望而不可即的事情了。随着中国加入WTO，国内汽车市场的需求空间潜力巨大。车辆的增多，道路的老化，交通问题不可避免的凸现出来。交通效率成为让人们头疼的问题。车辆监控系统的应用，可以有效的缓解这一问题。例如，北京奥运会期间，奥运服务车上都安装了车载GPS，监控中心通过对车辆的准确定位，结合道路监控录像，准确下发实时路况信息，有效的避免了服务车辆因交通堵塞而发生的潜在事故[1,2]。

随着交通运输行业的发展壮大，车辆的有效控制和管理越来越受到相关人员的关注。出租车公司，银行等希望实时监控车辆的位置，保证车辆的安全；公交公司希望根据车辆的位置和路况信息安排发车的间隔时间；施工单位希望监控机械工程车辆，根据其分布密度做出合理的调度；货运公司希望货车沿着指定路线行驶，以防司机私改路线等等。

另外，我国流动人口众多，社会治安形势严峻。偷窃、抢劫车辆的案件时有发生。司机遇到困难或者危险的时候，希望能与外界快速取得联系，获取帮助，紧急情况时公司也希望能对车辆进行定位搜索。

综上所述，车辆监控系统的研究有着重要的现实意义，它有效的缓解了交通压力，提高了汽车使用效率，对车辆进行控制和管理以及合理的安排，保证了车辆的安全。作为车辆监控的核心技术，车辆定位的有效性和成本控制更显得至关重要[2,6]。

1.2 国内外研究现状

GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆监控系统和车辆导航系统，两者的研究和发展相辅相成。现代车辆监控系统的雏形始于上世纪六十年代，美国联邦高速公路委员会开始了车辆电子路径制导系统(ERGS)的研究计划。到了七十年代，随着微处理器的出现，日本和欧洲加入到车辆导航与监控系统的研究中，从而推动了车辆监控技术的发展。七十年代末到八十年代初，出现了第一代采用航位推算和早期地图匹配方法的实验系统，如欧洲的“CITY PILOT”，Philips公司的“CARIN”，德国的“ALL.SCOUT”，英国的“Auto Guide’’等车辆导航系统。八十年代末，GPS卫星定位技术的成熟，使其在车辆监控系统

中得到了广泛的应用。但车载GPS接收机通常受到卫星信号状况和周围环境的影响，在不同的时间及不同的地区卫星信号的状况差别很大，特别是在城市地区，由于高层建筑、隧道以及起伏地形的遮挡，GPS信号强度有时只达到海用和空用GPS信号的25%，建筑物的多路径反射也对信号造成很大干扰，导致有时定位精度较低、可靠性不高。

随着GPS定位技术的发展与GIS技术的出现，从九十年代初开始，为了适应新兴的智能运输系统对车辆定位与调度技术的要求，国外开展了以GPS定位技术为主的导航与定位系统的应用研究。目前推出的有法国的CARMINAT车辆定位与调度系统，美国General Motor公司研究实验室研制的TravTek车辆定位与调度系统，日本SUMITOMO电子公司研制的CruiseMate SNV．AD20汽车电子导航系统，Liikkuva公司采用GPS和NavTech地图导航数据库的StreetPC98车辆导航系统，美国Clarion公司开发的基于WinCE操作系统的AutoPC车辆定位与调度系统，美国Clarion公司的TravelPiolt RGS08车辆定位与调度系统以及Street Guard车辆导航与监控系统，这些系统的共同特别是能提供精确、连续、直观的车辆位置，并且定位与监控系统的稳定性和可靠性也大大提高。

我国GPS车辆监控系统始于上世纪九十年代初期。由于当时市场尚未形成，用户还没有迫切需求，而且技术途径尚不完善，做成的大多是实验室内刚出笼的，还达不到商品化程度，所以成功者不多。1996~1998年期间，GPS车辆监控系统市场经历了整顿、巩固、充实和提高，在对原有的不良系统进行改造的同时，也有新的系统相继出现，还有多个具有水平的集群系统出现。1999~2000年GPS车辆监控系统市场又出现了新的一波，出现了快速增长的势头，此时的市场逐步趋于成熟，我国的GPS车辆监控系统的技术有了较大的提高与发展。值得指出的是，在GPS车辆监控系统上，我国在应用面和规模上在国际上居于领先地位，但是从系统的技术水平和产品的质量和成熟程度来说，我们还处在发展时期[14]。

1.3 论文的主要工作

本课题主要研究车辆监控系统中车载手机端GPS 定位技术的实现。最终目的为将车辆当前位置的实时信息实时显示于车载手机端的模拟地图上。研究的主要内容包括：Google 地图的使用、Android系统卫星定位的实现以及将定位信息表现于Google地图。此外车载端软件具有可扩展性，可在后续的开发中实现导航与监控等实用功能。

论文的主要内容：

第一章为绪言，介绍了课题的研究背景及意义，国内外现状等。

第二章为系统设计实践部分。分手机客户端、数据传输与解析、web页面程序三部分介绍。

第三章为实验结果的呈现。

第四章介绍参考文献。