基于移動終端的車輛監測與管理系統

鄧紅濤，陳紅莉，李偉

（1.石河子大學，石河子　832000；2.新疆西部牧業股份有限公司，石河子　832000）

基于移動終端的車輛監測與管理系統

鄧紅濤1，陳紅莉2，李偉1

（1.石河子大學，石河子832000；2.新疆西部牧業股份有限公司，石河子832000）

針對當前車輛運行監管數據量大，車輛地理分散等特點，設計一套基于移動終端的車輛監測和管理系統，系統將無線通信技術和ZigBee技術相結合，利用傳感器和GSM模塊采集車輛位置、狀態等基礎信息，建立車輛基礎信息數據庫，構建高效、開放的車輛管理信息平臺，實現車輛管理信息化、網絡化、智能化。

車輛監測；ZigBee技術

重大科技攻關課題（No.gxjs2013-zdgg03-01）、科技攻關課題（No.2015AB003）、重大科技攻關課題（No.gxjs2013-zdgg03-03）

0　引言

隨著無線通信技術和ZigBee技術的快速發展，移動終端被廣泛的應用于生產和生活中，將無線通信技術和傳感器相結合構建車輛監控平臺，利用傳感器終端對車輛進行溫度，濕度和速度等狀態的監測［1］，利用無線通信技術將子節點之間信息傳遞給服務平臺，利用GPS技術定位車輛信息，構成車輛監控系統，系統實時反饋車輛位置、狀態信息、接收控制指令，實現車輛基礎數據信息分發與管理，有效的對車輛進行監管。

1　系統總體設計

該系統由監測模塊、接收模塊、傳輸模塊等組成，以基于ZigBee無線通信協議的TI公司的 CC2430芯片為核心。ZigBee是一種短距離、低數據傳輸速率、低功耗、低成本、低復雜度、可靠性高的無線網絡技術，主要支持三種拓撲結構：星形、樹形和網格形［2-3］。本系統采用星形拓撲結構，由一個協調節點和多個終端節點組成的，協調節點位于網絡的中心，主要作用是組建和維護整個系統，終端節點負責利用傳感器采集車輛狀態信號。數據通過終端和路由節點來采集，送到GSM模塊，在通過GMS短信息的方式發送到遠程的服務器上［4］。遠程上位機的串口上接有GSM接收模塊。上位機可以Web形式在網上發布。

圖1　系統整體設計結構圖

2　終端節點設置

ZigBee終端節點分為傳感器模塊、處理器模塊和通信模塊和供能模塊。傳感器模塊負責監測車輛狀態信息的采集和數據轉換。處理器和無線通信模塊負責存儲處理數據和與其他傳感器節點交換控制消息和收發采集數據。供能模塊的主要功能是維持終端節點能量供應，本系統采用微型電池。

ZigBee終端節點安裝在車輛底板和車廂內部，測量車輛位置、狀態等信息，ZigBee終端采集節點與溫濕度、加速度等傳感器相連的，把采集到的數據通過協議棧的組網協議傳送協調器。協調器負責組建網絡，然后終端和路由器可以實現自動加入申請，協調器會判斷和應答，其數據傳輸應答流程圖如圖2所示。

圖2　終端節點數據傳輸應答流程圖

3　GSM模塊

GSM系統定義的所有業務是建立在綜合業務數字網概念基礎上的，其短消息業務不用撥號建立連接，直接把要發的信息加上目的地址，然后通過無線控制信道發送到短消息服務中心，經過短消息服務中心完成存儲和轉發，最后到達接收端［5-6］。系統通過GSM模塊將終端采集的車輛狀態信息發送至服務平臺。所有的操作都是通過AT指令來完成的，把AT指令作為數據通過串口發送GSM模塊，模塊接收到指令后，對數據進行解釋并執行相應的操作，汽車的運行狀態和位置信息通過命令傳至主控中心，通過管理中心服務平臺進一步管理調度。

