物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與物聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。已經(jīng)開始應(yīng)用于物流監(jiān)控、智能家居、安全防衛(wèi)、遠(yuǎn)程教育和電力安全等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)利用電子傳感器收集物品信息，然后傳送到互聯(lián)網(wǎng)，物主通過網(wǎng)絡(luò)可獲得物品的實(shí)時(shí)信息，并能對(duì)物品進(jìn)行定位和跟蹤。

　　本文研究的是物聯(lián)網(wǎng)在工程車輛管理方面的應(yīng)用，通過電子傳感器將工程車輛的車況信息通過因特網(wǎng)傳遞到管理中心，并利用GPS系統(tǒng)對(duì)車輛的地理位置進(jìn)行定位和跟蹤，從而迅速有效的檢測(cè)到工程車輛的運(yùn)行情況和位置信息。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的工程車輛管理系統(tǒng)構(gòu)架及組成

　　本文設(shè)計(jì)的基于物聯(lián)網(wǎng)的工程車輛管理系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

　　圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　整個(gè)系統(tǒng)分為信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)，各組成部分的功能如下。

　　信息采集系統(tǒng)包括車載傳感器、GPS模塊、中間處理器和無(wú)線收發(fā)裝置。其中，車載傳感器是獲取工程車輛車況的主要裝置，是獲知車輛運(yùn)行狀況的途徑，主要由車輛原有的各類傳感器組成。GPS是用來獲知車輛所在位置的電子裝置，其基本任務(wù)是將車輛的坐標(biāo)信息提供給中間處理器。中間處理器負(fù)責(zé)加工處理所有來自傳感器和GPS的信息，主要功能是在將數(shù)據(jù)通過無(wú)線收發(fā)模塊傳送至移動(dòng)通信網(wǎng)之前進(jìn)行數(shù)據(jù)校對(duì)、傳送、存儲(chǔ)和任務(wù)管理等。

　　信息傳輸系統(tǒng)包括移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)通信網(wǎng)作為接入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車輛信息的有效傳輸;互聯(lián)網(wǎng)作為核心網(wǎng)，為車主提供車輛的實(shí)時(shí)信息。

　　信息管理系統(tǒng)是對(duì)車輛信息進(jìn)行錄入、查詢和對(duì)車輛位置喝茶的終端處理系統(tǒng)，是車輛管理系統(tǒng)最核心的部分。

　　該構(gòu)架的主要特征如下：(1)以移動(dòng)通信網(wǎng)作為接入網(wǎng)，通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可減少車輛信息修士或被竊取的可能性，且使用方便，不用增加其他輔助設(shè)備，大大降低運(yùn)行成本。(2)采用車載傳感器作為信息采集終端，免去了對(duì)車輛的二次改裝，極大的提高了本方案的可行性。(3)采用中間處理器技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳送至移動(dòng)公網(wǎng)之前進(jìn)行數(shù)據(jù)校對(duì)、傳送、存儲(chǔ)和任務(wù)管理，可減少網(wǎng)絡(luò)冗余，提高傳輸效率，減少傳輸費(fèi)用，減少系統(tǒng)管理和維護(hù)工作量，降低運(yùn)維成本。

　　信息采集子系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

　　信息采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含：(1)車載傳感器接口協(xié)議的設(shè)計(jì);(2)GPS裝置安裝位置的設(shè)計(jì);(3)無(wú)線收發(fā)裝置選型及工作模式的設(shè)計(jì);(4)中間處理器的設(shè)計(jì)。

　　(1)車載傳感器接口協(xié)議的設(shè)計(jì)

　　車載傳感器作為獲知車輛運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)終端，肩負(fù)著采集汽車運(yùn)行過程中各項(xiàng)參數(shù)的任務(wù)。但不同廠家的工程車輛采用的傳感器的品牌和型號(hào)各不相同，因此在傳感器與中間處理器通信過程中的通信協(xié)議也各不相同。針對(duì)此現(xiàn)象，中間處理器應(yīng)具有自動(dòng)檢測(cè)傳感器傳輸協(xié)議的能力。

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　　(2)GPS裝置安裝位置的設(shè)計(jì)

　　GPS裝置安裝的位置應(yīng)該滿足隱蔽、堅(jiān)固、防潮和放拆卸等要求，還要防止GPS信號(hào)被阻擋。本文設(shè)計(jì)的GPS位置是用超聲波焊接在車輛前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)右下角，并使用裝飾物如壁紙等掩蓋。

　　(3)無(wú)線收發(fā)裝置選型及工作模式的設(shè)計(jì)

　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工程車輛進(jìn)行信息采集，本文采用sim300模塊，它是simcom公司的一款經(jīng)典gprs型號(hào)，具有相當(dāng)高的性價(jià)比。廣泛用于手機(jī)，PDA，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。sim300是采用60Pin板板連接器的雙頻GSM/GPRS模塊解決方案。模塊具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化接口，功耗低，可通過GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語(yǔ)音、短信、數(shù)據(jù)和傳真。利用SIM300與廣泛覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)進(jìn)行信息交換。

