基于gps、gis和gprs技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，它包括車(chē)載終端和監(jiān)控中心，監(jiān)控中心由多個(gè)監(jiān)控終端和中心服務(wù)器組成，監(jiān)控的車(chē)輛都安裝車(chē)載終端，車(chē)輛通過(guò)車(chē)載終端接收GPS衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件將衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析處理，然后按照GPRS無(wú)線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送，監(jiān)控中心通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)接收存放到中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，數(shù)據(jù)處理完成后存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以通過(guò)監(jiān)控終端以Web Service的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取地理數(shù)據(jù)，并通過(guò)GIS平臺(tái)在地圖上顯示地理位置數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的監(jiān)控管理功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于GPS、G IS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，利用GPS模塊采集車(chē)輛定位信息，GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸車(chē)輛信息數(shù)據(jù)，GIS軟件在監(jiān)控終端上直觀顯示地圖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛定位監(jiān)控，車(chē)輛行駛軌跡回放，監(jiān)控中心下發(fā)調(diào)度指令等功能。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)城鎮(zhèn)化的進(jìn)程加快，人們生活水平的提高，近年來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速，各種車(chē)輛的使用量快速增加，車(chē)輛的增多帶來(lái)交通行業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)也給政府和企業(yè)帶來(lái)許多棘手問(wèn)題，例如如何對(duì)眾多車(chē)輛進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，合理調(diào)度車(chē)輛行駛，監(jiān)控車(chē)輛的行駛安全。
[0003]近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)、地理信息技術(shù)、GPS定位技術(shù)逐漸成熟，它們被廣泛應(yīng)用到智能交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)用信息通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)將人、車(chē)、路三者緊密協(xié)調(diào)，建立起和諧統(tǒng)一的交通管理體系，發(fā)揮全方位、大范圍內(nèi)的作用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的監(jiān)控管理。車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，對(duì)其研究開(kāi)發(fā)有重要現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，完成了對(duì)車(chē)輛監(jiān)控管理的目標(biāo)。
[0005]本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，它包括車(chē)載終端和監(jiān)控中心，監(jiān)控中心由多個(gè)監(jiān)控終端和中心服務(wù)器組成，監(jiān)控的車(chē)輛都安裝車(chē)載終端，車(chē)輛通過(guò)車(chē)載終端接收GPS衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件將衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析處理，然后按照GPRS無(wú)線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送，監(jiān)控中心通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)接收存放到中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，數(shù)據(jù)處理完成后存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以通過(guò)監(jiān)控終端以Web Service的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取地理數(shù)據(jù)，并通過(guò)GIS平臺(tái)在地圖上顯示地理位置數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的監(jiān)控管理功能；監(jiān)控中心向監(jiān)控車(chē)輛下發(fā)信息指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的調(diào)度管控，操作人員先將要發(fā)送的指令信息編號(hào)存儲(chǔ)在中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果車(chē)載終端與中心服務(wù)器建立了連接，雙方用socket進(jìn)行通信，中心服務(wù)器就可以從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中找到對(duì)應(yīng)的車(chē)輛信息和指令，并發(fā)送到車(chē)載終端。