全球通导航定位公众服务系统 本发明涉及电信GSM/CDMA网络和计算机局域网及互联技术。
近几年，随着我国机动车辆以每年300万辆的速度增长，尤其是私人汽车拥有量的迅速增加，被盗抢的机动车辆逐年大幅度上升，以每年26％的速度递增。为此出现的各种车辆防盗报警系统技术水平参差不齐，功能混乱，实际使用时成效甚微。
本发明的目的就是要提供一种全球通导航定位公众服务系统，该系统以数字移动通讯网络(GSM)为基础，利用GPS全球卫星定位系统提供车辆定位信息，通过计算机监控中心对汽车进行实时监控的系统，将不仅能实现车辆的及时报警支援，而且可以在全国范围内建立一个通用的公众信息服务平台，实现对各行业、各部门车辆群体的规范管理、即时调度。
全球通导航定位公众服务系统，其特征在于包括：
一个与MSC(移动业务交换中心)通过EI口连接的交换机控制系统；
一个连接交换机的通讯子系统，完成上传数据的采集和下传指令的下放；
一个连接通讯子系统的代理子系统，处理并判定通讯子系统传递的数据，提交报警信息；
一个连接代理子系统地处理子系统，对报警信息进行即时处理；
一个以Database(数据库)为中心调度存储数据的控制系统；
移动终端上传的位置信息或应答信息，经所在地区基站的接收，MSC的自动漫游，由MSC通过EI口将上传数据传输到服务系统的交换机控制系统，交换机通过中继线的方式，将链路连接到通讯子系统；通讯子系统完成上传数据的采集、编解码，送入代理子系统进行处理、判定，由代理子系统提交报警信息，处理子系统对报警信息处理后存入控制系统的Database，下发控制指令，通过通讯子系统、交换机控制系统、MSC传递给用户终端。
全球通导航定位公众服务系统是采用卫星定位和数据通信的、面向社会公众的系统，它由定位公众服务监控中心系统、数据通道和移动终端构成。本发明提供的监控中心系统是整个GPS-GSM/CDMA定位公众服务系统的神经中枢，它汇集网内各种数据信息，对整个系统的运行进行监督和管理。监控中心系统通过GSM网与车载终端进行各种数据信息和控制指令的传输，进行处理和管理，完成对用户的看车、实时监控、紧急救援以及相关信息咨询等服务。
在本发明中，专门设计了一个交换机控制系统，准确的说，是一个局用程控数字交换机控制系统，它通过EI口与MSC连接，另一端则通过用户线与通讯子系统的数据采集卡相连，GSM/CDMA网上的数据信息经过MSC和此交换机控制系统，由通讯子系统中的数据采集卡从用户线上采集后进入服务系统。这样的连接方式给计费和漫游者带来了很大的好处。
通讯子系统的数据采集方式以及处理子系统对报警信息的分级排队处理方式都极大的提高了数据信息的传输和处理的效率。
图1是全球通导航定位公众服务系统数据流程图；
图2是通讯子系统数据通信示意图；
图3是代理子系统越界报警示意图；
图4是处理子系统报警信息处理示意图；
图5是处理子系统报警信息处理流程框图。
下面结合附图详细说明。
用户终端设备从一个地理区域或一个MSC控制区域移动到另一个区域并且要和当地的分服务系统发生通信，MSC将根据用户设备的引导将该通信链路交换到当地分服务系统所在的MSC上，由该MSC把数据通过EI端口将数据传到本系统的交换机上。如果当地没有分服务系统，则将其交换到最近区域的分服务系统上。分服务系统通过专用数据链路(DDN)与总服务系统进行数据信息交换。所以，本发明所说的漫游是一种利用并改善了现有MSC的漫游方式的特殊意义的“漫游”。
例如，在A区、B区分别设置了分服务系统，C区是总服务系统所在地，总服务系统和分服务系统之间都有DDN相连。A区的车载终端跑到了B区，由MSC自动完成在GSM/CDMA上的漫游，此时，B区的分服务系统通过采集本地的MSC传来的数据判定，此用户非B区的用户，于是B区分服务系统通过DDN将此用户的相关数据信息传递给总服务系统，总服务系统根据这些数据信息判别后，下发相关的命令，也是经DDN传递给B区分服务系统，再由B区分服务系统对此用户进行监控。
交换机控制系统对用户设备与系统通讯进行计费。它根据统计和计算通过的总话务量统一收费。交换机控制系统通过中继线的方式，将链路连接到服务系统中。对同时多路用户设备通信时，自动排队在连接中继线上自动分配线路将数据传入服务系统。
如图1所示，全球通导航定位公众服务系统，其特征在于包括：
一个与MSC(移动业务交换中心)通过EI口连接的交换机控制系统；
一个连接交换机的通讯子系统，完成上传数据的采集和下传指令的下放；
一个连接通讯子系统的代理子系统，处理并判定通讯子系统传递的数据，提交报警信息；
一个连接代理子系统的处理子系统，对报警信息进行即时处理；
一个以Database(数据库)为中心调度存储数据的控制系统；
移动终端上传的位置信息或应答信息，经所在地区基站的接收，MSC的自动漫游，由MSC通过EI口将上传数据传输到服务系统的交换机控制系统，交换机通过中继线的方式，将链路连接到通讯子系统；通讯子系统完成上传数据的采集、编解码，送入代理子系统进行处理、判定，由代理子系统提交报警信息，处理子系统对报警信息处理后存入控制系统的Database，下发控制指令，通过通讯子系统、交换机空制系统、MSC传递给用户终端。
