基于GPRS與TCP的車載動態稱重數據管理系統設計

賀春峰，郭蘭英，惠 飛，王 浩

（長安大學 信息工程學院，陜西 西安 710064）

隨著當今社會的發展和人們物質生活水平的提高，機動車已經進入了千家萬戶，車輛的過多給公路管理起來造成一定的困難，特別是貨車的管理，盡管公路局已經在公路的每一段才設置了稱重收費站，但貨車司機還是采用站外卸貨，繞行，或者液壓裝置等一些高科技的手段，逃避檢測，同時貨車排隊等候檢測，也會造成公路的堵塞。

在貨車行駛的過程中稱重可以很好的解決公路交通問題，但是貨車的車載終端系統的配置不適合對大量數據進行分析和存儲，因此在貨車行駛中將檢測到的載重數據傳輸到管理系統，是解決問題的一個關鍵步驟。

1 系統的開發環境

本系統是由Visual C++6.0結合SQL Server 2000開發而成，使用ODBC操作數據庫，VC為數據庫開發提高了良好的開發環境，ODBC能以統一的方式處理所以的數據庫。

在數據傳輸方面，本系統采用GPRS和TCP兩種傳輸方式，實現了對數據庫管理系統的操作。與以往的車載系統采用GSM傳輸相比較，有一下優點：①GPRS采用分組交換技術，發送數據長度不受限制，而GSM每次發送最多只能有140個字節。②GPRS是雙向的，可以確切知道信息發送成敗，而GSM是單向的。③GPRS費用為0.01元/k，即1分錢可以傳輸數據1024個字節。而GSM發送140個字節需要0.1元④GPRS的延時時間很短。GPRS發送60字節延時5s左右，而GSM要延時10s以上。

2 系統的結構設計

2.1 系統模塊設計

系統有6個模塊，用戶管理模塊、貨車信息模塊、貨車載重模塊、貨車超載模塊、載重查詢模塊、超載處理模塊。各個模塊直接的關系示意圖如圖1所示。

圖1 系統模塊示意圖Fig.1 System block diagram

2.2 系統模塊功能

1）用戶管理模塊 此模塊用來管理用戶的信息，用戶分為管理權限和使用權限，用戶以管理的權限進入管理系統后，可以添加、刪除和查看用戶信息，還可以修改用戶的密碼。

2）貨車信息模塊 此模塊用來管理貨車的基本信息，用戶可以查看貨車的信息，可以根據貨車的車牌號、車主或者注冊時間查詢貨車信息，當用戶以管理權限進入時，可以添加、刪除貨車信息。

3）貨車載重模塊 此模塊用來顯示貨車最后一次檢測時的載重值，包括查詢貨車載重時的時間，用戶可以根據車牌號查詢這輛車的載重時間和載重值。信息不可以被修改，只能通過查詢覆蓋。

4）貨車超載模塊 此模塊顯示貨車的超載信息，包括所有的歷史超載信息，因為要保護超載數據，信息不能被添加、修改和刪除，任何權限的用戶只能查詢這些信息，可通過車牌號來查詢貨車的的超載信息。

5）載重查詢模塊 此模塊能夠讓用戶查詢到貨車當前的載重，并將查詢到的信息記錄到貨車載重數據庫中，如果查詢到的信息超載，同時會查詢得到的數據記錄到貨車超載數據庫中去。

6）超載處理模塊 此模塊能夠自動處理從車載終端得到的超載信息，并且處理信息，將信息內容記錄到貨車超載表中。此過程在后臺進行，不需要用戶對其進行操作，用戶只能夠看到超載信息。

3 系統數據庫設計

數據庫是儲存和處理數據的倉庫，是一個系統的重要部分，數據庫不僅能夠存儲個管理數據，而且能夠提供用戶所需的數據管理方式。

本系統的數據庫使用SQL Server 2000設計，主要包括4方面的數據：1）用戶管理表（TABUSER）：用戶名（主鍵）、密碼、權限；2）貨車信息表（TABMESSAGE）：車牌號（主鍵）、車主姓名、注冊時間、歸屬地、貨車品牌、貨車類型、貨車載重、超載次數、關聯字符；3）貨車載重表（TABLOAD）：編號（主鍵）、車牌號、日期、時間、載重、是否超載；4）貨車超載表（TABOVERLOAD）：編號（主鍵）、車牌號、超載日期、超載時間、載重；5）貨車車牌號管理模塊（TABTRUCKNUMBER）：車牌標志（主鍵）、歸屬省、歸屬地。

4 系統界面設計

系統主界面采用MFC下的對話框模式，主界面由用戶登陸管理和貨車信息管理組成，包括貨車基本信息、載重信息和超載信息等，通過Tab控件，對貨車信息的顯示進行控制。界面圖形如圖2所示。

