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        基于Android的智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

        2015-05-30 17:22:56張曉諾楊輝
        軟件工程 2015年3期
        關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)

        張曉諾 楊輝

        摘 要:本文以一個案例討論了關(guān)于貨運過程中貨物安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。本文綜合應(yīng)用Android軟件開發(fā)平臺和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決貨運安問題,通過論述貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn),達到了貨運信息的實時查詢和監(jiān)控,確保貨物的安全,同時為物流信息化建設(shè)提供一個實現(xiàn)應(yīng)用實例。

        關(guān)鍵詞:Android;物聯(lián)網(wǎng);貨運安全

        中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A

        1 引言(Introduction)

        在貨物運輸?shù)倪^程中,貨物的汽車運輸是占整個貨物運輸?shù)姆蓊~大、貨物運輸過程的成本較高、也是貨物運輸過程中出現(xiàn)風(fēng)險最大的方面,如何有效的在貨物運輸過程中的實時跟蹤與監(jiān)控是其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以前的實時監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)采用網(wǎng)頁形式,監(jiān)控地點固定,需要專門的人員進行實時觀察。用戶不能及時了解到貨物的運輸情況。

        為此,我們設(shè)計研發(fā)了基于Android的“貨物物流運輸?shù)陌踩O(jiān)控系統(tǒng)”,本系統(tǒng)就是針對在途貨物的實時監(jiān)控的一套全新的解決方案。它綜合并充分利用傳感采集技術(shù)、移動通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)安全技術(shù),構(gòu)成一個可多方接入的公共物流信息平臺,為用戶提供在途貨物的實時監(jiān)控。

        2 系統(tǒng)設(shè)計(System design)

        2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

        本系統(tǒng)分為三部分,分別是車載部分、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分和客戶端部分。車載部分包括智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)采集端兩大模塊,其中智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)包含3G模塊、GPS模塊及Android系統(tǒng)[1],負責(zé)接收來自數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器端,發(fā)出控制指令,利用3G模塊進行位置定位;數(shù)據(jù)采集端主要負責(zé)采集來自RFID、壓力傳感器、監(jiān)控錄像和電子鎖的數(shù)據(jù)及狀態(tài),接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的指令。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分包括服務(wù)器、3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能,主要負責(zé)接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過3G模塊傳來的數(shù)據(jù),負責(zé)保存數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、分析歷史數(shù)據(jù)等功能??蛻舳瞬糠种饕獮榭蛻籼峁┸囕v運行數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控車輛狀態(tài)及運行狀況,發(fā)出告警等功能[2]。系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1所示。

        圖1 智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

        Fig.1 Intelligent safety monitoring system of freight chart

        2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

        2.2.1 車載功能設(shè)計

        本系統(tǒng)的車載部分主要提供以下功能:

        (1)實時監(jiān)控錄像:通過使用實時錄像,為用戶提供貨物運輸過程的全部錄像音像資料。

        (2)3G模塊和GPS模塊定位:提供3G模塊的定位功能和GPS全程定位,車輛行進有跡可循,GPRS/WCDMA通信將各類信息傳送至服務(wù)器端,在服務(wù)器端繪制電子地圖顯示,掌握車輛最新動態(tài),車輛行經(jīng)的路線查看并進行回放。

        (3)實時影像監(jiān)看:遠程視頻監(jiān)控,掌握現(xiàn)場實時狀況。

        (4)貨物安全監(jiān)控:電子封條,免人工押運,降低成本,貨箱打開或貨物丟失實時告警,降低貨物失竊及防盜。

        車載部分功能示意圖如圖2所示。

        圖2 車載功能設(shè)計示意圖

        Fig.2 Schematic diagram of the vehicle function design

        2.2.2 服務(wù)器端功能設(shè)計

        服務(wù)器主要接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù),并畫出車輛行駛軌跡、車輛監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示,歷史查詢、車輛調(diào)度、報表管理等功能。其功能結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

        圖3 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

        Fig.3 Schematic diagram of freight safety

        monitoring system structure

        2.2.3 客戶端功能設(shè)計

        客戶端包括Web客戶端和手機客戶端。Web客戶端主要為使用計算機的辦公室人員使用,展示服務(wù)器端的各種功能。手機客戶端主要為領(lǐng)導(dǎo)和客戶提供方便,主要查看車輛運行狀態(tài)、車輛所在地和歷史軌跡??蛻舳斯δ苁疽鈭D如圖4所示。

