馬登輝，韓光

（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710000）

綜 述

基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的汽車服務(wù)系統(tǒng)

馬登輝，韓光

（長安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710000）

為了滿足不同汽車用戶的需求，解決現(xiàn)代交通所面臨的安全、能源和道路堵塞問題，本文提出了一種基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的汽車服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)；搭配高兼容性終端；在主流操作系統(tǒng)下，基于J2EE規(guī)范，針對(duì)不同用戶需求開發(fā)出多款應(yīng)用軟件。具有適應(yīng)性強(qiáng)，支持跨平臺(tái)操作的特點(diǎn)。本系統(tǒng)消除了客戶端的使用限制，升級(jí)維護(hù)易于實(shí)現(xiàn)。

車聯(lián)網(wǎng)；服務(wù)；系統(tǒng)

CLC NO.: U461.9 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)06-122-03

引言

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車行業(yè)的典型應(yīng)用。由于現(xiàn)代交通面臨堵塞、尾氣排放以及交通事故多發(fā)等諸多問題，急需開發(fā)出一種可以適應(yīng)現(xiàn)代交通，能夠解決交通問題的汽車服務(wù)系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將會(huì)緩解城市交通堵塞、減少車輛尾氣污染以及降低車輛安全隱患，是推進(jìn)精細(xì)化管理，探索新型商業(yè)模式，培育新興服務(wù)產(chǎn)業(yè)，支撐實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，其被大規(guī)模應(yīng)用是一個(gè)不可逆的趨勢(shì)。本文提出的汽車服務(wù)系統(tǒng)是為了滿足不同汽車用戶的潛在需求，延長汽車服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈，提高用戶精細(xì)化管理水平，降低用戶的駕駛成本。

1、架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在J2EE規(guī)范下，采用B/S架構(gòu)，如圖1所示，具體包括：車輛終端(T)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集及車輛局部控制。采控網(wǎng)關(guān)(CCG)，負(fù)責(zé)臨時(shí)存儲(chǔ)終端采集信息及對(duì)終端控制。采控服務(wù)器(CCS)，負(fù)責(zé)對(duì)采控網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及監(jiān)控?？刂瓶蛻舳?CC)，負(fù)責(zé)與各服務(wù)器的交互處理。路由網(wǎng)關(guān)(RG)，負(fù)責(zé)管理采控服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器及對(duì)控制客戶端路由。告警網(wǎng)關(guān)(WG，負(fù)責(zé)接收告警信息，并通過各種手段通知給用戶。存儲(chǔ)服務(wù)器(SS)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)終端采集到的數(shù)據(jù)信息及查詢讀取，并控制匯總服務(wù)器的運(yùn)行。匯總服務(wù)器(GS)，負(fù)責(zé)匯總采集的數(shù)據(jù)流信息到數(shù)據(jù)庫。

本系統(tǒng)的架構(gòu)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：（1）采用主流的SSH技術(shù)框架，提高系統(tǒng)開發(fā)效率、運(yùn)行效率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和高擴(kuò)展性。（2）可插拔式的數(shù)據(jù)接收平臺(tái)配置功能，保證了隨著終端數(shù)量增加，隨時(shí)擴(kuò)大數(shù)據(jù)接收能力。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)引入“云存儲(chǔ)”概念，解決了海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，保證了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、一致性和完整性。（4）提供強(qiáng)大的硬件、軟件防火墻以及各項(xiàng)安全機(jī)制支持，保護(hù)系統(tǒng)的安全可靠。

2、硬件開發(fā)

2.1 終端開發(fā)

本系統(tǒng)的硬件以1939CAN協(xié)議為基礎(chǔ)，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)議，開發(fā)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的車載終端。采用TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸；支持多種工作模式；心跳包技術(shù)。智能防掉線，支持在線檢測(cè)和掉線重?fù)堋ＶС侄绦?、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開網(wǎng)絡(luò)連接。管理方式多樣且易于掌握，支持WEB/Telnet/Consolet，配置界面簡潔。終端的體積小，對(duì)于移動(dòng)設(shè)備植入方便。

