戴村供 初仁義

基于C/S結(jié)構(gòu)的城市公交監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

戴村供 初仁義

福建工程學(xué)院機(jī)電及自動化工程系

介紹了一種基于C/S結(jié)構(gòu)的城市公交車監(jiān)控系統(tǒng)，闡述了在Delphi編程環(huán)境下如何利用socket編程機(jī)制實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了城市公交監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

城市公交；監(jiān)控系統(tǒng)；全球定位系統(tǒng)；客戶/服務(wù)器

先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)（Advanced Public Transportation System, APTS）是智能交通系統(tǒng)（ITS）的重要子系統(tǒng)之一，通過綜合利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)，使先進(jìn)的公交系統(tǒng)具有了高效的公交客運(yùn)組織模式、快速靈活的應(yīng)變能力及完善的乘客信息服務(wù)等特點(diǎn)，從而在信息、價(jià)格、速度、效率、舒適性等方面提高公眾吸引力[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，目前GPRS/CDMA作為移動通訊網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全方位的覆蓋，使無線監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)非常便利，無線監(jiān)控系統(tǒng)特別適用于被監(jiān)控對象在地域上分散分布或有移動監(jiān)控需求的情況[2]。通過GPRS/CDMA接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，利用Socket技術(shù)可以靈活地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。因此,文中設(shè)計(jì)了一種基于TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)嵌入式開發(fā)環(huán)境下Client/Server結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)。軟件編程平臺采用Delphi語言，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞, 采用先進(jìn)的GPS定位、數(shù)據(jù)通信、電子地圖和數(shù)據(jù)庫管理等技術(shù)，對車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)車輛管理調(diào)度的現(xiàn)代化和科學(xué)化。

1 監(jiān)控系統(tǒng)組成及功能

監(jiān)控系統(tǒng)由車載單元、監(jiān)控中心和Internet網(wǎng)絡(luò)3個(gè)單元組成。

車載單元接收GPS衛(wèi)星傳來的星歷信息，分離出當(dāng)前車輛所處的地理位置坐標(biāo)并計(jì)算出車輛的速度及加速度，輔以其他信息以一定數(shù)據(jù)格式通過Internet網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)后，立刻對數(shù)據(jù)加以分析處理，分離出目標(biāo)坐標(biāo)、速度、加速度、站點(diǎn)信息等，并把這些信息在監(jiān)控中心大屏幕電子地圖上定位顯示，若目標(biāo)車輛超速，則以紅燈閃爍的形式顯示并發(fā)送語音信號到車載單元以提示安全駕駛。監(jiān)控中心具有站點(diǎn)查詢及監(jiān)視功能，可以幫助監(jiān)控室工作人員快速查詢各條線路上的各車輛運(yùn)營信息，包括線路名稱、班次、發(fā)車時(shí)間、車牌號碼、司機(jī)姓名等，可以監(jiān)視車內(nèi)實(shí)時(shí)情況。若分離出來的信息中有車輛報(bào)警信號，則具有存儲車內(nèi)動態(tài)影像的功能并定時(shí)把車輛坐標(biāo)以文件形式存儲在本地硬盤上，為以后的法律問題提供依據(jù)。

2 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)

為了能夠方便地開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，由美國伯克利大學(xué)在Unix系統(tǒng)上推出了一種應(yīng)用程序訪問通信協(xié)議的操作系統(tǒng)調(diào)用socket(套接字)[3]。socket的出現(xiàn)，使程序員可以很方便地訪問TCP/IP，從而開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的程序。Socket 通訊建立在TCP/IP 通訊協(xié)議之上，前提是通訊雙方的網(wǎng)絡(luò)均以TCP/IP 協(xié)議為基礎(chǔ)，雙方的通訊就得以實(shí)現(xiàn),且不受網(wǎng)絡(luò)類型、傳輸距離等因素的限制［4］。

2.1 通訊的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，服務(wù)器端初始化完成后，開啟監(jiān)聽端口并建立新線程用以處理接收到的數(shù)據(jù)并刷新顯示?？蛻舳塑浖\(yùn)行后，連接服務(wù)器得以實(shí)現(xiàn)，設(shè)置如下：

if threadsend=false

then begin //以下是連接過程

IdTCPClient1.Host:=EditIpAddress.Text; //取得IP地址

IdTCPClient1.Port:=strtoint(EditPort.Text); //取得端口

threadsend:=true; //允許發(fā)送線程開啟

if IdTCPClient1.Connected=false

then IdTCPClient1.Connect(1000); //連接監(jiān)控臺

end

else begin//以下是斷開的過程

threadsend:=false; //停止發(fā)送線程

if IdTCPClient1.Connected=true then

begin

IdTCPClient1.Disconnect;

IdTCPClient1.DisconnectSocket;

end;

end;

2.2 電子地圖的實(shí)現(xiàn)

