蒋堃 杨成慧

摘 要：针对物资运输与物流管理中的实时位置跟踪、远程目标管理等应用要求，GPS定位技术在物资物流运输管理有着非常重要的应用，因此本文提出了微型的、低成本的GPS定位与通讯系统的总体结构框架，详细描述了它的工作原理，并就GPS定位技术在物资物流定位系统的设计及仿真进行了深入研究。

关键词：GPS定位技术；运输；检测；定位；管理

引言

在人类社会进入到网络经济和信息时代的今天，信息作为经济社会最基本的因素，正日益深刻地影响着人们的工作方式和生活习惯。作为国家经济发展的基础，有经济“血脉”之称的交通运输行业在这场信息革命中却逐渐表现出老化和发育不良，不能适应不断茁壮成长的国民经济的需要。就在其他行业已经进入信息和网路时代时，交通运输行业却到处在依赖白板记录调度信息、靠经验管理车辆的落后境地。要改变这种局面，交通运输企业必须要尽快赶上社会发展的步伐，把信息化作为实现行业现代化的手段。

GPS移动信息管理系统的介绍

一、交通运输业信息化的标志

（一）、移动信息管理系统

移动信息管理系统是美国高通公司于八十年代率先提出，并广泛应用于世界交通运输行业。GPS系统是美国高通公司于八十年代末期研制开发的，主要用于交通运输业进行调度管理的移动信息管理系统。目前，该系统已在世界上34个国家，900家运输公司的近30万个终端上使用，服务的行业包括电力、运输业、军队、公共安全、银行、船舶等。

（二）、系统组成

GPS系统[4]由网络管理中心（NMC）、卫星、集成移动通信终端（IMCT）和QTRACS软体以及其他备选件组成。

（三）、GPS系统的功能

卫星定位功能、双向数据通信[2]功能、集成电子地图功能、多层次管理功能

二、信息化将为交通运输业带来革命性的变革

提高我国公路建设投资的经济效益、促进交通运输行业的优化和重组、有利于促进国家经济的大发展、为产业进步提供了有力的支持、提高我国交通运输企业的管理水平

三、GPS定位与通讯系统的总体结构框架及应用

1、GPS车辆管系统的结构

GPS车辆管理系统 包括三大部分：空间部分GPS卫星星座，用户设备部分一一车载GPS定位终端，地面控制音分地面监控系统。

2、车辆GPS定位终端安装在需要监控的车辆上，结构相对简单，主要由GPS天线、GPS接收模块、中国电信信号模块和接收天线组成，用汽车自带的电瓶供电。

（1）、GPS天线用于接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。

（2）、GPS模块用于接受GPS卫星信号，并计算出车载终端所在的位置。

（3）、CDMA电信卡是指基于网络的移动通信终端，CDMA利用展频的通讯技术，减少手机之间的干扰，增加用户的容量抗干扰能力强。

（4）、CDMA天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

3、GPS监控系统及功能

（1）、在指定区域内车辆达到规定数量，即发生聚集报多。

（2）、GPS平台系统监控运行的日常管理。

4、物流定位系统构架图

（1）、a.车载定位终端[7]主要包括主控芯片模坎、GPS模块、GPSOne模块和传感信息采集模块。b.GPS车辆定位终端主要实现定位、监听、手动报警、断油断电功能、终端断电报警（防拆）功能。

（2）、车载定位终端采集定位信息采用双定位技术，首先是定位信息采集程序初始化同时开启定时器，用来控制定位信息采集模式的转变。GPS模块一直处于启动状态，定位模式以GPS定位模式为主，GPS定位数据采集正常时，始终保持GPSOne模块处于关闭状态。

（3）、后台管理系统主要由服务器和客户端组成。系统主要用于对物流车辆进行实时定位，负责向定位终端发送定位命令并解析定位终端发送的定位信息，存入数据库中，同时实现与用户的交互功能，读取并解析用户命令并将获得的结果反馈给用户。

（4）、CDMA网络时间服务器采用SMT表面贴装技术生产，大规模集成电路设计，以高速芯片进行控制，具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不需要架设天线（手机有信号的地方就可用）、性价比高、操作简单等特点，全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守且广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、国防、教育、IT、公共服务设施等各个领域。