        圖4 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)客戶端功能示意圖

        Fig.4 Schematic diagram of freight safety monitoring

        system client function

        通過以上設(shè)計可以實現(xiàn)貨不離柜、柜不離車、車不偏駛的設(shè)計思路。

        3 系統(tǒng)實現(xiàn)(System implementation)

        3.1 車載功能實現(xiàn)

        (1)3G模塊和GPS全程定位:通過定位模塊對車輛行駛進行全程的定位,做到有痕可查。通過3G模塊的網(wǎng)絡(luò)通信功能將車載信息、位置信息和需要的音像資料傳送至服務(wù)器端。通過public String locationData(String autoData,String location,String date)方法實現(xiàn)監(jiān)控車輛的位置信息數(shù)據(jù),將車輛的監(jiān)控數(shù)據(jù)、獲得的GPS定位信息和當時的時間以JSON格式進行封裝,由車載智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的3G功能模塊通過sendData方法主動發(fā)給服務(wù)器端[3]。

        (2)實時監(jiān)控錄像安裝位置:共安裝四個監(jiān)控錄像頭。車的前端安裝一支用于監(jiān)控路況。貨柜部分安裝兩個支,貨柜的兩邊分別各一支,貨柜的后部一支,同樣用于監(jiān)控路況和貨柜的門。貨物運輸過程中開啟所有監(jiān)控錄像,由車載電池進行供電,將整個貨物的運輸全部存在車載的硬盤中。這樣在運輸過程中貨柜的開啟情況就一目了然。如果遇到非正常開啟貨柜等異常情況,錄像資料就會通過3G模塊上傳送至服務(wù)器,服務(wù)器也可以根據(jù)實際情況或需要在服務(wù)器端將錄像資料打開,實時觀察或者查詢歷史運輸情況。

        (3)RFID安全識別:只有授權(quán)才能打開貨柜,否則系統(tǒng)自動報警。

        (4)壓力傳感器:放置于車架,監(jiān)測貨柜的重量,實時傳輸貨柜的重量變化。

        (5)電子鎖:基于WSN的電子鎖安裝在貨柜的后面及兩側(cè),在運輸車輛進出各貨物周轉(zhuǎn)站時將自動進行上解鎖操作,并能發(fā)送電子鎖具的狀態(tài),監(jiān)控貨柜門的打開或關(guān)閉。

        3.2 服務(wù)器端實現(xiàn)

        車載定位系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)后計算出車輛的位置信息,通過智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的3G模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器端。服務(wù)器端收到位置信息后經(jīng)過處理與離線地圖進行匹配,將車輛運行的軌跡顯示在離線地圖上。

        3.3 客戶端實現(xiàn)

        (1)web端實現(xiàn)

        web端由Java從數(shù)據(jù)庫中讀取的位置信息返回給JavaScript,然后再由JavaScript調(diào)用地圖API,繪制車輛行駛軌跡。Web端實現(xiàn)效果圖如圖5所示。

        圖5 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)圖

        Fig.5 The realization of graph of safety monitoring

        system of freight

        (2)手機端實現(xiàn)

        手機端通過JSON方式訪問服務(wù)器端,得到相關(guān)的位置信息,比如利用時間段進行查詢。然后通過手機端的地圖API繪制相關(guān)的地圖及車輛運行軌跡。

        4 結(jié)論(Conclusion)

        本文論述了貨運安全的監(jiān)控系統(tǒng),主要從系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)等方面進行研究,闡述了智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的整個過程,為現(xiàn)代物流信息化建設(shè)提供一個實例。

        參考文獻(References)

        [1] [美]Wei-Meng Lee.Android4編程入門經(jīng)典(第1版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.

        [2] 李光革,苗建松.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件,2013,34(9):32-35.

        [3] 李志敏.基于Android系統(tǒng)的位置監(jiān)控與查詢系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D].天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,2012.

        作者簡介:

        張曉諾(1975-),男,碩士,講師.研究領(lǐng)域:信息化建設(shè),大數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng).

        楊 輝(1972-),男,碩士,講師.研究領(lǐng)域:信息化建設(shè),大數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng).

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