以物联网为基础的车辆远程监控预警系统

摘  要：当前物联网技术的发展，使得社会各界都发生了很大的改变。作为当代最前沿的科学技术，云计算与物联网能够很好地提高人们的生活水平、工作效率。二者的特征决定了在二者结合以后，能够打造统一完整的平台，达成“互联网+”实践要求与目标。对于当前社会存在的车载监控性能简单的问题可以看出，其已经无法满足智能交通的智能化、系统化要求。采用云计算与物联网结合的理念，打造云物联网监控平台是今后车辆监控发展新的思路。

关键词：物联网;车辆远程监控;监控预警系统;云计算

中图分类号：TP391.44;TN929.5       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）09-0192-03

0  引  言

在物联网发展的过程中，物联网渐渐成为了得到社会高度认可的工具。当前世界范围内对于物联网的研究都是非常积极的，各国政府相继投入大量资源，推出了各种行动方案与发展规划，启动了示范工程。如今很多物联网范畴，包括高速公路中使用的不停车收费实际上就是物联网技术的体现，物联网技术结合IT技术，完成了对各行各业的渗透，将感应器嵌入到车辆系统当中能够很好地完成对车辆系统的监控。物联网技术与车辆监控的要求完全契合，实现了对人与物理系统的整合。

1  物联网与云计算结合

在科技进步、经济发展的过程中，车辆定位、车辆监控系统得到了迅速的发展。在城市信息化、智能交通、智慧城市走向现实的过程中，车辆定位与车辆监控必须实现进一步智能化与系统化。该要求已经成为车辆监控最大的难题。需要同时兼顾系统要求，保障车辆信息采集效果与信息传递能力。物联网与云计算二者的出现与融合，很好地指出了今后的发展方向。

所谓的物联网就是将互联网视作载体的传感网络，其有着非常广泛的使用领域，涉及社会各界的方方面面。在各种传感器、RFID射频识别技术的支持下，连接了网络，参照约定协议连接网络，根据协议采集、处理与传输信息，获知物品定位、跟踪与识别要求，达成智能化管理与监控目的。车辆监管可以充分发挥该技术智能优势。物联网本身强大的感知能力可以获知汽车的物流、胎压、油耗、车速情况，帮助车辆进行智能监控。

在该系统中云计算所发挥的作用是不可小觑的，云计算利用虚拟化、分布式等技术打造互联网服务模式，其服务系统在云平台所提供的管理、运算与存储技术支持下有着非常强大的处理能力。即充分结合云计算与物联网技术能够带给汽车监控强大的技术支持。信息交换由应用层、平台层、基础设施层组成的云计算和物联网共同构成。二者结合的特征在于能够充分使用物联网能力获取车辆实时动态数据与信息，在网络层完成数据传输与处理，最后传送到数据平台，使监控中心与用户了解到数据情况、车辆信息。最后借助云计算完成对数据的处理。云存储强大的扩展能力与可靠性满足了车辆监控智能化、系统化要求。

2  系统架构与功能

车辆监控包括监控中心、系统业务、安防报警、信息服务、车辆管理、智能导航、用户管理等。不同模块有着不同功能，详细功能如下：

监控中心模块能够为系统提供调度、定位与车辆查询。通过利用车辆本身安装的传感器，监控中心还能够完成车辆各种数据的实时采集，了解车辆的实时运作情况、运动状态。

用户管理模块包括用户在进入系统、进入物联网前的验证模块、验证过程。

智能导航模块即使用云网络完成对车辆交通情况的查询，能够实时掌握监控中心情况，为车辆提供相应导航服务支持，实现对交通压力的缓解。在众多模块中，该模块对于城市交通系统的帮助是最为突出的。

车辆管理模块，其作用在于监控车辆身份、路径、状态，随后将这些信息送至数据库，能够完成对车辆运行轨迹的跟踪与回访。随后参照设置要求限路、限速管理车辆。当然也可以为車辆提供RFID读卡器，获取货物信息，达成货物配送目标与货物交货工作。

信息服务模块，该模块能够提供短信服务、在线查询。

安防报警模块。很多车辆本身自带一定危险性，比如油罐车等，所以需要安防报警模块。当然常规车辆在面对突发故障与危险事故的时候也需要该模块的支持。比如交通事故、车辆被盗。随后在监控中心利用报警信息取出记录，能够很好地解决事故问题。

3  关键技术

3.1  工作模式

工作模式为无线用户、监控中心与网络用户共同连入互联网，之后在路由器、工作站、防火墙、云数据库、云服务器等服务平台的共同支持下，在GPRS通信交换中心的传输指导下，完成和车辆终端信息的交换。

在系统工作中，其中的右半部分为数据采集，其能够完成车辆传感器数据收与发，当然还可以实现GPS数据的采集收发工作。在需要被监控的车辆安装，根据各种需求加装各种传感器装置，比较常见的包括RFID射频、轮胎气压、刹车、油耗、车灯、车速以及开关等传感器。这些传感器在车辆运行中，将采集到的数据传送与汇集到汽车总线，在传输中各种传感器并不会彼此干扰。该汽车所自带的总线技术在收集数据的过程中能够很好地处理与解决数据量不足问题，并且这种技术还有便于维修、安装方便的优势，能够很好地将各种GPS定位位置、汽车状态压缩打包后使用GPRS传输到数据云平台。从当前情况来看，国内大部分地区实际上已经都已经普及了GPRS信号。这种信号的特点在于能够自动切换、按量收费、实时在线。在5G网络普及与建设的过程中，甚至可以配备5G模块，发挥5G通信的高速率作用，其比特代价低、容量高、抗衰弱能力强，能够很好地提升系统性能。借助5G多媒体通信能够帮助系统获得图像传送、动态信息业务。