以上是整个服务系统的数据流程，它描述了上行数据信息经过各个子系统的判定及处理的过程，其中，Database是存放各种数据信息的数据库。在整个数据信息传输的过程中，Database是存储数据并供各个子系统访问的调度中心。在Database中，存放着各种信息表，主要有当前报警队列信息表(CurrentAlarm)，用于存储当报警队列信息；报警历史信息表(Alarmlog)，用于存储车辆报警的历史信息；当前看车范围信息表(CurrentRange)，定义当前看车范围信息，用其作为超界判断依据；用户申请看车范围临时表(ReqRange)，用于记录用户临时申请看车范围的信息；车辆当前位置信息表(CurrentPos)，用于存储车辆当前的位置信息；车台终端信息表(TerminaInfo)，用于记录车台终端的详细资料信息；地图信息表(MapAreaInfo)，用于记录系统使用的地图区域信息；用户信息表(UserInfo)，用于存储用户的详细资料信息，以及一些其他记录各种信息的表。
通讯子系统是用户移动终端和总系统之间通信的接口，完成对移动终端的数据采集，处理和转换工作，并将转换后的数据发送到数据处理子系统中。同时还将完成服务系统对用户移动终端的控制信息的传输。
现有的类似的通信系统，存在这样一个问题，在数据采集的过程中，系统需要建立自己的专用网络，自己建立基站，然后确定专网使用的频率，还要建立无线通讯协议，工作量是非常大的，而且耗资巨大。在本发明中，该系统充分利用了现有的通信资源(包括无线和有线，语音和数据通信，并随着国家信息高速公路的构建而不断充实和完善)，通讯子系统中的数据采集卡可以从GSM/CDMA公网上采集数据信息，这样不但解决了上述问题，而且实时性强，可靠性高，话路语音质量也能极好的满足用户的要求。
如图2所示，在本系统中，通讯子系统通过数据采集卡(PEM)来采集从交换机控制系统传来的上传数据信息。例如，一组移动终端车台上传数据信息是一条移动终端的位置信息，PEM定时轮流查询它的每一个端口的状态，当某一端口呈现高电平时，表示有呼叫到来，端口按收呼叫信号，通过PEM的驱动程序驱动PEM发出“摘机”命令，调用相应的函数，此时，PEM接收到的是一组数据码“##11234#12345678912345678······1234**”，DTMF标准编解码电路将这组码分解为上传数据指令(“##1”)，车台编号(USER ID=“1234”)，经度(JD=“123456789”)，纬度(WD=“12345678”)，发生时间(TIME)，及其他数据信息，重新编码，组成数据包放入数据缓存区等待发送，直到发送命令到来后，将数据缓存区的数据发送给代理子系统。
服务系统向用户移动终端发送下传数据信息也是一个类似的过程。服务系统所发送各种命令的代码经DTMF标准电路编解码，转换成规范的语音信号，送至MSC，再由MSC发送给用户移动终端。
如图1所示，代理子系统将接收通讯子系统发送的上传数据信息。代理子系统主要负责对区域报警信息的判定处理与提交。图3是代理子系统越界报警判定流程图。还是以上述的那组上传位置信息为例，代理子系统接收的是“01E,1234,123456789,12345678,······”，经判定“01H”是一组上传位置信息，于是代理子系统从Database的当前看车范围信息表(CurrentRange)中读取用户申请的服务范围，在CurrentRange中，存放着此范围的左上角经纬度、右下脚经纬度，停留时间设定等数据信息，然后根据用户对区域的不同要求，使用相应的区域判断算法。如用户固定点看车申请，使用定点区域判断；用户大生活区域看车申请，使用区域判断；如果用户申请长途行车中途保障服务，则使用长途区域判断。在长途区域判断中要判断用户是否走出了预定的路线；用户是否在行车途中停留时间超过了设定；用户是否在预定时间到达了目的地。是否按时返回等等，各种用户可以提出要求及监控的条件，与上传数据进行比较，若没有越界，则把这组数据送入Databse中的车辆当前位置信息表(CurrentPos)保存，如果越界，则提交报警信息添加到当前报警队列信息表(CurrentAlarm)。
对于用户移动终端产生的报警信息和代理子系统提交的报警信息，都交由服务系统系统中一组处理子系统负责处理，该处理子系统由有经验操作人员使用，在处理数据大时，可以叠加多个处理子系统同时完成报警信息的处理。
处理子系统利用地理信息系统完成报警用户移动终端的目标跟踪显示，用户资料的查询并对报警信息进行分级处理。
因为在一个很短的时间内，可能会有许多报警信息产生，其中会有人为的误报和虚报，对于这种报警，需要作出最快最简单的处理。所以在监控中心系统中要对报警信息进行迅速的逐级筛选。将误报虚报迅速挑除，确定的报警立即转入下一级处理。