當(dāng)車(chē)載終端接收到指令信息，向中心服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)信息，更新數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)。
[0006]優(yōu)選地，車(chē)載終端系統(tǒng)由三層構(gòu)成:硬件平臺(tái)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用軟件層，硬件平臺(tái)層由嵌入式主控板、GPS模塊、GPRS模塊和其他外圍模塊組陳個(gè)，操作系統(tǒng)層由Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、內(nèi)存管理及中間件組成;應(yīng)用軟件層由GIS應(yīng)用軟件、GUI界面軟件和GPRS數(shù)據(jù)傳輸處理軟件組成；上層應(yīng)用程序主要功能通過(guò)GPS模塊獲取車(chē)輛定位信息，再通過(guò)GPRS模塊將信息發(fā)送到用戶監(jiān)控中心，通信方式采用串口通信，同時(shí)支持本地地圖顯示，操作系統(tǒng)層主要功能是管理操作系統(tǒng)資源，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一接口。硬件平臺(tái)層主要功能提供系統(tǒng)的車(chē)載終端硬件資源。
[0007]優(yōu)選地，GPS模塊主要由兩部分構(gòu)成，包含GPS接收模塊和GPS天線。GPS模塊主要作用是接收物體的定位信息，并按照相關(guān)算法進(jìn)行處理，計(jì)算出當(dāng)前物體的地理位置，包括物體的速度、物體方向、系統(tǒng)接收的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
[0008]優(yōu)選地，GPRS模塊負(fù)責(zé)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換，發(fā)送GPS定位信息及車(chē)輛狀態(tài)信息到監(jiān)控中心；同時(shí)也可以接收監(jiān)控中心下發(fā)的指令信息。
[0009]優(yōu)選地，中心服務(wù)器主要處理二方面數(shù)據(jù):一方面是接收車(chē)輛定位消息，另一方面是發(fā)送調(diào)度令:當(dāng)中心服務(wù)器接收到車(chē)載終端發(fā)送的車(chē)輛定位信息時(shí)，該信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行姆?wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)首先校驗(yàn)接收數(shù)據(jù)的正確性，如果將接收到的信息校驗(yàn)出錯(cuò)，則返回錯(cuò)誤信息，表明數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。如果校驗(yàn)數(shù)據(jù)正確，則返回確認(rèn)信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析存儲(chǔ);另一方面，當(dāng)操作人員通過(guò)監(jiān)控終端要向指定的車(chē)輛發(fā)送調(diào)度指令時(shí)，中心服務(wù)器首先接收調(diào)度指令，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)處理后發(fā)送到車(chē)載終端，在接收命令的過(guò)程中，中心服務(wù)先器設(shè)置一個(gè)超時(shí)，如果在指定的時(shí)間內(nèi)消息接收失敗，則返回錯(cuò)誤信息，如果接收成功，則返回確認(rèn)消息，并開(kāi)始執(zhí)行命令，將信息發(fā)送給指定的車(chē)輛。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的GPS定位技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控車(chē)輛的地理位置信息，GIS地圖管理為車(chē)輛地理位置在地圖上顯示提供了直觀可視化手段，車(chē)載終端與監(jiān)控中心兩者之間的信息傳輸采用GPRS無(wú)線通信技術(shù)，從而建立一座無(wú)線數(shù)據(jù)通信橋梁，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。車(chē)載GPS終端獲取車(chē)輛的準(zhǔn)確定位信息，配合無(wú)線通信技術(shù)和數(shù)字地圖顯示，監(jiān)控中心操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)輛行駛軌跡，指引車(chē)輛的出行，規(guī)劃車(chē)輛行駛區(qū)域，避開(kāi)擁擠道路，提高通行能力，緩解交通壓力，降低了車(chē)輛因交通堵塞而發(fā)生的潛在事故，同時(shí)為車(chē)輛的行駛安全提供了一定保障。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖。
[0012]圖2本發(fā)明的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖。