　　(4)中間處理器的設(shè)計(jì)

　　直接從車載傳感器和GPS裝置獲取數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，中間處理器采用ARM或單片機(jī)等性價(jià)比高的微處理器對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行層次化組織管理，對(duì)來自傳感器和GPS裝置的信息和事件流進(jìn)行加工和預(yù)處理，消除冗余，以減少網(wǎng)絡(luò)流量，提高傳輸?shù)挠行?。同時(shí)中間處理器還肩負(fù)著監(jiān)測(cè)終端傳感器和GPS模塊健康狀況的任務(wù)。當(dāng)傳感器和GPS裝置被惡意拆卸時(shí)，通過無(wú)線收發(fā)裝置向管理中心發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

　　4.信息傳輸子系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

　　信息傳輸子系統(tǒng)主要由接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)組成。

　　(1)接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)

　　接入網(wǎng)可以是重新設(shè)計(jì)的一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò)，但協(xié)議的制定、網(wǎng)絡(luò)布線等必然加大成本的投入和實(shí)施的難度。

　　本文設(shè)計(jì)中接入網(wǎng)采用移動(dòng)通信網(wǎng)，移動(dòng)通信網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋，通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

　　(2)骨干網(wǎng)的設(shè)計(jì)

　　信息傳輸系統(tǒng)的功能除了將信息采集系統(tǒng)所采集的信息傳輸?shù)叫畔⒐芾硐到y(tǒng)外，更重要的功能是讓車主通過網(wǎng)絡(luò)獲取車輛的實(shí)時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)，所以骨干網(wǎng)應(yīng)采用技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)。

　　本設(shè)計(jì)中骨干網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)，信息采集系統(tǒng)收集的車輛信息經(jīng)過無(wú)線收發(fā)裝置發(fā)送到接入網(wǎng)，然后被及時(shí)準(zhǔn)確地傳送至互聯(lián)網(wǎng)，并被存儲(chǔ)在相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中，是車輛信息全球互聯(lián)，車主通過互聯(lián)網(wǎng)可方便獲取車輛的實(shí)時(shí)信息。

　　信息管理子系統(tǒng)設(shè)在工程車輛運(yùn)營(yíng)管理部門，主要由信息錄入系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)組成，由營(yíng)運(yùn)部門車輛管理員負(fù)責(zé)管理，以便對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)信息監(jiān)控。

　　(1)信息錄入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　當(dāng)信息采集自系統(tǒng)被安裝在車輛上之后，對(duì)應(yīng)的車輛信息應(yīng)在信息管理子系統(tǒng)登記。信息錄入系統(tǒng)的主要功能是車輛的初始信息錄入，車輛的基本信息應(yīng)記錄在案，為信息查詢系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。另外租賃方或購(gòu)買方的負(fù)責(zé)人信息也應(yīng)一并錄入，方便車主與之聯(lián)系。

　　管理員應(yīng)將所有車輛的信息，包括車輛類型、車牌號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、車輛型號(hào)等錄入信息管理系統(tǒng)，并設(shè)置訪問密碼，防治他人隨意查閱車主和車輛的相關(guān)信息。如果車主信息發(fā)生變化或者車輛轉(zhuǎn)手他人，車主應(yīng)及時(shí)登錄網(wǎng)上系統(tǒng)或到車輛管理部門修改注冊(cè)信息，一遍車輛被盜或非法使用后系統(tǒng)通知車主。

　　(2)信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　信息查詢系統(tǒng)是車主或租賃方以及租賃方獲得車輛實(shí)時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)的門戶，通過該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲取被車輛的運(yùn)行情況。營(yíng)運(yùn)管理方可輸入車輛編號(hào)或租賃方或購(gòu)買方姓名等信息，并通過密碼認(rèn)證，查看車輛的實(shí)時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛被盜或出現(xiàn)故障后，車輛主管部門可以通過車輛管理系統(tǒng)了解更詳細(xì)的車輛信息，為車輛的追回或故障的責(zé)任認(rèn)定提供更多線索。

　　5.結(jié)束語(yǔ)

　　本文涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的工程車輛管理系統(tǒng)采用了有源無(wú)線模塊，能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離、復(fù)雜環(huán)境工作的車輛進(jìn)行信息采集，且識(shí)別率高，功耗低;采用中間件技術(shù)隊(duì)采集的信息進(jìn)行校對(duì)，可消除冗余，提高信息傳輸?shù)挠行?采用移動(dòng)通信網(wǎng)和因特網(wǎng)作為系統(tǒng)接入網(wǎng)，提高了車輛信息的安全性和傳輸可靠性，在保證信息傳輸?shù)耐瑫r(shí)降低了實(shí)現(xiàn)成本;系統(tǒng)利用GPS定位和傳感器技術(shù)對(duì)車輛位置進(jìn)行跟蹤以及對(duì)車輛運(yùn)作情況進(jìn)行監(jiān)視，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛的不正常使用情況，有效解決購(gòu)買或租賃中的故障糾紛問題。

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