基于Android的智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

張曉諾　楊輝

摘 要：本文以一個案例討論了關于貨運過程中貨物安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。本文綜合應用Android軟件開發(fā)平臺和物聯(lián)網技術解決貨運安問題，通過論述貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，達到了貨運信息的實時查詢和監(jiān)控，確保貨物的安全，同時為物流信息化建設提供一個實現(xiàn)應用實例。

關鍵詞：Android；物聯(lián)網；貨運安全

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

在貨物運輸?shù)倪^程中，貨物的汽車運輸是占整個貨物運輸?shù)姆蓊~大、貨物運輸過程的成本較高、也是貨物運輸過程中出現(xiàn)風險最大的方面，如何有效的在貨物運輸過程中的實時跟蹤與監(jiān)控是其中關鍵環(huán)節(jié)。以前的實時監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)采用網頁形式，監(jiān)控地點固定，需要專門的人員進行實時觀察。用戶不能及時了解到貨物的運輸情況。

為此，我們設計研發(fā)了基于Android的“貨物物流運輸?shù)陌踩O(jiān)控系統(tǒng)”，本系統(tǒng)就是針對在途貨物的實時監(jiān)控的一套全新的解決方案。它綜合并充分利用傳感采集技術、移動通信技術和數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)安全技術，構成一個可多方接入的公共物流信息平臺，為用戶提供在途貨物的實時監(jiān)控。

2 系統(tǒng)設計（System design）

2.1 系統(tǒng)架構設計

本系統(tǒng)分為三部分，分別是車載部分、網絡服務部分和客戶端部分。車載部分包括智能數(shù)據(jù)網關、數(shù)據(jù)采集端兩大模塊，其中智能數(shù)據(jù)網關包含3G模塊、GPS模塊及Android系統(tǒng)[1]，負責接收來自數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器端，發(fā)出控制指令，利用3G模塊進行位置定位；數(shù)據(jù)采集端主要負責采集來自RFID、壓力傳感器、監(jiān)控錄像和電子鎖的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，接收來自智能數(shù)據(jù)網關的指令。網絡服務部分包括服務器、3G網絡服務功能，主要負責接收來自智能數(shù)據(jù)網關通過3G模塊傳來的數(shù)據(jù)，負責保存數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、分析歷史數(shù)據(jù)等功能。客戶端部分主要為客戶提供車輛運行數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控車輛狀態(tài)及運行狀況，發(fā)出告警等功能[2]。系統(tǒng)架構示意圖如圖1所示。

圖1 智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)架構圖

Fig.1 Intelligent safety monitoring system of freight chart

2.2 系統(tǒng)功能設計

2.2.1 車載功能設計

本系統(tǒng)的車載部分主要提供以下功能：

（1）實時監(jiān)控錄像：通過使用實時錄像，為用戶提供貨物運輸過程的全部錄像音像資料。

（2）3G模塊和GPS模塊定位：提供3G模塊的定位功能和GPS全程定位，車輛行進有跡可循，GPRS/WCDMA通信將各類信息傳送至服務器端，在服務器端繪制電子地圖顯示，掌握車輛最新動態(tài)，車輛行經的路線查看并進行回放。

（3）實時影像監(jiān)看：遠程視頻監(jiān)控，掌握現(xiàn)場實時狀況。

（4）貨物安全監(jiān)控：電子封條，免人工押運，降低成本，貨箱打開或貨物丟失實時告警，降低貨物失竊及防盜。

車載部分功能示意圖如圖2所示。

圖2 車載功能設計示意圖

Fig.2 Schematic diagram of the vehicle function design

2.2.2 服務器端功能設計

服務器主要接收來自智能數(shù)據(jù)網關的數(shù)據(jù)，并畫出車輛行駛軌跡、車輛監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，歷史查詢、車輛調度、報表管理等功能。其功能結構示意圖如圖3所示。

圖3 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)結構示意圖

Fig.3 Schematic diagram of freight safety

monitoring system structure

2.2.3 客戶端功能設計

客戶端包括Web客戶端和手機客戶端。Web客戶端主要為使用計算機的辦公室人員使用，展示服務器端的各種功能。手機客戶端主要為領導和客戶提供方便，主要查看車輛運行狀態(tài)、車輛所在地和歷史軌跡。客戶端功能示意圖如圖4所示。