[0013]圖3本發(fā)明中車(chē)載終端系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0014]圖4本發(fā)明中車(chē)載終端硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖5本發(fā)明中GPS/GPRS數(shù)據(jù)流程圖。
[0016]圖6本發(fā)明中監(jiān)控中心服務(wù)器設(shè)計(jì)流程圖。
[0017]圖7本發(fā)明中監(jiān)控終端邏輯功能結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖8本發(fā)明中Socket通信原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明涉及一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，包括車(chē)載終端和監(jiān)控中心，監(jiān)控中心由多個(gè)監(jiān)控終端和中心服務(wù)器組成，監(jiān)控的車(chē)輛都安裝車(chē)載終端，車(chē)輛通過(guò)車(chē)載終端接收GPS衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件將衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析處理，然后按照GPRS無(wú)線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送，監(jiān)控中心通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)接收存放到中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，數(shù)據(jù)處理完成后存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以通過(guò)監(jiān)控終端以Web Service的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取地理數(shù)據(jù)，并通過(guò)GIS平臺(tái)在地圖上顯示地理位置數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的監(jiān)控管理功能。系統(tǒng)原理如圖1所示。
[0021]車(chē)載終端用于前端遠(yuǎn)程車(chē)輛狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)控中心用于后臺(tái)車(chē)輛數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理，為操作人員提供了一個(gè)車(chē)輛監(jiān)控與管理的平臺(tái)。車(chē)載終端將采集到車(chē)輛信息數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)控中心服務(wù)器，中心服務(wù)器包含服務(wù)器端軟件和服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。監(jiān)控中心通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)接收信息并存入中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，服務(wù)器端軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)與處理，操作人員可以在監(jiān)控終端上通過(guò)web server網(wǎng)頁(yè)方式訪問(wèn)中心服務(wù)器，即可在監(jiān)控終端上進(jìn)行相關(guān)操作，例如在電子地圖上查看車(chē)輛地理位置，查看車(chē)輛歷史行駛軌跡，發(fā)送相關(guān)指令信息到車(chē)載終端進(jìn)行車(chē)輛調(diào)度。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0022]車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信流程分為數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送兩大部分，每一部分的工作流程如下:
數(shù)據(jù)接收流程:監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的所有監(jiān)控車(chē)輛都安裝有車(chē)載終端，車(chē)載終端通過(guò)內(nèi)部集成的GPS模塊接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，再通過(guò)主板CPU計(jì)算出車(chē)輛的信息參數(shù)，例如具體位置經(jīng)度、瑋度、移動(dòng)方向等，再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將這些信息數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心的中心服務(wù)器，服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的接收和解析，把數(shù)據(jù)變成有用可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。操作人員采用web service方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并把信息數(shù)據(jù)以XML格式下載到監(jiān)控終端，監(jiān)控終端讀取數(shù)據(jù)，在電子地圖上顯示，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0023]數(shù)據(jù)發(fā)送流程:監(jiān)控中心操作人員可以向監(jiān)控車(chē)輛下發(fā)信息指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的調(diào)度管控。