基于移动终端的车辆监测与管理系统

邓红涛，陈红莉，李伟

（1.石河子大学，石河子　832000；2.新疆西部牧业股份有限公司，石河子　832000）

基于移动终端的车辆监测与管理系统

邓红涛1，陈红莉2，李伟1

（1.石河子大学，石河子832000；2.新疆西部牧业股份有限公司，石河子832000）

针对当前车辆运行监管数据量大，车辆地理分散等特点，设计一套基于移动终端的车辆监测和管理系统，系统将无线通信技术和ZigBee技术相结合，利用传感器和GSM模块采集车辆位置、状态等基础信息，建立车辆基础信息数据库，构建高效、开放的车辆管理信息平台，实现车辆管理信息化、网络化、智能化。

车辆监测；ZigBee技术

重大科技攻关课题（No.gxjs2013-zdgg03-01）、科技攻关课题（No.2015AB003）、重大科技攻关课题（No.gxjs2013-zdgg03-03）

0　引言

随着无线通信技术和ZigBee技术的快速发展，移动终端被广泛的应用于生产和生活中，将无线通信技术和传感器相结合构建车辆监控平台，利用传感器终端对车辆进行温度，湿度和速度等状态的监测［1］，利用无线通信技术将子节点之间信息传递给服务平台，利用GPS技术定位车辆信息，构成车辆监控系统，系统实时反馈车辆位置、状态信息、接收控制指令，实现车辆基础数据信息分发与管理，有效的对车辆进行监管。

1　系统总体设计

该系统由监测模块、接收模块、传输模块等组成，以基于ZigBee无线通信协议的TI公司的 CC2430芯片为核心。ZigBee是一种短距离、低数据传输速率、低功耗、低成本、低复杂度、可靠性高的无线网络技术，主要支持三种拓扑结构：星形、树形和网格形［2-3］。本系统采用星形拓扑结构，由一个协调节点和多个终端节点组成的，协调节点位于网络的中心，主要作用是组建和维护整个系统，终端节点负责利用传感器采集车辆状态信号。数据通过终端和路由节点来采集，送到GSM模块，在通过GMS短信息的方式发送到远程的服务器上［4］。远程上位机的串口上接有GSM接收模块。上位机可以Web形式在网上发布。

图1　系统整体设计结构图

2　终端节点设置

ZigBee终端节点分为传感器模块、处理器模块和通信模块和供能模块。传感器模块负责监测车辆状态信息的采集和数据转换。处理器和无线通信模块负责存储处理数据和与其他传感器节点交换控制消息和收发采集数据。供能模块的主要功能是维持终端节点能量供应，本系统采用微型电池。

ZigBee终端节点安装在车辆底板和车厢内部，测量车辆位置、状态等信息，ZigBee终端采集节点与温湿度、加速度等传感器相连的，把采集到的数据通过协议栈的组网协议传送协调器。协调器负责组建网络，然后终端和路由器可以实现自动加入申请，协调器会判断和应答，其数据传输应答流程图如图2所示。

图2　终端节点数据传输应答流程图

3　GSM模块

GSM系统定义的所有业务是建立在综合业务数字网概念基础上的，其短消息业务不用拨号建立连接，直接把要发的信息加上目的地址，然后通过无线控制信道发送到短消息服务中心，经过短消息服务中心完成存储和转发，最后到达接收端［5-6］。系统通过GSM模块将终端采集的车辆状态信息发送至服务平台。所有的操作都是通过AT指令来完成的，把AT指令作为数据通过串口发送GSM模块，模块接收到指令后，对数据进行解释并执行相应的操作，汽车的运行状态和位置信息通过命令传至主控中心，通过管理中心服务平台进一步管理调度。

4　管理中心服务平台系统

Web服务平台由地图服务器、通信中心、Web服务器、数据库等部分组成，企业用户或车主个人可通过Internet及专线访问中心Web服务，实现对车辆的网上管理［7］。采用基于TCP/IP的有线通信与无线通信结合的方式。主控中心与各分中心、用户远程终端、其他系统的连接均通过网络（Internet或专线）连接，以实现大量数据的快速传输。主控中心实现数据的集中管理、分发，实现各级平台的远程监控。系统具有如下功能。

4.1通用GPS监控功能

在操作窗口中输入或选择车辆牌号或车载电话电码，系统自动查询车辆位置信息，并在地图上显示车辆的位置状态（经度、纬度、速度、方向、定位状态、报警状态）等信息。系统使用时设定某一时间段，在GIS电子地图上就可以显示该时间段某车辆的运动路线。车辆动态运行轨迹可以通过回放显示，同时，也可以通过静态轨迹线显示路线状况。

4.2车辆管理功能

每辆车可以用车牌号码或携带的卡号作为唯一的标识。车辆管理信息包括车辆首次建立账号、账号信息注销、车辆属性修改、信息查询、车辆报表的功能。由有权限的管理员修改。车辆属性包括车牌号码、车辆类型、外观颜色、使用单位、驾驶者信息、保养维护记录等。

4.3特殊行业专有功能

车载终端可对车辆出发后途中停留情况进行监控，如发现停车时间超时即报警，中心可及时处理警情，防止司机途中违规行为。车载终端可扩展门磁开关，安装在货柜门上，在设防后发现货柜门被非法开启时上报警情，中心可及时监控位置、核实警情，防止非法行为。

图3　车辆管理中心服务平台

5　结语

本文基于ZigBee无线通信技术设计开发了一套车辆监测系统，可以实时监测车辆的信息，通过GSM模块将车辆信息发送至远程服务器，实现通过Web网络查询车辆状态信息、调度车辆等工作，解决了监控系统受工作条件制约的问题，该系统稳定可靠、便于维护、扩展性较强，有利于运输物流等行业发展。

［1］王小强.ZigBee无线传感器网络设计与实现［M］.北京，化学工业出版社，2012.

［2］商萍君.物联网技术在制冷空调行业中的应用［J］.制冷与空调，2013，37（27）：143-148.

［3］崔逊学，赵湛，王成.无线传感器网络的领域应用与设计技术［M］.北京，国防工业出版社，2009.

［4］汪燕.基于ZigBee技术和GSM短信息的农业数据采集［J］.安徽农业科学，2009，37（27）：13243-13248.

［5］吕立新，丁德锐，汪伟.基于ARM和GSM的嵌入式农田信息采集系统设计［J］.工业控制计算机，2008.

［6］刘艳娟.基于嵌入式的公交监控系统［D］.西安科技大学，2012.

［7］郑江送，徐建军，李世中.运用单片机及GSM模块的远程温度采集系统设计［J］.现代制造工程，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

邓红涛（1981-），女，四川绵阳人，硕士，讲师，研究方向为信号处理、计算机仿真陈红莉（1979-），女，新疆石河子人，硕士，畜牧师，通讯作者，研究方向为奶牛饲喂管理李伟（1980-），男，新疆石河子人，硕士，副教授，研究方向为软件工程

2016-08-16

2016-09-30