云计算平台优势非常突出，能够很好地完成GPRS各种数据的存储与处理。其中数据平台利用云数据库与计算服务器完成工作要求。工作中应用服务器缓存，将数据采集与数据传递资料放在服务器缓存，包括车辆定位与车辆状态，确保能够周期性获取数据资料，并将这些资料存放到数据库。缓存技术能够实现数据集中处理，保障数据存储速度与传递速度。缓存车辆状态与定位数据在处理后需要经历的库存与返存过程。其中返存能够实现对终端数据的实时监控，该技术利用云服务器以及WCF技术推送用户数据。库存一般作为车辆历史数据分析与查询使用，能够将云服务器数据存到数据库当中。系统工作图网络部分包括SIM卡、GPRS通讯、短信收发、数据交换、LCD显示屏、电源模块、车辆蓄电池、警报、GPS模块、RFID射频。用户在登录系统以后能够用各种方法连接网络，比如互联网、ADSL、DDN、WLAN、ISDN。随后参照给出的使用权限，在登录以后浏览各种业务，业务内容包括授权指令下发以及车辆查询。

3.2  嵌入式处理器

在车载终端中，智能监控的作用与结构体现在电源模块、GPRS通信、RFID、GPS定位、中央控制等等。GPS定位能够同时接受北斗卫星与GPS信息。RFID模块作为数据采集依据，能够完成物流量数据的获取。利用网络完成GPS定位信息的发布以及服务器端指令的接收，使用GPRS模块达成以上要求。车辆蓄电池与电源模块连接在一起，能够为车辆上的车载终端提供相应的电源。中央控制实现了对所有模块的协调与支持，保障了各个模块能够正常运转与工作。此外其还预留了Flash接口，以此作为外部数据存储与交互的空间渠道。

中央模块会被嵌入微处理器，这是车载终端核心，能够很好地协调与控制其他模块功能，需要体现性价比。在大量实验与调研以后，选用三星公司的S3C2410处理器，该处理器本身带有MMU与Arm-Linux内核，其特点与优势在于拓展性丰富与突出，能够很好地完成中央控制要求，实现对终端功能的满足与处理。

终端工作中，GPS模块与处理器应用串口连接，能够获得行驶方向、行驶角度、速度、海拔高度、经纬度、时间、车辆位置数据信息。之后用处理器将这些要素处理成直观的资料并呈现在LCD屏幕。随后用远端服务器与GPRS模块建立TCP/IP网络，达成交换数据要求。此时所获得的各种数据包括预装互联网采集数据与车辆监控指标，监控服务器能够参照传送回来的各种指标掌握车辆数据情况，在监控数据出现异常的时候，第一时间发出报警，同时作出相应记录。假如车辆超速，则系统会提醒司机降速保障车辆、人员与货物的足够安全。

3.3  GIS地图

在汽车系统中，车载终端导航需要利用GIS技术，该技术帮助汽车获知地图定位、地形环境、地理特征。当前GIS服务大多利用第三方地图供应商产品，由于自行开发成本过高，所以很少有独立开发的产品。软件使用第三方API结构，随后利用系统GPS模块与GIS地图定位车辆位置，并应用API结构获取授权，前提为登录供应商网站，随后用账号申请地图，当然也可以直接购买永久地图。API Key能够为使用者提供免费地图。GIS地图的合理性选择能够帮助系统更好地开发与使用。当前市面上的API地图中凡是带有GIS数据库的都在应用高德地图、谷歌地图。相对来说因为谷歌公司有着世界上性能最优秀的数据库资源支持，所以其地图非常完善、功能强大，凭借众多优势，谷歌地图的使用能够带给车辆监控非常完善的数据资源与技术支持。本文以谷歌地图为首选开发系统地图。随后在ASP中加载谷歌地图函数完成对谷歌地图的利用。

4  系统建设

为了达成本文的目标，建立了云物联网车辆监控系统，该系统利用C#语言以及Visual Studio平台开发。本系统的数据库为SQL Server2008。并且还为该系统配备了Windows Azure平台与移动客户端。利用Eclipse工具中的Android SDK工具包与ADT插件开发。

除此之外还安装了各种传感器节点，这些节点能够很好地预警车辆的动态信息。

5  结  论

从本文的叙述可以看出，云计算与物联网二者各有特征、各有优势，二者的结合以及在车载系统中的运用，能够很好地提高监控有效性与合理性。在操作中利用GPS定位获取各种数据信息，随后使用GPRS技术完成车辆交通情况的互联化与物联化。参照结果可以看出，云物联网在车辆监控管理中的使用充分发挥了平台本身强大的储能、计算优势，实现了对物联网感知能力的充分利用，提高了监控水平，能够充分满足与适应今后社会发展对于车载监控系统化、智能化的需要。

参考文献：

[1] 刘红霞.物联网技术在图书馆中的应用 [J].河南科技，2015（14）：4-6.

[2] 宋俊飞，卢鹏羽，贺茂恩.嵌入式系统在物聯网领域中的应用 [J].电子技术与软件工程，2018（2）：196.

作者简介：徐小君（1980.10-），女，汉族，浙江兰溪人，教师，本科，研究方向：计算机网络方向及电子商务教学。