操作人員先將要發(fā)送的指令信息編號(hào)存儲(chǔ)在中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果車(chē)載終端與中心服務(wù)器建立了連接，雙方用socket進(jìn)行通信，中心服務(wù)器就可以從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中找到對(duì)應(yīng)的車(chē)輛信息和指令，并發(fā)送到車(chē)載終端。當(dāng)車(chē)載終端接收到指令信息，向中心服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)信息，更新數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)。
[0024]本發(fā)明車(chē)載終端系統(tǒng)由三層構(gòu)成:硬件平臺(tái)層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用軟件層。硬件平臺(tái)層由嵌入式主控板，GPS模塊，GPRS模塊，IXD顯示模塊，電源模塊等組成。操作系統(tǒng)層由Linux內(nèi)核，文件系統(tǒng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，內(nèi)存管理及中間件等組成。應(yīng)用軟件層由GIS應(yīng)用軟件、GUI界面軟件、GPRS數(shù)據(jù)傳輸處理軟件等組成。上層應(yīng)用程序主要功能通過(guò)GPS模塊獲取車(chē)輛定位信息，再通過(guò)GPRS模塊將信息發(fā)送到用戶監(jiān)控中心，通信方式采用串口通信，同時(shí)支持本地地圖顯示。操作系統(tǒng)層主要功能是管理操作系統(tǒng)資源，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一接口。硬件平臺(tái)層主要功能提供系統(tǒng)的車(chē)載終端硬件資源。車(chē)載終端系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。
[0025]本發(fā)明系統(tǒng)的車(chē)載終端硬件主控板CPU選用ARM作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，SoC芯片選用S3C2440作為核心，CPU主頻為400MHz，頻率最高可以達(dá)到533MHz A3C2440開(kāi)發(fā)板支持多種操作系統(tǒng)，如主流的Linux，Windows CE，提供豐富的外圍接口，滿足設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。
在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們要考慮硬件接口的通用性，擴(kuò)展性，方便模塊驗(yàn)證，自己定制操作系統(tǒng)，裁剪軟硬件資源，充分發(fā)揮軟硬件作用。本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，車(chē)載終端硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0026]GPS模塊主要由兩部分構(gòu)成，包含GPS接收模塊和GPS天線。GPS模塊主要作用是接收物體的定位信息，并按照相關(guān)算法進(jìn)行處理，計(jì)算出當(dāng)前物體的地理位置，包括物體的速度、物體方向、系統(tǒng)接收的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。本發(fā)明系統(tǒng)中GPS模塊選用臺(tái)灣Lead Tek公司生產(chǎn)的LR 9540GPS模塊，它采用SiRF star III最新芯片設(shè)計(jì)，含12個(gè)通道接收數(shù)據(jù)，接收靈敏度高，系統(tǒng)功耗低，并且提供RS232接口輸出。整個(gè)模塊體積小巧，重量輕，接口簡(jiǎn)單，十分方便集成開(kāi)發(fā)，非常適合在各種車(chē)輛及移動(dòng)設(shè)備定位中使用。
[0027]GPRS模塊負(fù)責(zé)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換，發(fā)送GPS定位信息及車(chē)輛狀態(tài)信息到監(jiān)控中心；同時(shí)也可以接收監(jiān)控中心下發(fā)的指令信息。本發(fā)明系統(tǒng)選用驛唐科技的工業(yè)級(jí)GPRS模塊MD-309G，如圖6所示。該模塊體積小巧便于集成，性能穩(wěn)定，使用方便，連接串口即可使用，同時(shí)兼容多種數(shù)據(jù)軟件，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)使用非常廣泛，可以快速的進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸。
[0028]嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式終端設(shè)備的軟件核心，它負(fù)責(zé)終端設(shè)備所有軟硬件資源的分配、進(jìn)程通信、調(diào)度作業(yè)、文件管理。在一般是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能去選擇不同的嵌入式操作系統(tǒng)。綜合考慮，本發(fā)明選擇Linux操作系統(tǒng)作為GIS嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)的操作系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明選擇QT/Embedded作為GUI平臺(tái)，主要是該平臺(tái)API接口豐富，系統(tǒng)移植方便，功能強(qiáng)大。
