一款自動化車聯網監視管理系統設計

于邱蕾，趙乙，王榕

（山東英才學院工學院，山東濟南，250104）

0 引言

隨著我國汽車數量的不斷擴大,汽車安全這個問題愈加嚴重。關于汽車主動性安全監測的研究越來越引起了重視。隨著近年來我國自動駕駛人工智能和自動化等工業技術的廣泛普及和其飛速發展,為有效解決自動駕駛機器人車輛網絡和主動安全監測等密切相關的問題奠定了堅實基礎,促進了我國自動化車聯網技術和主動安全監測等信息技術以及互聯網的進一步發展[1]。車聯網本身就是歸入了物聯網之后所有,它們都是屬于我國現代汽車制造行業的應用。是指以獨立的電子化車輛系統信息為基礎初始化的信息源,以電子化的車聯網和移動互聯網為基礎和支撐,根據事前所需要選擇的無線通信協議和數據交換規范標準,實現各種運輸和道路、互聯網之間的無線通信和資料交換,實現對運輸和車輛的管理,實現動態化信息和服務的網絡化、集成化、實現智能化。這樣,車聯網技術的發展將使交通控制和車輛駕駛朝著這個方向發展[2]。因此,車輛互聯網監測與管理系統的開發和設計及其分析都具有十分重要的前瞻性和現實意義。實現各種車輛、道路、互聯網之間的無線通信和資料交換,實現對運輸和車輛的管理,實現對動態信息和服務的網絡化、集成化、智能化。這樣,車聯網技術的發展將使交通控制和車輛駕駛朝著這個方向發展[2]。因此,車輛互聯網監測與管理系統的開發和設計及其分析都具有十分重要的前瞻性和現實意義。

1 系統設計方案

本文以 websocket 協議為基礎,設計出一套新型的車聯網檢測監控系統,建立了新型的車聯網檢測監控系統。系統結構如圖1 所示,主要包括車輛系統和監控系統。建立了車聯網檢測系統。系統結構如圖1 所示,主要包括車輛系統和監控系統。

圖1 系統整體結構圖

車載系統的功能主要由通訊系統、顯示式操作系統以及車輛自動定位。主要的檢測系統包含了監視器操作和通訊系統。車載監控系統可通過汽車的GPS 和北斗定位接收系統,直觀的獲取車輛的位置信息,并通過無線通訊和互聯網絡等手段將汽車的位置信息等數據傳輸至相應的監控站。監控站已經實現了特定的一段時刻所有車載系統的信息集成,顯示出了車載主檢測系統的一個地圖調用接口,并在車聯網接口上也對其進行了一些信息的顯示。并在車聯網的界面上也進行了一些信息的顯示。該系統能夠共享所有車載互聯網系統內的汽車報警信息與位置數據。利用LABVIEW 編寫的檢測顯示軟件,有效地實現了對車輛行駛的數據實時共享與監控[3]。

2 系統設計實施

■2.1 車載終端的設計

車載終端隸屬于一個分布式的車載智能化安防終端,其主要作用之一就是為了實現對運輸、物流公司的主動性安全監視。這類檢測儀器主要包括分布在汽車上的各類傳感器、油箱主控制器、貨箱檢測器、方向盤檢測器和遙控器等部件。這種檢測儀器可以同時實現無線或者有線兩種不同的方式。這款檢測儀器主要功能之一是為您提供了主動防盜報警、異常駕駛員報警、單向主動限速、發生重大交通事故時的自動報警搶險救援及對于車輛的行駛安全監控與管理。該高空檢測儀器的主要工作原理有以下幾點:根據GPS 模塊、GPRS 模塊、傳感器小組和無線電模塊、嵌入式微處理器等,對檢測得到的高空傳感器信息和車輛高空作業安全狀況數據進行了一種動態分析和計算,并通過檢測儀器本身的算法自動實現高空作業安全狀況的檢測自判,從而使用戶可以輕松地實現高空檢測車輛的操控。操作高空保護與安全操作。儀器中的GPRS 模塊可以直接實現上位機的無線數據通訊,最后可以利用GSM 網絡以一個簡單的短信形式與指定的手機一起進行操作,從而可以實現主動安全的報警和監視[4]。

