基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛智能管理系統(tǒng)應(yīng)用研究

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種能夠建立起物物相聯(lián)、物物可管、資源統(tǒng)籌分配的應(yīng)用技術(shù)，本文分析設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛智能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用射頻識別技術(shù)，利用GPS對車輛進行跟蹤定位，對車輛進行實時監(jiān)控，提高了對車輛的遠(yuǎn)程管理能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計算；車輛管理

引言

開發(fā)汽車安全與防盜系統(tǒng)，是確保汽車安全和防止盜竊的一種有效措施。目前汽車防盜系統(tǒng)發(fā)展迅速、種類繁多，但或多或少具有一定缺陷，比如使用較多的電子式防盜裝置，非常容易被外界干擾而誤報；芯片式數(shù)碼防盜技術(shù)能有效地抵抗外界干擾，具有較強的安全性，但是報警范圍相對較小，無法完成對車輛的遠(yuǎn)程定位。本文研究的車輛智能管理系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)，采用射頻識別系統(tǒng)實現(xiàn)對入網(wǎng)車輛的動靜態(tài)信息全面采集，通過車載設(shè)備的地理位置實現(xiàn)對車輛的定位和跟蹤，實現(xiàn)對入網(wǎng)車輛的全面監(jiān)控，能夠在入網(wǎng)車輛發(fā)生突發(fā)事件的時候，及時定位車輛，采取應(yīng)急措施，保證車主財產(chǎn)和車輛運行的安全，全面提高車輛防護能力。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

本項目綜合運用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)實現(xiàn)對入網(wǎng)車輛的有效監(jiān)控，主要由車載終端、控制中心、通信網(wǎng)絡(luò)、位置服務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)組成。

車載終端實現(xiàn)報警信息的處理、位置信息的采集、中心指令的執(zhí)行、本地控制的管理及無線通信網(wǎng)絡(luò)的接入等功能。車載終端由車載報警、車載無線通信和車輛定位三個模塊組成。控制中心實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、警情處理、設(shè)備管理及與其他應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)等功能。監(jiān)控中心由通信設(shè)備、顯示記錄設(shè)備、計算機系統(tǒng)及應(yīng)用軟件組成。通信網(wǎng)絡(luò)由有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)組成，有線網(wǎng)絡(luò)主要包括公安專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)接入部分網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)車載設(shè)備與監(jiān)控中心的信息聯(lián)動，包括寬帶無線網(wǎng)絡(luò)和三大運營商提供的移動通信網(wǎng)絡(luò)（2G、3G）組成。位置服務(wù)系統(tǒng)主要采用基于GPS、Wifi、基站等方式進行定位，通過車載設(shè)備上傳的車輛實時運行地理信息，獲取全面地車輛運行軌跡，實現(xiàn)車輛實時定位，向用戶提供車輛全面準(zhǔn)確的定位服務(wù)信息。主要提供定位信息查詢、軌跡信息查詢、位置信息發(fā)布等功能。應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)是通過整合交通、汽車維修機構(gòu)、救援服務(wù)機構(gòu)等資源，實現(xiàn)資源共享和業(yè)務(wù)聯(lián)動。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計如圖1所示，其中，車載終端采集車輛動靜態(tài)信息，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)，上傳至控制中心；控制中心接受位置信息進行處理，提交到位置服務(wù)系統(tǒng)；位置服務(wù)系統(tǒng)對車載終端信息進行處理，生成車輛位置信息，對外提供位置服務(wù)，進行車輛的跟蹤定位；車輛發(fā)生突發(fā)事件后，車主報警，應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)根據(jù)車輛位置信息和現(xiàn)場情況，啟動預(yù)案進行處理，實現(xiàn)公安機關(guān)、服務(wù)機構(gòu)業(yè)務(wù)聯(lián)動。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

由于系統(tǒng)涉及到車輛運行的動靜態(tài)信息實時采集，在入網(wǎng)車輛達(dá)到一定規(guī)模后，將會出現(xiàn)海量信息和業(yè)務(wù)處理，傳統(tǒng)IT架構(gòu)將無法滿足系統(tǒng)運行要求，為保證將來系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，采用云計算平臺進行系統(tǒng)的架構(gòu)，系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

IaaS層主要實現(xiàn)物理資源（服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)）的虛擬化管理，并實現(xiàn)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)（含安全）資源池的統(tǒng)一、自動化的調(diào)度控制和管理，實現(xiàn)資源的按需配置、彈性擴展和負(fù)載均衡，提高軟硬件資源利用率，為系統(tǒng)建設(shè)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)運行平臺。PaaS層主要提供應(yīng)用支撐和應(yīng)用開發(fā)所需環(huán)境和服務(wù)，通過面向應(yīng)用的部署與發(fā)布構(gòu)建一個強大而穩(wěn)定的服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)，能夠快速便捷地進行應(yīng)用開發(fā)、部署、運行和管理，為構(gòu)建多層、分布的應(yīng)用提供一個穩(wěn)定高效，安全可靠的平臺。應(yīng)用層主要基于PaaS進行業(yè)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建，系統(tǒng)的主要應(yīng)用包括供監(jiān)控系統(tǒng)、位置服務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)急處置業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)都在這一層實現(xiàn)。接入層主要為不同用戶提供訪問系統(tǒng)的入口，主要提供對網(wǎng)絡(luò)、手機、智能終端的接入支持。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