[0030]本發(fā)明系統(tǒng)的GPS模塊和GPRS模塊都是采用標(biāo)準(zhǔn)串口與車(chē)載終端主控板S3C2440連接通信，LR9540 GPS模塊接收到的定位信息通過(guò)串口傳輸?shù)杰?chē)載終端設(shè)備中，該信號(hào)符合NMEA-0183協(xié)議。GPRS，GPS數(shù)據(jù)流圖如圖5所示:
監(jiān)控中心是車(chē)輛信息處理和車(chē)輛管控的平臺(tái)，中心服務(wù)器是核心設(shè)備，它是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心。所有的車(chē)輛信息數(shù)據(jù)都必須傳輸?shù)街行姆?wù)器處理，處理后進(jìn)行相應(yīng)操作。整個(gè)中心服務(wù)器數(shù)據(jù)處理流程設(shè)計(jì)如圖6所示。
[0031 ]中心服務(wù)器主要處理二方面數(shù)據(jù):一方面是接收車(chē)輛定位消息，另一方面是發(fā)送調(diào)度令。
一方面，當(dāng)中心服務(wù)器接收到車(chē)載終端發(fā)送的車(chē)輛定位信息時(shí)，該信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行姆?wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)首先校驗(yàn)接收數(shù)據(jù)的正確性，如果將接收到的信息校驗(yàn)出錯(cuò)，則返回錯(cuò)誤信息，表明數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。如果校驗(yàn)數(shù)據(jù)正確，則返回確認(rèn)信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析存儲(chǔ)。
[0032]另一方面，當(dāng)操作人員通過(guò)監(jiān)控終端要向指定的車(chē)輛發(fā)送調(diào)度指令時(shí)，中心服務(wù)器首先接收調(diào)度指令，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)處理后發(fā)送到車(chē)載終端。在接收命令的過(guò)程中，中心服務(wù)先器設(shè)置一個(gè)超時(shí)，如果在指定的時(shí)間內(nèi)消息接收失敗，則返回錯(cuò)誤信息。如果接收成功，則返回確認(rèn)消息，并開(kāi)始執(zhí)行命令，將信息發(fā)送給指定的車(chē)輛。
[0033]監(jiān)控終端采用層次化設(shè)計(jì)，軟硬件模塊化，系統(tǒng)采用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)從邏輯上劃分為三層:用戶管理層、終端管理層、數(shù)據(jù)通信層。監(jiān)控終端邏輯功能結(jié)構(gòu)如圖7所不O
[0034]在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，要保證車(chē)載終端與監(jiān)控中心實(shí)時(shí)在線連接，保持雙方通信流暢。本系統(tǒng)選用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為雙方的通信橋梁，它采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式，基于IP地址，實(shí)現(xiàn)兩者的互聯(lián)互通。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們采用SOCKET方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。SOCKET網(wǎng)絡(luò)編程支持面向連接的TCP協(xié)議和面向無(wú)連接的UDP協(xié)議。TCP/IP協(xié)議族包括運(yùn)輸層，網(wǎng)絡(luò)層，鏈路層。SOCKET包含一組接口函數(shù)。在設(shè)計(jì)模式中，SOCKET其實(shí)就是一個(gè)門(mén)面模式，它隱藏了復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議，封裝了網(wǎng)絡(luò)底層接口，只為用戶提供了一組上層應(yīng)用接口函數(shù)，方便開(kāi)發(fā)者調(diào)用。
[0035]SOCKET通信是網(wǎng)絡(luò)編程中設(shè)備之間進(jìn)行相互通信的一種方式。開(kāi)發(fā)者調(diào)用系統(tǒng)提供的庫(kù)函數(shù)，在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，很容易實(shí)現(xiàn)SOCKET通信。
[0036]首先SOCKET要綁定一個(gè)IP地址和網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)，與之確定之后進(jìn)行捆綁才能發(fā)揮強(qiáng)大作用。本系統(tǒng)采用面向連接的TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，TCP協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。在傳輸過(guò)程中，首先建立套接字綁定本機(jī)的IP地址和端口，然后采用Listen的方式來(lái)監(jiān)聽(tīng)其它用戶發(fā)送的消息，一旦有消息發(fā)送過(guò)來(lái)，就嘗試建立連接，用A c c e P t來(lái)接收，接下來(lái)就能利用Send/Receive函數(shù)來(lái)接收/發(fā)送相關(guān)消息。完成后，用Close釋放資源。服務(wù)端與客戶端的通信原理如圖8所示。
