物流車隊的監測系統設計

徐敏 沙晶晶

(江蘇信息職業技術學院,江蘇無錫 214153)

自加入WTO以來,中國的物流運輸業獲得了長足發展,物流運輸在經濟體系中的作用越來越重要。公路物流在物流體系中占據的比例最高,是中短距離中最主要的物流運輸方式。專業從事公路運輸的物流公司越來越多,遇到的問題也多種多樣。近年來,隨著人員工資的上漲、物價的膨脹、道路監控的日益嚴密,公路物流運輸公司的經營日益艱難。受江蘇某物流運輸公司委托,要求提供一套監控系統,可以記錄車輛日常狀況,并具備實時自動報警功能。

1 需求分析

該客戶現有56臺運輸車輛,全部為卡車,主要業務是在華東以及華北地區運輸貨物,平時基本上只在公路上運行,極少在路況惡劣的道路上行駛。該公司目前遇到的常見問題有:車輛配件損耗、道路行駛違章等交通罰款、汽油被盜或異常消耗、司機隨意改變行駛道路導致額外支出等,其中最令公司頭疼的就是汽油異常問題。汽油異常既有小偷偷竊的外部情況,也有司機監守自盜的情形。

分析發現,客戶需要一套遠程監測系統,該系統應該具備以下功能:油耗記錄、車輛位置信息記錄、停車時間記錄、行駛速度記錄、行駛軌跡回放功能、超速等異常報警功能、車輛故障自動報警功能、報表統計功能等。其中油耗記錄需要專門的油耗測量設備配合軟件共同實現,報表統計可以在軟件設計中獨立完成,其他功能可以由GPS設備配合軟件來共同實現。

2 監測系統設計

2.1 物流車隊監測系統的構成

通常來說,對車輛的監測系統需要GPS設備、電腦服務器等硬件設備,以及專用的監測軟件,包括客戶端訪問軟件和服務器端應用軟件。由于本方案里的客戶還要求有油耗記錄功能,因此還需要專用的油耗檢測設備,該設備可以連接到GPS設備上,從而實現對油箱油量的實時監測。因此,本方案中車輛的監測系統構成如圖1所示。

后臺服務器的功能有二:一是安裝專用的服務軟件,負責數據信息的記錄、保存和處理;二是與GPS設備進行通訊,發送命令給GPS通訊模塊,接收GPS發來的數據信息。實際使用時,用戶通過客戶端軟件訪問服務器,查看車輛信息。GPS通訊模塊接負責通訊和定位,一方面在收到監測器信號后,將數據傳送至后臺服務器,另一方面接收服務器反饋回來的命令,發送預警或報警信息給用戶。油耗監測器通常與車輛的油箱相連,對油箱的油量進行實時監測,并把檢測到的油量數值通過GPS發送到后臺服務器。從軟硬件角度來看,軟件部分包括服務器上配套的專業軟件以及客戶端訪問軟件;硬件部分包括后臺服務器、GPS通訊模塊、油耗監測器。GPS通訊模塊和油耗監測器屬于核心部件,也是整個監測系統的核心。

圖1 車輛監測系統構成示意圖Fig.1 Schematic diagram of vehicle monitoring system

圖2 車輛監測系統實際構成圖Fig.2 The actual structure of the vehicle monitoring system

油耗監測器通常直接或間接安裝在車輛的油箱上,從安裝方式來說,可分為需要打孔安裝的桿狀油耗監測器和不需要打孔安裝的油耗監測器兩類。其中打孔式桿狀油耗監測器目前應用范圍最廣,經濟實用型最優,性能也最為穩定可靠,所以本系統也擬選用這一類型監測器。桿狀油耗監測器在使用時必需要在油箱上鉆孔,然后用法蘭、墊圈、密封膠等固定在油箱上。其測量原理是監測器的油桿放入油箱后,汽油會通過油桿底部進入油桿,顯然,油箱內油量多少和油桿內汽油的高低有著一一對應關系,監測器測得油桿內汽油的高度,就得知油量有多少。當油量突然劇烈下降時,就能判斷出處于漏油或被偷油狀態。

2.2 監測系統設計與實現

考慮到客戶的實際情況,本著經濟節約的原則,本方案設計時充分吸收現有的技術成果,力求快速搭建出一套高性價比的車輛監測系統。exlive軟件是目前應用最為廣泛的車務管理軟件,不僅功能強大完全滿足現有客戶要求,而且可以免費從網絡下載安裝,由此可以省去軟件的開發支出。考慮到使用和維護成本,后臺服務器選擇租賃的方式解決,這樣用戶使用起來方便簡單,只需要安裝客戶端訪問軟件即可。GPS模塊選擇美成通用B型GPS車機,該車機性能穩定可靠、安裝方便,測量范圍0.1～31V,測量精度0.032V,而且輸入端為模擬電壓信號,方便與大部分類型的油耗監測器連接。

在油耗監測器的方案選擇上,選用河南長潤儀表公司的CR-606F電容式桿狀監測器,該監測器的輸出信號為0～5V直流電壓。由于選用的GPS車機的測量范圍為0.1～31V,為了更精確地監測油量變化,另外增添了一個濾波放大器,以此來過濾擾動并將CR-606F的輸出信號放大6倍。因此,本方案中油耗監測器由兩部分組成:長潤CR-606F桿狀監測器和濾波放大器。為節約成本,濾波放大電路板的設計盡量采用貼片式器件完成。

綜上所述:軟件方面,采用exlive車務管理軟件,該軟件現已有免費成品可用;硬件方面,服務器采用租賃的方式解決,GPS通訊設備選用美成通用B型GPS車機,關鍵的油耗監測器則由CR—606F桿狀油耗監測器和濾波放大器共同組成。實際的車輛監測系統構成如圖2所示。

3 結果與驗證

車輛監測系統設計安裝完成之后,初期在客戶的5輛車上進行試運行實踐驗證。結果顯示,各項指標都圓滿達到客戶要求,頗得客戶好評,由此進一步擴大安裝到客戶所有車輛上。本設計從客戶角度出發,以經濟實用為設計原則,為物流車隊監測系統設計提供了一種新思路。