5 數據無線傳輸設計

本系統中，對貨車車載終端的數據通信有兩個部分，一是系統服務器主動查詢車載終端的載重信息，終端得到命令后，將載重信息返回給系統服務器。二是車載終端自動檢測載重信息，并將超載信息自動發送到系統服務器。

當車載終端的數量很多時，系統要接受的信息量就比較大，而主動查詢信息時，從命令發出到數據到終端信息返回需要一定的時間，所以只用一種通信方式會給信息接受產生混亂，這里主動查詢用GPRS通信，自動接受用TCP通信。如圖3所示。

5.1 GPRS通信

圖2 系統主界面圖Fig.2 Main system interface diagram

圖3 數據無線傳輸Fig.3 Wireless transmission of data

本系統中，使用的GPRS模塊的產品型號是AL-GPRSS100，通過串口和終端連接。AL-GPRS-S100是南京沃龍電子科技有限公司設計的一款GPRS透明傳輸終端（GPRS DTU），內置工業級 GPRS 模塊，支持 DDP、DNS、VIPS 多種通訊模式。具有RS232接口的工業設備無需更改任何軟件即可通過GPRS無線聯網。

表1 AL-GPRS-S100的規格參數表Tab.1 Specification of AL-GPRS-S100

VC連接串口要插入MSComm串口控件，作為一個串行通訊控件為程序員串口通訊編程節省了很多時間，當控件載入對話框中時，會自動創建控件CMSComm的類。

1）串口連接程序

2）串口發送數據程序

3）串口接收數據程序

5.2 TCP通信

系統和車載終端不是一個局域網，所以首先要穿透局域網，這里采用“TCP打孔”，“TCP打孔”與其他的方法相比較，具有較易實現、效率高等優點，基本原理是：處于局域網的用戶先與公網上的一個連接服務器建立輔助連接，在呼叫發生時，通過連接服務器的協助在呼叫雙方間建立TCP直連。

VC進行網絡通信要插入CSocket類，CSocket支持同步操作，可以單獨使用，通常情況下與CSocketFile、CArchive類一起實現數據的發送和接收。

在本系統中，TCP只需要接受數據，不需要發送數據。

6 數據傳輸設計

6.1 數據發送設計

在載重查詢模塊中，用戶通過車牌號對貨車載重查詢時，發送數據。具體過程是：當輸入查詢的車牌號時，通過在貨車信息表（TABMESSAGE）查詢車牌號，將對應的關聯字符作為查詢命令，發送出去。

數據發送過程如圖4所示。

圖4 數據發送設計流程圖Fig.4 Flow chart of send data design

6.2 數據接收設計

在載重查詢模塊和超載處理模塊中，系統接收數據，具體過程是：系統接受的每一個數據是由兩部分組成，關聯字符+貨車載重，先將數據分開，通過關聯字符在貨車信息表（TABMESSAGE）查詢出對應的車牌號，再根據車牌號在貨車載重表（TABLOAD）中查找，將貨車載重的數據修改或者新建。同時通過關聯字符在貨車信息表（TABMESSAGE）查詢出對應的載重，比較數據表中的載重值和接收到的載重值大小，決定是否將得到時間保存到貨車超載表 （TABOVERLOAD）中。數據接受過程如圖5所示。

圖5 數據接收設計流程圖Fig.5 Flow chart of receiver data design

6.3 對話框界面設計

界面主要包括串口連接部分、發送數據部分和接受數據部分。串口部分的參數選擇由組合框提供，要發送的數據有編輯框輸入發送，接收的數據和接受數據的時間保存在列表框中，對話框的界面如圖6所示。

圖6 數據傳輸界面Fig.6 Interface of data transfer

例：在貨車信息表中，車牌號為“陜 A00000”，對應的關聯字符為“SHAN0000”，載重為“20”。當查詢此貨車載重時，在文本框中輸入“陜A00000”，通過貨車信息表查到關聯字符 “SHAN0000”，將關聯字符發送出去。當接受到字符“SHAN000025.000” 時， 先將字符分開成 “SHAN0000”與“25.000”，在貨車信息表中查找關聯字符，得到車牌號和載重，比較載重和字符“25.000”大小，得到超載，然后將車牌號和超載字符“25.000”保存到貨車超載表中。

7 結束語

文中闡述了使用Visual C++6.0和SQL server 2000設計一個管理系統的實現思想和管理方法，以及詳細介紹了對外界進行數據通信，達到了系統對車載終端的檢測，以及對貨車信息的管理，滿足了高可靠、高穩定的要求。

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