服務(wù)端步驟:I)服務(wù)器端建立SOCKET套接字，監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)中的所有的連接請(qǐng)求。2)—旦發(fā)現(xiàn)有客戶端發(fā)送請(qǐng)求連接，就向客戶端發(fā)送確認(rèn)消息，表示收到連接請(qǐng)求，開(kāi)始建立連接。3)雙方建立連接，通信完成后，服務(wù)端就馬上關(guān)閉與客戶端建立連接的SOCKET套接字。
客戶端步驟:1)客戶端建立自己的SOCKET套接字，明確要與之建立連接的服務(wù)端的主機(jī)名稱(chēng)和網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)。2)發(fā)送請(qǐng)求到服務(wù)器端，請(qǐng)求連接，并等待服務(wù)器端反饋消息。3)與服務(wù)器端連接成功后，開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。4)數(shù)據(jù)通信完成后，關(guān)閉客戶端自己的SOCKET套接字。
[0037]本系統(tǒng)服務(wù)端與客戶端的通信基于SOCKET，采用C/S架構(gòu)，面向連接的網(wǎng)絡(luò)通信方式，在服務(wù)器端，先建立SOCKET，綁定端口，然后等待客戶端的連接，用ListenO函數(shù)監(jiān)聽(tīng)遠(yuǎn)程的客戶端是否有請(qǐng)求與本地進(jìn)程進(jìn)行通信。在接收到連接請(qǐng)求后，服務(wù)端要確定是否接受連接，用AcceptO函數(shù)接收請(qǐng)求，請(qǐng)求成功后，服務(wù)端可以向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)指令，用SendO函數(shù)，同時(shí)服務(wù)端也可以用ReceiveO函數(shù)接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信完成后，服務(wù)端可以用CloseO函數(shù)關(guān)閉與客戶端的連接。
[0038]監(jiān)控中心軟件功能是用戶操作的最終體現(xiàn)。它為用戶提供了一個(gè)車(chē)輛操作平臺(tái)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛的操作管理。監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛實(shí)時(shí)監(jiān)控，把車(chē)輛的定位信息顯示在電子地圖上，用戶可以操作電子地圖，對(duì)地圖進(jìn)行加載，放大，縮小，漫游等操作。
[0039](I)車(chē)輛定位在監(jiān)控的車(chē)輛上安裝車(chē)載終端，車(chē)輛通過(guò)車(chē)載終端GPS模塊獲取車(chē)輛定位信息，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控中心服務(wù)器，操作人員通過(guò)監(jiān)控終端從服務(wù)器獲取車(chē)輛信息，可操作電子地圖，在上面顯示監(jiān)控車(chē)輛。
[0040](2)車(chē)輛行駛區(qū)域設(shè)置用戶根據(jù)需求，可以設(shè)置車(chē)輛行區(qū)域，限制車(chē)輛行駛范圍。用戶可以在電子地圖上用鼠標(biāo)繪制一個(gè)區(qū)域，可以設(shè)置車(chē)輛進(jìn)入這個(gè)區(qū)域報(bào)警、離開(kāi)這個(gè)區(qū)域報(bào)警或者進(jìn)入離開(kāi)這個(gè)區(qū)域都報(bào)警。用戶設(shè)置十分方便，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的選項(xiàng)即可。同時(shí)用戶還可以選定要監(jiān)控的車(chē)輛，監(jiān)控的車(chē)輛必須在監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以同時(shí)選定多輛車(chē)，一旦有車(chē)輛超出了限制條件，就會(huì)報(bào)警，顯示車(chē)輛編號(hào)，方便用戶觀看。
[0041](3)下發(fā)調(diào)度指令在車(chē)輛行駛過(guò)程中，根據(jù)用戶需求，可以對(duì)監(jiān)控車(chē)輛發(fā)送指令信息，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的調(diào)度服務(wù)。所有的指令信息都存放在監(jiān)控中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)用戶要發(fā)送指令時(shí)，只需在監(jiān)控終端打開(kāi)指令調(diào)度頁(yè)面，選取要發(fā)送的指令，也可以自己手動(dòng)輸入要發(fā)送的指令信息，監(jiān)控終端首先會(huì)將指令發(fā)送到中心服務(wù)器，中心服務(wù)器接收到指令后，再轉(zhuǎn)發(fā)給車(chē)載終端，車(chē)載終端會(huì)顯示指令消息并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，方便駕駛?cè)藛T接收，從而實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控中心下發(fā)調(diào)度指令到車(chē)輛的功能。
