物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與物聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡。已經(jīng)開始應用于物流監(jiān)控、智能家居、安全防衛(wèi)、遠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)絡可獲得物品的實時信息，并能對物品進行定位和跟蹤。
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)對車輛的地理位置進行定位和跟蹤，從而迅速有效的檢測到工程車輛的運行情況和位置信息。
基于物聯(lián)網(wǎng)的工程車輛管理系統(tǒng)構(gòu)架及組成
本文設計的基于物聯(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，其基本任務是將車輛的坐標信息提供給中間處理器。中間處理器負責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)通過無線收發(fā)模塊傳送至移動通信網(wǎng)之前進行數(shù)據(jù)校對、傳送、存儲和任務管理等。
信息傳輸系統(tǒng)包括移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。移動通信網(wǎng)作為接入網(wǎng)，實現(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時信息。
信息管理系統(tǒng)是對車輛信息進行錄入、查詢和對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備，大大降低運行成本。(2)采用車載傳感器作為信息采集終端，免去了對車輛的二次改裝，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)傳送至移動公網(wǎng)之前進行數(shù)據(jù)校對、傳送、存儲和任務管理，可減少網(wǎng)絡冗余，提高傳輸效率，減少傳輸費用，減少系統(tǒng)管理和維護工作量，降低運維成本。
信息采集子系統(tǒng)的分析與設計
信息采集子系統(tǒng)的設計主要包含：(1)車載傳感器接口協(xié)議的設計;(2)GPS裝置安裝位置的設計;(3)無線收發(fā)裝置選型及工作模式的設計;(4)中間處理器的設計。
(1)車載傳感器接口協(xié)議的設計
車載傳感器作為獲知車輛運行情況的數(shù)據(jù)終端，肩負著采集汽車運行過程中各項參數(shù)的任務。但不同廠家的工程車輛采用的傳感器的品牌和型號各不相同，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。針對此現(xiàn)象，中間處理器應具有自動檢測傳感器傳輸協(xié)議的能力。
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(2)GPS裝置安裝位置的設計
GPS裝置安裝的位置應該滿足隱蔽、堅固、防潮和放拆卸等要求，還要防止GPS信號被阻擋。本文設計的GPS位置是用超聲波焊接在車輛前擋風玻璃內(nèi)側(cè)右下角，并使用裝飾物如壁紙等掩蓋。
(3)無線收發(fā)裝置選型及工作模式的設計
為了實現(xiàn)對工程車輛進行信息采集，本文采用sim300模塊，它是simcom公司的一款經(jīng)典gprs型號，具有相當高的性價比。廣泛用于手機，PDA，無線數(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)標準化接口，功耗低，可通過GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz通信網(wǎng)絡傳輸語音、短信、數(shù)據(jù)和傳真。利用SIM300與廣泛覆蓋的移動通信網(wǎng)進行信息交換。
(4)中間處理器的設計
直接從車載傳感器和GPS裝置獲取數(shù)據(jù)會產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，中間處理器采用ARM或單片機等性價比高的微處理器對數(shù)據(jù)流進行層次化組織管理，對來自傳感器和GPS裝置的信息和事件流進行加工和預處理，消除冗余，以減少網(wǎng)絡流量，提高傳輸?shù)挠行浴Ｍ瑫r中間處理器還肩負著監(jiān)測終端傳感器和GPS模塊健康狀況的任務。當傳感器和GPS裝置被惡意拆卸時，通過無線收發(fā)裝置向管理中心發(fā)送報警信號。
4.信息傳輸子系統(tǒng)的分析與設計
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)的設計
接入網(wǎng)可以是重新設計的一個新型網(wǎng)絡，但協(xié)議的制定、網(wǎng)絡布線等必然加大成本的投入和實施的難度。
本文設計中接入網(wǎng)采用移動通信網(wǎng)，移動通信網(wǎng)可以實現(xiàn)無縫覆蓋，通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
(2)骨干網(wǎng)的設計
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)絡獲取車輛的實時信息和歷史數(shù)據(jù)，所以骨干網(wǎng)應采用技術(shù)最成熟、應用最廣泛的網(wǎng)絡。
本設計中骨干網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)，信息采集系統(tǒng)收集的車輛信息經(jīng)過無線收發(fā)裝置發(fā)送到接入網(wǎng)，然后被及時準確地傳送至互聯(lián)網(wǎng)，并被存儲在相關(guān)數(shù)據(jù)庫中，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時信息。
信息管理子系統(tǒng)設在工程車輛運營管理部門，主要由信息錄入系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)組成，由營運部門車輛管理員負責管理，以便對車輛進行實時信息監(jiān)控。
(1)信息錄入系統(tǒng)的設計
當信息采集自系統(tǒng)被安裝在車輛上之后，對應的車輛信息應在信息管理子系統(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。另外租賃方或購買方的負責人信息也應一并錄入，方便車主與之聯(lián)系。
管理員應將所有車輛的信息，包括車輛類型、車牌號、發(fā)動機號、車輛型號等錄入信息管理系統(tǒng)，并設置訪問密碼，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，車主應及時登錄網(wǎng)上系統(tǒng)或到車輛管理部門修改注冊信息，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)的設計
信息查詢系統(tǒng)是車主或租賃方以及租賃方獲得車輛實時信息和歷史數(shù)據(jù)的門戶，通過該系統(tǒng)可實時獲取被車輛的運行情況。營運管理方可輸入車輛編號或租賃方或購買方姓名等信息，并通過密碼認證，查看車輛的實時信息和歷史數(shù)據(jù)。當車輛被盜或出現(xiàn)故障后，車輛主管部門可以通過車輛管理系統(tǒng)了解更詳細的車輛信息，為車輛的追回或故障的責任認定提供更多線索。
5.結(jié)束語
本文涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的工程車輛管理系統(tǒng)采用了有源無線模塊，能實現(xiàn)對遠距離、復雜環(huán)境工作的車輛進行信息采集，且識別率高，功耗低;采用中間件技術(shù)隊采集的信息進行校對，可消除冗余，提高信息傳輸?shù)挠行?采用移動通信網(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降低了實現(xiàn)成本;系統(tǒng)利用GPS定位和傳感器技術(shù)對車輛位置進行跟蹤以及對車輛運作情況進行監(jiān)視，能及時發(fā)現(xiàn)車輛的不正常使用情況，有效解決購買或租賃中的故障糾紛問題。
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