5、监控管理调度流程

（1）物流客请求：这是监控调度作业流程的开端，物流企业运输部接到物流客户求运输货物的有关信息后，由监控、调度中心的调度人员操作大入系统界面进行动态车辆的广位。

（2）GPS/DR动态车辆定位：进行动态车辆定位时，以货源地点为中心，用选定键搜寻离货源最近的车辆，用GPS/DR组合技术对其定位并了解车辆所有动态信息。

（3）车辆与货物匹配：根据掌握的货源信息和被定位的动态车辆的信息，决定该车辆能否完成该货物的运输任务，若能完成，则通过GSM通信網络向其发出运输指令，否则重新进行动态车辆搜寻和定位，即再选择离货源较近的其他动态车辆。

（4）装载货物根据运输指令和物流客户的要求装载货物。

（5）运输过程监控：在车辆完成运输任务的过程中，监控中心对其运行状态进行适时监控，并提供交通公安和服务信息以保证其按指定的运输路线和时间安全地完成货运任务

（6）运输完成确认运输完成后，司机持客户签单交回调度中心进行运输完成的确认

四、基于定位系统的设计

1、无线定位系统子系统设计

根据以上框架分析，无线定位系统可划分为以下几个子系统：订单处理子系统、空间数据处理子系统、车辆调度子系统、监控子系统、信息维护子系统。子系统之间功能不同，但相互之间又有联系。

（1）、订单处理子系统

订单处理子系统的主要功能是确保证单的正确性，对客户订单进行审核，并依据产品类别或时间对订单进行分类，得到订单文件。

（2）、空间数据处理子系统

空间数据处理子系统的主要功能是将GPS接收机采集到的车辆位置、速度、时间等信息进行处理。

（3）、车辆调度子系统

车辆调度子系统体现事前计划的思想，其主要功能是管理人员根据订单、运输车辆状态、人员信息、道路信息等，制定调度计划和配送计划。

（4）、监控子系统

监控子系统体现事中控制和事后分析的思想，其主要功能有三个：车辆实时监控、车辆动态调度、车辆运行轨迹的记载和通知客户接货。

（5）、信息维护子系统

信息维护子系统是以上两个子系统的基础，主要功能是维护与更新需求信息、车辆信息、驾驶员信息。

2、硬件系统

无线定位系统主要由以下三部分组成：移动终端、通信网络、监控中心。

结束语

GPS定位系统引入物流运输系统后，实现了对物流运输过程的实时全程掌控。通过该系统可以实时了解物料的在途情况、车流量、待车情况、装卸车情况等全方位信息，节省了大量的人力、物力。总而言之，GPS 定位技术在物资物流运输中的应用，能够有效弥补物资在运输过程中的监测空白，从而实现对物资运输的全程监测。并且，利用GPS定位技术还能够有效满足企业对物资的全过程监管需求，能够极大提高企业对物资的管理效率，实现电力企业对电力设备的精细化管理，这对于提高企业的物联技术监管水平具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]郭键.基于GPS的物流车辆智能监控系统设计[D].北京：北京物流学院，2017

[2]汤惠.物流运输动态监控系统研究与实现[D].成都：成都理工大学，2017

基金项目：

1.2017西北民族大学数字电子技术课程过程改革的研究与实践（项目编号：2017XJJG-22）；

2.2018年甘肃省教育厅高等学校科研项目，“大数据背景下推进教育精准扶贫研究”（项目编号：2018B-026）；

3.2018年西北民族大学电气工程学院教改项目-智能仪表课程教学改革研究；

4.2017年度甘肃省“十三五”教育科学规划重点课题“大数据背景下推进教育精准扶贫研究”（项目编号：GS[2017]GHBZ034）；

5.2017年度西北民族大学实验室开放项目，SYSKF-2018002，SYSKF-2018007，SYSKF-2018025，SYSKF-2018030。

作者簡介

蒋堃（1996—）男，汉族，湖南人，学士，研究方向：通信、大数据。

杨成慧（1982—），女，河南商丘人，副教授，硕士，研究方向：交通信息工程及控制，自动化应用。

（作者单位：西北民族大学电气工程学院）