4　管理中心服務平臺系統

Web服務平臺由地圖服務器、通信中心、Web服務器、數據庫等部分組成，企業用戶或車主個人可通過Internet及專線訪問中心Web服務，實現對車輛的網上管理［7］。采用基于TCP/IP的有線通信與無線通信結合的方式。主控中心與各分中心、用戶遠程終端、其他系統的連接均通過網絡（Internet或專線）連接，以實現大量數據的快速傳輸。主控中心實現數據的集中管理、分發，實現各級平臺的遠程監控。系統具有如下功能。

4.1通用GPS監控功能

在操作窗口中輸入或選擇車輛牌號或車載電話電碼，系統自動查詢車輛位置信息，并在地圖上顯示車輛的位置狀態（經度、緯度、速度、方向、定位狀態、報警狀態）等信息。系統使用時設定某一時間段，在GIS電子地圖上就可以顯示該時間段某車輛的運動路線。車輛動態運行軌跡可以通過回放顯示，同時，也可以通過靜態軌跡線顯示路線狀況。

4.2車輛管理功能

每輛車可以用車牌號碼或攜帶的卡號作為唯一的標識。車輛管理信息包括車輛首次建立賬號、賬號信息注銷、車輛屬性修改、信息查詢、車輛報表的功能。由有權限的管理員修改。車輛屬性包括車牌號碼、車輛類型、外觀顏色、使用單位、駕駛者信息、保養維護記錄等。

4.3特殊行業專有功能

車載終端可對車輛出發后途中停留情況進行監控，如發現停車時間超時即報警，中心可及時處理警情，防止司機途中違規行為。車載終端可擴展門磁開關，安裝在貨柜門上，在設防后發現貨柜門被非法開啟時上報警情，中心可及時監控位置、核實警情，防止非法行為。

圖3　車輛管理中心服務平臺

5　結語

本文基于ZigBee無線通信技術設計開發了一套車輛監測系統，可以實時監測車輛的信息，通過GSM模塊將車輛信息發送至遠程服務器，實現通過Web網絡查詢車輛狀態信息、調度車輛等工作，解決了監控系統受工作條件制約的問題，該系統穩定可靠、便于維護、擴展性較強，有利于運輸物流等行業發展。

［1］王小強.ZigBee無線傳感器網絡設計與實現［M］.北京，化學工業出版社，2012.

［2］商萍君.物聯網技術在制冷空調行業中的應用［J］.制冷與空調，2013，37（27）：143-148.

［3］崔遜學，趙湛，王成.無線傳感器網絡的領域應用與設計技術［M］.北京，國防工業出版社，2009.

［4］汪燕.基于ZigBee技術和GSM短信息的農業數據采集［J］.安徽農業科學，2009，37（27）：13243-13248.

［5］呂立新，丁德銳，汪偉.基于ARM和GSM的嵌入式農田信息采集系統設計［J］.工業控制計算機，2008.

［6］劉艷娟.基于嵌入式的公交監控系統［D］.西安科技大學，2012.

［7］鄭江送，徐建軍，李世中.運用單片機及GSM模塊的遠程溫度采集系統設計［J］.現代制造工程，2012，11：84-86.

Vehicle Monitoring；ZigBee Technology

Vehicle Monitoring and Management System Based on Mobile Terminal

DENG Hong-tao1，CHEN Hong-li2，LI Wei1
（1.College of Information Science and Technology，Shihezi University，Shihezi 832000；2.Xinjiang Western Animal Husbandry Co.Ltd，Shihezi 832000）

In view of the large amount of current vehicle operating supervision data，vehicle geographical dispersion characteristics，designs a vehicle monitoring and management system based on mobile terminal，system combines wireless communication technology and ZigBee technology，uses the basic sensor and GSM module acquisition vehicle position and state information，the establishment of information database based on the vehicle，builds efficient and open vehicle management information platform to achieve the vehicle management information system，intelligent and networked.

1007-1423（2016）28-0066-03

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.28.018

鄧紅濤（1981-），女，四川綿陽人，碩士，講師，研究方向為信號處理、計算機仿真陳紅莉（1979-），女，新疆石河子人，碩士，畜牧師，通訊作者，研究方向為奶牛飼喂管理李偉（1980-），男，新疆石河子人，碩士，副教授，研究方向為軟件工程

2016-08-16

2016-09-30