[0042]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還包括有其他實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它包括車(chē)載終端和監(jiān)控中心，監(jiān)控中心由多個(gè)監(jiān)控終端和中心服務(wù)器組成，監(jiān)控的車(chē)輛都安裝車(chē)載終端，車(chē)輛通過(guò)車(chē)載終端接收GPS衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)軟件將衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析處理，然后按照GPRS無(wú)線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送，監(jiān)控中心通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)接收存放到中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件再次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，數(shù)據(jù)處理完成后存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以通過(guò)監(jiān)控終端以Web Service的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取地理數(shù)據(jù)，并通過(guò)GIS平臺(tái)在地圖上顯示地理位置數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的監(jiān)控管理功能；監(jiān)控中心向監(jiān)控車(chē)輛下發(fā)信息指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的調(diào)度管控，操作人員先將要發(fā)送的指令信息編號(hào)存儲(chǔ)在中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果車(chē)載終端與中心服務(wù)器建立了連接，雙方用socket進(jìn)行通信，當(dāng)車(chē)載終端接收到指令信息，向中心服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)信息，更新數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:車(chē)載終端系統(tǒng)由三層構(gòu)成:硬件平臺(tái)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用軟件層，硬件平臺(tái)層由嵌入式主控板、GPS模塊、GPRS模塊和其他外圍模塊組陳個(gè)，操作系統(tǒng)層由Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、內(nèi)存管理及中間件組成;應(yīng)用軟件層由GIS應(yīng)用軟件、GUI界面軟件和GPRS數(shù)據(jù)傳輸處理軟件組成;上層應(yīng)用程序主要功能通過(guò)GPS模塊獲取車(chē)輛定位信息，再通過(guò)GPRS模塊將信息發(fā)送到用戶監(jiān)控中心，通信方式采用串口通信，同時(shí)支持本地地圖顯示，操作系統(tǒng)層主要功能是管理操作系統(tǒng)資源，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一接口；硬件平臺(tái)層主要功能提供系統(tǒng)的車(chē)載終端硬件資源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:GPS模塊主要由兩部分構(gòu)成，包含GPS接收模塊和GPS天線；6.GPS模塊主要作用是接收物體的定位信息，并按照相關(guān)算法進(jìn)行處理，計(jì)算出當(dāng)前物體的地理位置，包括物體的速度、物體方向、系統(tǒng)接收的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:GPRS模塊負(fù)責(zé)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換，發(fā)送GPS定位信息及車(chē)輛狀態(tài)信息到監(jiān)控中心；同時(shí)也可以接收監(jiān)控中心下發(fā)的指令信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPS、GIS和GPRS技術(shù)的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:中心服務(wù)器主要處理二方面數(shù)據(jù):一方面是接收車(chē)輛定位消息，另一方面是發(fā)送調(diào)度令:當(dāng)中心服務(wù)器接收到車(chē)載終端發(fā)送的車(chē)輛定位信息時(shí)，該信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行姆?wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)首先校驗(yàn)接收數(shù)據(jù)的正確性，如果將接收到的信息校驗(yàn)出錯(cuò)，則返回錯(cuò)誤信息，表明數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò);如果校驗(yàn)數(shù)據(jù)正確，則返回確認(rèn)信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行解析存儲(chǔ);另一方面，當(dāng)操作人員通過(guò)監(jiān)控終端要向指定的車(chē)輛發(fā)送調(diào)度指令時(shí)，中心服務(wù)器首先接收調(diào)度指令，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)處理后發(fā)送到車(chē)載終端，在接收命令的過(guò)程中，中心服務(wù)先器設(shè)置一個(gè)超時(shí)，如果在指定的時(shí)間內(nèi)消息接收失敗，則返回錯(cuò)誤信息，如果接收成功，則返回確認(rèn)消息，并開(kāi)始執(zhí)行命令，將信息發(fā)送給指定的車(chē)輛。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK105915605SQ201610238552
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】朱紅巖, 余意, 胡鵬, 高蘇廣
【申請(qǐng)人】江陰中科今朝科技有限公司, 余意, 范長(zhǎng)春