電子地圖是由電子計(jì)算機(jī)控制所生成的地圖，是基于數(shù)字制圖技術(shù)的屏幕地圖，是可視化的實(shí)地圖，可以實(shí)現(xiàn)快速存取顯示，可以對電子地圖進(jìn)行任意比例尺、任意范圍的繪圖輸出，可以很方便地與衛(wèi)星影像、航空照片等其他信息源結(jié)合，生成新的圖種。Google繼在收購Keyhole后，首次向廣大用戶推出一個(gè)免費(fèi)的基于衛(wèi)星圖片的地圖軟件Google Map。本文正是利用在html中嵌入javascript，調(diào)用Google Map得以實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心屏幕上顯示，并實(shí)時(shí)對車輛的GPS信息在屏幕上刷新顯示，實(shí)時(shí)定位界面如圖1所示。具體例程如下：

webbrowser1.Navigate(getcurrentdir()+' esgooglemap.dat'); //加載地圖

CreateThread(nil,0,@NewThreadEntranceFun,nil,0,ThreadID); //創(chuàng)建新線程，用來刷新數(shù)據(jù)

CreateThread(nil,0,@NewThreadjiansi,nil,0,ThreadIDJiansi); //創(chuàng)建監(jiān)視線程。

WebBrowser1.OleObject.Document.parentWindow.execScript('magnify()','javascript'); //放大地圖

WebBrowser1.OleObject.Document.parentWindow.execScript('reduce()','javascript'); //縮小地圖

Athread.Connection.ReadBuffer(msg,sizeof(msg));//讀數(shù)據(jù)，放在msg這個(gè)結(jié)構(gòu)體中。

WebBrowser1.OleObject.document.parentWindow.movetopos(msg.weidu,msg.jingdu); //刷新地圖中的車輛位置。

圖1 實(shí)時(shí)定位界面

2.3 站點(diǎn)查詢的實(shí)現(xiàn)

站點(diǎn)查詢功能主要是通過建立并操作數(shù)據(jù)庫，包括：線路名稱、站點(diǎn)等線路信息，車牌號碼、班次、發(fā)車時(shí)間等車輛信息及司機(jī)姓名、性別、年齡、家庭住址等司機(jī)信息，需要時(shí)從數(shù)據(jù)庫中提取顯示，圖2是站點(diǎn)查詢界面。

圖2 站點(diǎn)查詢界面

3 應(yīng)用驗(yàn)證

文中試驗(yàn)依托福建工程學(xué)院車輛工程試驗(yàn)室，在大學(xué)城郊區(qū)及市區(qū)道路上進(jìn)行，系統(tǒng)服務(wù)器及客戶機(jī)通訊均能正常，能很好的調(diào)用google map，并能實(shí)時(shí)顯示；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)定時(shí)記錄保存車輛所處的經(jīng)緯度坐標(biāo)，在軌跡回放的過程中能正常回放；在對車內(nèi)情況進(jìn)行視頻記錄過程中，能正常的記錄圖像，并保存為JPG或BMP格式，但在記錄一整段的視頻時(shí)，效果不太理想，算法或是記錄方式還有待提高。

4 結(jié)語

基于C/S結(jié)構(gòu)的城市公交監(jiān)控系統(tǒng)以GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)傳輸手段建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，具有極大的組網(wǎng)靈活性，利用GPS定位系統(tǒng)、TCP/IP傳輸協(xié)議以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，初步展示了一個(gè)全天候衛(wèi)星定位、車輛實(shí)時(shí)跟蹤、電子地圖顯示的公交監(jiān)控系統(tǒng)的框架。能使公交系統(tǒng)借助高科技的手段大大提高服務(wù)質(zhì)量, 讓人們更喜歡乘坐公交服務(wù), 有利于緩解城市交通擁擠的狀況, 有利于環(huán)保, 有很高的推廣價(jià)值。實(shí)踐表明，Socket 編程方便快捷，可以實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

[1] 周大森,劉小明. 汽車智能運(yùn)輸[M].北京：國防工業(yè)出版社,2004.

[2] 李洪彪,等.基于Socket 的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表, 2009(3).

[3] 張傳生.數(shù)字通信原理[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,1990.

[4] 鄧多洪.基于Socket 通訊方式接口數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用[J].安徽冶金, 2009(2).

[5] 張向果.GIS、GPS在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用和研究[D].吉林,2004.

[6] 劉基余,等.全球定位系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M] . 北京:測繪出版社,1993.

[7] 房俊龍,董守田,于壽磐.車載GPS定位系統(tǒng)中移動站的硬件和軟件設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2002(1).

[8] 趙文浩,劉建業(yè),何秀風(fēng).GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)中短消息通信技術(shù)研究[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2002, 15(2).

Design of Urban Public Transportation Monitoring System Based on Client/server Architecture

Dai Cungong, Chu Renyi

（Electromechanical and Automation Engineering Department, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China）

An unban public transportation monitoring system based on client/server was described. Code samples were given to illustrate how to implement the functions of data communication between the client and server using socket in Delphi.

urban public transportation; monitoring system; global positioning system (GPS); client/server

福建省科技平臺建設(shè)項(xiàng)目（2008J1002），福建省科技平臺建設(shè)項(xiàng)目（2007H2009）