■2.2 感知層的設計

感知層是一種屬于大型數據源采集模塊的結構,能夠有效地對各種工程機械車輛進行數據采集。。這些數據主要指的是工程機械車輛所處位置和其地理區域以及行駛速度,主要指的是數據庫中采集到的故障報警信息和現場狀態情況信息。主要是指數據庫所采集到的故障報警信息和現場情況信息。在傳感器層中要求安裝一個指定的數據庫和測量儀器,顯示各類參數信息。其中主要指出了對于車輛在運行中進行維修和故障情況下的維修記錄和故障情況下的數據。在感知層模塊中,增加了VPDN 網絡傳輸模塊。在進行前端系統控制設計時,采用了主從事雙核處理器的結構。這樣的架構模式是在軟硬件設計的過程當中所采用的一個獨立構造的模型。主處理器可以采用數據提取和無線遠程采集,保證了數據提取、存儲、以及人機交互等功能。其次,對于不同的廠家和企業所設計的工程車輛,在各個功能模塊都是獨立的后保障了處理器和通訊協議的安全和完整性,便于后期系統的升級與維護[5]。在傳感層的設計中,由DSP 芯片來實現的主處理器。DSP 芯片擁有很強的數據操作量和良好的數據存儲性能。adso-bf548 芯片的外圍接口方便了系統的升級和擴展。該類芯片的性能相對較高,在以后的系統升級中能夠很好地體現出新的代碼能力。該系統采用ARM 實現了對處理器同聲傳譯。該芯片可以實現高效率的編程和實時測試功能,并且可以在各種工業系統的控制過程中采集各種不同的傳感器和數據。處理器采用了外圍的電路支持,主要有數據存儲、總線接口和電源支持。ADSP 可以給外部的數據源提供可以擴展的大量數據庫和存儲空間,并且可以通過 EBIU 實現對其進行統一的管理。該芯片也是采用了信號線單獨獨占的方式,以實現對DDR 的存儲和管理[6]。

■2.3 數據收集設計

本系統主要是一個采用OBDII 標準協議的方法進行汽車參數信息采集的流程,主要軟硬件核心為TL718 芯片。本標準協議實現的數據讀寫和處理操作過程比較簡易,首先,TL718 芯片已經完成了簡單的換行格式、返波格式等復雜幀格式的初始化和設置,其中絕大多數都是采用默認值。其中絕大多數采用了默認值。初始化的工作結束后,根據ISO 文檔中描述的服務模型和參數編號來進行實現請求命令,并且可以能夠從中獲得相應的響答數據。對于不同種類的應答數據幀,計算和處理的方式也不一樣。在傳輸和獲取數據的過程中同時,OBDII 標準協議所需要傳輸的數據主要包括各種參數所對應的各種數據字節量、各種最終數據字節量的計算和轉換方法以及最終的數值作為基礎單元,以大大減少了軟件開發的復雜性和難度。以降低開發難度。圖2 所示為數據采集的過程。OBDII 標準協議傳輸的數據主要內容包括各種參數所對應的數據字節量、各種數據字節量的計算和轉換方法以及最終數值為基礎的單元,以減少軟件開發的難度。以降低開發難度。圖2 所示為數據采集的過程。

圖2 數據收集流程

■2.4 監控服務端通信

監控服務器的通信主要包括短信和群發。GPRS 通信可以由socket 插座來實現,SMS 通信可以由串口來實現。應用程序一般是由socket 向網絡發出數據請求,或者是由socket 實現相應的數據接收請求。socket 技術已經能夠很好的解決整個網絡程序的并發通訊問題。socket 主要是使用遠程端口和當地終端之間建立聯系和連接并彼此進行相互通訊,因而這些聯系和信息都是 socket 與網絡通訊的重要依據。圖3 顯示了套接式文字原理的基本結構。首先,服務器端實現了端口監聽的開放。如果它能夠偵聽外部鏈路請求,則它就可以創造出一個與請求客戶端的鏈路。從服務器獲得一個客戶端連接后,就能夠直接實現對其他用戶的數據傳送[7]。

圖3 Socket 原理的結構

在一個新的服務端已經剛剛開始需要進行一個端口直接偵聽的這種情況下,首先應該是通過一個新的客戶機終端來直接實現一個tcpclient 這種類型的端口創建,然后就是它能夠在一個tcplistener 的一個實例中直接用來實現一個acceptcpclient()這種偵聽方法,即使它可以直接得到與一個客戶端的端口連接,其所有的需要直接返回的端口對象必須是一個屬于它的client 值。主要使用表達式表示為:

