車輛遠程監控系統的架構設計

【摘 要】本文分析了在當今現代社會中，車輛遠程監控系統對智能交通管理的重要性。重點介紹了車輛遠程監控系統的構成和關鍵技術。最后，根據各種技術的性能特點，提出了由ELM327藍牙模塊、Android平板電腦、4G通信網絡、監控中心服務器、監控軟件及客戶端組成的車輛遠程監控系統總體方案，并詳細介紹了各個模塊的功能。

【關鍵詞】智能交通 遠程監控 Android平板電腦 OBD-Ⅱ

伴隨著人民生活水平的不斷提高以及國家經濟的持續發展，汽車與我們的生活日益緊密，為我們帶來便利的同時，也使得一些問題突顯出來。堵車、交通肇事、占道停車、人車爭路等一系列現象都是汽車保有量增加的負面影響。為了解決這些矛盾，提出了智能交通管理系統ITMS（Intelligent Traffic Management Systems）的概念。ITMS利用先進的科技手段控制交通狀況，實現智能化管理，涉及無線通訊技術、計算機數據管理技術以及自動控制技術。為保證ITMS實時、準確、高效，需要建立一套集技術、管理、服務為一體的車輛遠程監控系統。

1系統架構分析

車輛遠程監控系統主要由車載終端、無線通信網絡、監控中心服務器、監控中心軟件以及軟件客戶端構成。可實現車輛實時運行參數采集、將數據上傳到監控中心服務器、監控中心處理和存儲汽車數據、管理數據庫以及完成客戶端查詢顯示車輛狀態等功能。

2系統原理

目前，幾乎所有處于在用狀態的車輛都搭載了第二代隨車自診斷系統，即OBD-Ⅱ（On Board Diagnostics-Ⅱ）。將ELM327藍牙模塊安裝到車輛的OBD-Ⅱ接口上，再使用Android平板電腦與 ELM327模塊進行藍牙配對建立起車載數據采集終端。車輛的實時數據會由Android平板電腦中的APP應用定時向OBD-Ⅱ系統采集。同時，平板電腦中內置的GPS模塊還可以提供車輛的地理位置數據。利用成熟覆蓋廣泛的4G通信網絡，諸如發動機運行參數、故障碼、地理坐標等信息將上傳到監控中心的服務器上，經處理后存入數據庫。監控中心調取數據庫信息就可以實現車輛的狀態管理、軌跡查詢、維護預警等功能。通過車載終端的客戶端，系統用戶也可以獲得所需信息。

3系統組成

3.1車載終端

車輛遠程監控系統的車載終端包含數據采集模塊、GPS模塊、無線通信模塊等，主要由Android平板電腦和ELM327構成。OBD-Ⅱ系統的車輛實時數據可通過ELM327的藍牙芯片發送至Android平板電腦，再利用平板電腦的通信模塊，通過4G無線網絡上傳至監控中心服務器。同時，遠程監控中心也可向車載終端發出指令，調度和監控車輛。實現車載終端與監控中心的數據交互。

3.2 4G通信網絡

4G是第四代移動通信技術的簡稱，是目前應用的最新一代無線通信協議。在協議結構上4G通信網絡能夠與TCP/IP無縫連接，可以被當做Internet互聯網的子網。在技術指標上，4G通信網絡的數據傳輸速率能夠達到100Mbps，滿足車輛遠程監控系統對于無線服務的要求，可將車輛的狀態信息實時、準確的上傳到監控中心服務器。同時4G網絡可以實現點對點、點對多點的通信方式，可以同時對多個車輛實施監控。

3.3 監控中心服務器

監控中心服務器是車輛遠程監控系統的核心，類似人類的大腦。主要的功能包括：

（1）數據庫管理。數據庫管理主要包括車輛運行狀態數據和車輛及駕駛員資料數據兩個部分。服務器一方面將車載終端上傳的數據經過分析處理后儲存在數據庫中；另一方面保存車輛和駕駛員背景資料，并可根據需要對資料進行查詢、修改、增刪等管理操作。

（2）軟件交互。監控中心提出數據要求時，服務器必須及時響應。以便在監控界面實時顯示車輛的狀態信息。

（3）報警預判。通過不斷收集多個車輛的行車數據，建立車輛故障的大數據模型。將實時數據與故障模型比對，提前預判故障，防患于未然。對已經發生故障的車輛，根據故障類型提供維修提示。

（4）防火墻。保護車輛數據和用戶信息免受網絡攻擊和病毒破壞。

3.4 監控軟件

監控軟件是車輛遠程監控系統的人機交互媒介，其核心是地理信息系統GIS（Geographic Information System）。依托GIS可實現以下功能：

（1）數字地圖。數字地圖提供更加豐富的地理信息，可以將地圖立體化，動態化，且存取速度快。監控軟件利用數字地圖可實現行駛路線規劃，車輛導航，地物查詢等功能。

（2）行車軌跡監控。結合數字地圖，監控中心可同時對多個目標的行駛軌跡進行實時監控。而且行駛軌跡可以同步保存在服務器數據庫中，必要時可以實現行駛軌跡回放。

（3）緊急情況處置。在車輛行駛過程中，如發生交通肇事或遇到盜搶事件時，駕駛員可在車載終端發出警報。監控軟件根據警報類型提供急救、報警或保險服務。在車輛處于停駐防護狀態時，如發生非正常移動，監控軟件也要發出警報。

（4）狀態顯示。利用監控軟件可快捷查詢車輛的狀態數據，方便的對車輛和駕駛員信息進行管理。

3.5 客戶端

使用車輛遠程監控系統的用戶，需要在Android設備上安裝系統客戶端。通過客戶端進行注冊，登記車輛和個人信息。在客戶端上使用用戶名和密碼可以登陸監控中心服務器，查詢車輛實時數據及多種信息。

4結語

智能交通管理系統ITMS是一種保障安全、提高效率、改善環境、節約能源的綜合運輸系統。在現代交通管理中發揮著舉足輕重的作用，車輛遠程監控系統是其中重要的一環，應用前景廣泛。

參考文獻：

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作者簡介：高川（1984—），男，漢族，遼寧沈陽人，本科，講師，研究方向：車輛工程。