在处理一级报警时，经判定为虚警，则从报警队列中删除对应记录，自动填写Database的Alarmlog(报警登记表)并从Database的CurrentAlarm(正处理报警队列)中删除记录。若报警为正常报警，则操作员将该记录状态改为二级报警。
在处理二级报警时，由操作员通知车主或联系人通告报警情况，无法通知，则动用自己车队(或者110报警)。在处理完成后，填写Alarmlog表并从CurrentAlarm表中删除记录。
当用户移动终端主动报警，则应做报警紧急处理，通知伤病救援或警匪电话。
由于产生报警的突发性和不确定等因素。某个时刻的报警量是不可预计的所以在本系统处理中，对报警信息进行了分级排队的方法。
本发明的这种处理方式是有很大优点的，一般的处理方式，往往以报警信息为主动，各个处理终端为被动，当有报警信息到来时，通过查询各个处理终端，选择空闲的处理终端进行处理。如果报警信息很多，那下一个报警信息必须等待上一个报警信息选择好处理终端后，才能开始选择自己的处理终端，这样完全无法满足及时处理报警信息的要求。
本发明的报警信息分级排队方式则很好的解决了这个问题。如图4所示，处理子系统报警信息处理示意图。Database(数据库)中存放着CurrentAlarm、UserInfo、Alarmlog等数据，报警处理终端分为一级和二级报警处理终端。系统的Database根据报警信息产生的时间，它的级别以及报警优先权等因素综合排队，放入CurrentAlarm表中，各处理终端共享该表，并自己创建维护本终端使用处理的报警信息处理队列，各处理终端从表中选取第一个报警信息，加入自己的处理队列中进行处理。同时，将处理完的报警从CurrentAlarm中删除，并自动填写Alarmlog表。这样就是由处理终端来选择报警信息，提高了处理报警信息的速度。
仍以上述的那组上传位置信息为例，如图1所示，代理子系统对上传位置信息判定，确定移动终端超出了用户申请的服务范围后，提交报警信息，并把它添加入Database的CurrentAlarm中，由处理子系统进行处理。如图5所示，是整个报警处理的流程框图。此时，Database中CurrentAlarm的报警处理标志“Process=0”，处理子系统是不停查询CurrentAlarm的，某个处理终端查询得到“Process=0”，提取此报警信息添加入自身内存中的未处理报警队列，若处理终端空闲，则从内存的未处理报警队列中提取此报警并添加入正处理报警队列，同时改写“Process=1”，填写操作员ID，并从未处理报警队列中删除此报警信息。报警处理终端从Database的UserInfo中读取用户信息，同时判定此报警属于一级报警还是二级报警，然后选择合适的方式进行处理，例如，通知车主或联系人，或动用自己车队，或110报警。在处理完成后，填写Database的Alarmlog表并从CurrentAlarm表中删除这条记录。
而处理子系统要发送某命令，也是把下行数据信息送入通讯子系统，再通过交换机控制系统、MSC、基站直到用户移动终端。
因为本系统主要处理的是报警信息，所以对各个子系统之间数据信息的传递要求非常严格，不但要实时性强，而且准确度高，这样需要在各子系统间有一个完善的通信机制。
本系统在各子系统的数据传递是采用消息队列的方式。现在有一种通讯机制是采用TCP/IP网络协议方式，但这种方式受系统网络的影响很大，子系统发出一条指令，必须等待另一个子系统作出响应，才可处理下一条数据。而消息队列的方式则很好的解决了这个问题。各子系统都有自己的消息队列，并自己维护自己的队列。其它子系统只能将数据发送到要通讯的子系统的队列中，且该子系统从队列中读取数据，处理完之后将数据发回到所需的各子系统的消息队列中。如果该子系统暂时无法处理请求的数据，可以将数据放回队列中，向请求子系统发送服务等待消息，继续处理后面的数据。在许可的请况下，再将未处理的数据读出处理。
如果各子系统需要和用户移动终端通信的话，就可以使用消息队列传递方式将请求消息发送到通讯子系统的通讯请求队列中，由通讯子系统读取处理，并把处理成功与否的结果返回到请求方的消息队列中。通讯子系统在接受请求之后，立即检取空闲链路和用户移动终端呼叫建立联系，把请求翻译成通讯协议和用户移动终端交互数据。
服务系统还向用户提供网上数据查询和服务申请的功能。本系统通过数据交换子系统将数据实时地发送到InterNet上的Web服务器上，本系统的用户只须使用浏览器访问我们的站点，就可在网页上查看自己车辆的位置，历史行车轨迹，可以通过网页进行自动服务等功能。用户还可以通过本系统的Web服务器查询当前的交通情况，查询天气情况。
虽然本发明的方法和设备的优选实施例已在附图示出并在前面详细叙述了，应该懂得本发明不限于所公开的实施例，但是在不脱离由下面权利要求书提出和定义的本发明的精神，许多重新安排，修改和替代是可能的。