圖4 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)客戶端功能示意圖

Fig.4 Schematic diagram of freight safety monitoring

system client function

通過以上設計可以實現(xiàn)貨不離柜、柜不離車、車不偏駛的設計思路。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)（System implementation）

3.1 車載功能實現(xiàn)

（1）3G模塊和GPS全程定位：通過定位模塊對車輛行駛進行全程的定位，做到有痕可查。通過3G模塊的網絡通信功能將車載信息、位置信息和需要的音像資料傳送至服務器端。通過public String locationData（String autoData，String location，String date）方法實現(xiàn)監(jiān)控車輛的位置信息數(shù)據(jù)，將車輛的監(jiān)控數(shù)據(jù)、獲得的GPS定位信息和當時的時間以JSON格式進行封裝，由車載智能數(shù)據(jù)網關的3G功能模塊通過sendData方法主動發(fā)給服務器端[3]。

（2）實時監(jiān)控錄像安裝位置：共安裝四個監(jiān)控錄像頭。車的前端安裝一支用于監(jiān)控路況。貨柜部分安裝兩個支，貨柜的兩邊分別各一支，貨柜的后部一支，同樣用于監(jiān)控路況和貨柜的門。貨物運輸過程中開啟所有監(jiān)控錄像，由車載電池進行供電，將整個貨物的運輸全部存在車載的硬盤中。這樣在運輸過程中貨柜的開啟情況就一目了然。如果遇到非正常開啟貨柜等異常情況，錄像資料就會通過3G模塊上傳送至服務器，服務器也可以根據(jù)實際情況或需要在服務器端將錄像資料打開，實時觀察或者查詢歷史運輸情況。

（3）RFID安全識別：只有授權才能打開貨柜，否則系統(tǒng)自動報警。

（4）壓力傳感器：放置于車架，監(jiān)測貨柜的重量，實時傳輸貨柜的重量變化。

（5）電子鎖：基于WSN的電子鎖安裝在貨柜的后面及兩側，在運輸車輛進出各貨物周轉站時將自動進行上解鎖操作，并能發(fā)送電子鎖具的狀態(tài)，監(jiān)控貨柜門的打開或關閉。

3.2 服務器端實現(xiàn)

車載定位系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)后計算出車輛的位置信息，通過智能數(shù)據(jù)網關的3G模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務器端。服務器端收到位置信息后經過處理與離線地圖進行匹配，將車輛運行的軌跡顯示在離線地圖上。

3.3 客戶端實現(xiàn)

（1）web端實現(xiàn)

web端由Java從數(shù)據(jù)庫中讀取的位置信息返回給JavaScript，然后再由JavaScript調用地圖API，繪制車輛行駛軌跡。Web端實現(xiàn)效果圖如圖5所示。

圖5 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)圖

Fig.5 The realization of graph of safety monitoring

system of freight

（2）手機端實現(xiàn)

手機端通過JSON方式訪問服務器端，得到相關的位置信息，比如利用時間段進行查詢。然后通過手機端的地圖API繪制相關的地圖及車輛運行軌跡。

4 結論（Conclusion）

本文論述了貨運安全的監(jiān)控系統(tǒng)，主要從系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實現(xiàn)等方面進行研究，闡述了智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的整個過程，為現(xiàn)代物流信息化建設提供一個實例。

參考文獻（References）

[1] [美]Wei-Meng Lee.Android4編程入門經典（第1版）[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2] 李光革，苗建松.基于Android的物聯(lián)網環(huán)境監(jiān)控應用設計與實現(xiàn)[J].軟件，2013，34（9）：32-35.

[3] 李志敏.基于Android系統(tǒng)的位置監(jiān)控與查詢系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D].天津大學電子信息工程學院，2012.

作者簡介：

張曉諾（1975-），男，碩士，講師.研究領域：信息化建設，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網.

楊 輝（1972-），男，碩士，講師.研究領域：信息化建設，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網.