車輛智能管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分為兩類，分別是入網(wǎng)車輛和控制中心之間的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及控制中心和其他機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其中入網(wǎng)車輛和控制中心之間的網(wǎng)絡(luò)為接入網(wǎng)，控制中心與其他機構(gòu)之間的網(wǎng)絡(luò)為骨干網(wǎng)。

系統(tǒng)接入網(wǎng)由移動通訊網(wǎng)絡(luò)和公安系統(tǒng)專網(wǎng)組成，移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是覆蓋面廣，而公安專網(wǎng)的優(yōu)點是穩(wěn)定性和安全性強，能保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，同時，公安專網(wǎng)可以與車管所車輛系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)信息共享，能及時獲取被盜車輛的相關(guān)信息。

本系統(tǒng)的骨干網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)，車輛信息采集子系統(tǒng)獲取到的車輛實時信息就可以直接快速地傳到互聯(lián)網(wǎng)上，并保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，車主若需要獲取車輛的實時信息和歷史數(shù)據(jù)時，就能通過互聯(lián)網(wǎng)方便地進行查詢。

2.4 關(guān)鍵業(yè)務(wù)設(shè)計

車載終端：車載終端最重要的部分是RFID系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)包括射頻卡、閱讀器和射頻天線。射頻卡一般含有內(nèi)置天線，主要由耦合元器件組成，用來保持與射頻天線間的信息傳遞，閱讀器的作用是用來讀取射頻卡的信息，而射頻天線則負(fù)責(zé)傳遞射頻信號。其工作原理是：首先由閱讀器經(jīng)過射頻天線完成信號的發(fā)送，射頻卡在射頻天線的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)獲得感應(yīng)電流而激活，通過射頻卡內(nèi)置天線把編碼信息傳送出來；這時射頻天線可以接收到射頻卡發(fā)送出來的信息，通過調(diào)節(jié)器送至閱讀器，由閱讀器來完成接收信息的解調(diào)和解碼，再傳給后臺主系統(tǒng)進行信息處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，同時針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，并發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)動作。

IaaS服務(wù)：IaaS服務(wù)實現(xiàn)物理資源（服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)）虛擬化管理，并實現(xiàn)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)的資源池的統(tǒng)一、自動化的調(diào)度控制和管理，實現(xiàn)資源的按需配置、彈性擴展和負(fù)載均衡，提高軟硬件資源利用率。

PaaS服務(wù)：PaaS服務(wù)主要提供應(yīng)用支撐和應(yīng)用開發(fā)所需環(huán)境和服務(wù)。主要實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)集成服務(wù)、工作流服務(wù)、報表服務(wù)、統(tǒng)一認(rèn)證授權(quán)服務(wù)、門戶服務(wù)、內(nèi)容服務(wù)等，為系統(tǒng)提供靈活的權(quán)限控制策略。

3 結(jié)束語

本系統(tǒng)建設(shè)的目的是為了提高對入網(wǎng)車輛的監(jiān)控能力，以保證車輛的安全。在系統(tǒng)架構(gòu)上使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對遠(yuǎn)距離高速行進中的汽車進行信息采集，具有識別率高、耗能低的特點。為保障信息傳輸?shù)挠行裕到y(tǒng)采用云計算技術(shù)進行系統(tǒng)整體構(gòu)建，具有按需計算、彈性擴展、高可用性和高可靠性等特征，并保證了計算的快速性和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)整合系統(tǒng)基礎(chǔ)硬件和軟件資源，大幅減少系統(tǒng)管理和維護的工作量，降低了運行成本。本系統(tǒng)采用移動通信網(wǎng)和公安專網(wǎng)作為系統(tǒng)接入網(wǎng)，提高了汽車信息的安全性和傳輸可靠性，在對車輛全面防護的同時降低了成本。在對汽車進行定位和跟蹤上，本系統(tǒng)利用電子標(biāo)簽技術(shù)，能準(zhǔn)確定位車輛的地理位置，及時追回被盜汽車，有效打擊汽車盜竊行為。綜上所述，基于物理網(wǎng)的車輛智能管理系統(tǒng)整合了公安、交通、汽車維修等機構(gòu)資源，在提供防盜服務(wù)外，還提供了救援及維修等其它服務(wù)，全面保障了車輛的安全運行，對現(xiàn)代物流網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用具有積極推動作用。

參考文獻

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