■2.5 車聯網安全監控系統互聯

根據車聯網各個組成部件的功能,將其細化到三個維度的網絡互聯系統。信息感知層主要是車載系統用于實現大量數據的采集和整合處理的基礎性底層,網絡傳輸層主要是中間部分,實現了車載系統各個終端之間的信息定向傳輸,應用層則是最高的部分,即:基于車載互聯網上的微機系統,實現了終端對大量數據的采集和處理功能。GPRS 與 internet 相互連接的一種設計模式:GPRS 網絡架構是指 GPRS 在 GSM 基站內部之間進行相互連接。本工程項目所需要設計的系統在使用時應該是采用移動通信調試解調器,通過電話撥號的無線方式直接地實現與本地 GPRS 業務各節點之間的無線通訊,并將其直接接入 GPRS 網絡,再加上利用 GPRS 網關和 internet 相互連接,實現了數據交互。系統通信協議棧:本系統通信系統主要的設計采用四層通信協議棧的基礎結構,第一層的結構是作為系統的物理層,采用一種 GPRS 通信協議,armt 由一個嵌入式微處理器通過atat執行一個命令,采用一種 GPRS 協議進行撥號的通信方式,這種網絡可以被用來直接建立一個 GPRS 通信網絡和一個采用 GPRS 網絡調制解調器與該網絡的一種具有通用性的物理信道進行通信,即采用 GPRS 的物理信道。第二層被稱為網絡鏈路層,采用一個ppp 網絡協議。該操作系統用戶可以直接進行遠程網絡登錄例如internet,通過一個GPRS 無線網關直接獲取所有ipt 的地址。使用新的ppp 連接協議使您可以把原先基于GPRS 的物理層數據連接轉換成一條無差錯的底層數據鏈接線路。第三個更高層次的也就是網絡層。通過使用互聯網網絡中的ipipin 協議,因特網網絡中的每一個網絡終端都已經可以相互連接進行無線連接。因特網上的終端相互連接。終端的 ip 地址是不一樣的。利用IP 路由和IP 接入系統,可以對每個IP 進行路由選擇和數據接入。第四層即傳輸層,它利用 tcp 協議來改善和增強了數據傳送的功能可靠性和一種面向互聯網的服務。如下圖4 所示顯示了該系統的通訊協議棧。采用一種GPRS 協議撥號的通信方式可用來直接建立一個GPRS 通信網絡和采用GPRS網絡調制解調器與該網絡的一種通用物理信道通信,即采用GPRS 物理信道。第二層被稱為網絡鏈路層,采用一個ppp網絡協議。該操作系統用戶可以直接進行遠程網絡登錄例如internet,通過一個GPRS無線網關直接獲取所有ipt的地址。使用新的ppp 連接協議使您可以把原先基于GPRS 的物理層數據連接轉換成一條無差錯的底層數據鏈接線路。第三個更高層次的也就是網絡層。通過使用互聯網網絡中的ipipin協議,因特網網絡中的每一個網絡終端都已經可以相互連接進行無線連接。因特網上的終端相互連接。終端的 ip 地址是不一樣的。利用IP 路由和IP 接入系統,可以對每個IP進行路由選擇和數據接入。第四層即傳輸層,它利用 tcp 協議來改善和增強了數據傳送的功能可靠性和一種面向互聯網的服務。如圖4 所示顯示了該系統的通訊協議棧。

圖4 系統通信協議棧的結構

■2.6 系統測試

在整個系統的設計和實現之后,對整個系統進行了調試,并且在調試的過程中針對整個系統的功能做出了一些修改和更新。在進行實驗檢測的過程中,主要由 sim 卡、汽車載重器終端、PC、汽車電源等組成。PC、車輛電源等。在測試的過程中,系統被安裝在三輛車上,并且打開了監控客戶端軟件,實現了監控。。通過測試,可以在監視器界面上顯示實時位置和所有車輛參數。在三輛汽車操作這個過程中,圖標將跟著一輛車輛同步移動。經過長一段時間的測試,系統保持穩定地工作,以適應實際的需要。

3 結語

本款汽車互聯網監測和管理系統的開發與設計,可以直接實現對汽車互聯網的監測和管理,對于互聯網絡地帶區域內所有貨運動力車輛的情況進行了自動化的監測和管理,實現對汽車的遠程指揮、跟蹤定位、安全和事故發生的救災。安全和發生事故的救災。通過這個子系統,可以有效地大大降低了道路上的交通事故和其他人員的財產損失所發生的風險,提高了行政管理的效率。以上這些具有創新性設計是適用于多種類型的汽車。