本系統(tǒng)具有多層保護(hù)：在原來（軟件保護(hù)+CPU內(nèi)置看門狗保護(hù)，外置看門狗保護(hù)）系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加一級(jí)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)保護(hù)SWP（System Watch Protect），靈活解決了終端設(shè)備“假在線”、“假死機(jī)”、“當(dāng)機(jī)”等疑難問題?？缮?jí)更新Firmware，獲得良好傳輸質(zhì)量。硬件具有超大緩存：可以提供16M的客戶傳輸數(shù)據(jù)緩存?？蓪?shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及專網(wǎng)靈活組網(wǎng)方式，具有Client和Server兩種模式。EMC認(rèn)證：通過電力3000V電擊測(cè)試，對(duì)惡劣環(huán)境，如工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

2.2 設(shè)備采購

本系統(tǒng)需采購的硬件包括服務(wù)器、負(fù)載均衡、防火墻、磁盤陣列、SAN交換機(jī)、交換機(jī)等。

3、軟件部署

3.1 操作系統(tǒng)

Windows Server 2008 是專為強(qiáng)化下一代網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序和 Web 服務(wù)的功能而設(shè)計(jì)，可在企業(yè)中開發(fā)、提供和管理豐富的用戶體驗(yàn)及應(yīng)用程序，提供高度安全的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，提高和增加技術(shù)效率與價(jià)值。

Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。它能運(yùn)行主要的UNIX工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

3.2 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫搭建在Oracle平臺(tái)上，總體分為三個(gè)部分，如圖2所示，自下而上分別為接口層、中間層及應(yīng)用層。接口層：負(fù)責(zé)各平臺(tái)、接入點(diǎn)及終端數(shù)據(jù)的加載及存儲(chǔ)。中間層：對(duì)接口層數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、清洗，形成可用于系統(tǒng)調(diào)用、報(bào)表開發(fā)的規(guī)整大表。應(yīng)用層：根據(jù)客戶需求開發(fā)一系列的應(yīng)用型報(bào)表。

3.3 虛擬工具

VMware提供強(qiáng)大的、集成的云基礎(chǔ)架構(gòu)，該架構(gòu)具有出類拔萃的控制能力和簡單性。VMware vSphere 4能實(shí)現(xiàn)資源管理和服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）的自動(dòng)化，能將數(shù)據(jù)中心的工作重點(diǎn)從基礎(chǔ)架構(gòu)維護(hù)轉(zhuǎn)移到服務(wù)交付。服務(wù)器和存儲(chǔ)平臺(tái)專為與vSphere無縫集成而設(shè)計(jì)，能夠針對(duì)服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）以及底層硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高水平的系統(tǒng)控制和簡化的管理。

3.4 中間件

中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶機(jī)/ 服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計(jì)算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)通訊。

3.5 應(yīng)用軟件

Tomcat是一個(gè)免費(fèi)的開放源代碼的Web 應(yīng)用服務(wù)器，屬于輕量級(jí)應(yīng)用服務(wù)器，在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調(diào)試JSP 程序的首選。

Memcache是一個(gè)高性能的分布式的內(nèi)存對(duì)象緩存系統(tǒng)，通過在內(nèi)存里維護(hù)統(tǒng)一、巨大的hash表，它能夠用來存儲(chǔ)各種格式的數(shù)據(jù)，包括圖像、視頻、文件以及數(shù)據(jù)庫檢索的結(jié)果等。簡單的說就是將數(shù)據(jù)調(diào)用到內(nèi)存中，然后從內(nèi)存中讀取，從而大大提高讀取速度。

4、系統(tǒng)功能

4.1 交通安全

提高道路交通管理效率，變被動(dòng)為主動(dòng)。（1）不良駕駛報(bào)警：對(duì)超速、疲勞駕駛、空擋滑行、過長怠速等事件進(jìn)行報(bào)警，提醒駕駛員，并在管理網(wǎng)站顯示報(bào)警信息，提醒管理者關(guān)注和處理。（2）歷史軌跡回放：回看車輛運(yùn)行軌跡，全面再現(xiàn)運(yùn)行情況，包括車速、停車、告警等信息。系統(tǒng)每10秒鐘記錄一次車輛的運(yùn)行信息，方便管理人員隨時(shí)導(dǎo)出任意時(shí)段的歷史軌跡。（3）在線圖像抓拍：管理網(wǎng)站提供自動(dòng)或手動(dòng)圖像抓拍功能，掌控車輛及司機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

4.2 節(jié)能減排

對(duì)駕駛成本進(jìn)行分析,得出油氣耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能耗可控制。（1）單車油耗分析：通過對(duì)單車?yán)锍?、油耗、加油量、燃油消耗量等信息的統(tǒng)計(jì)，綜合分析車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合行駛線路、駕駛行為等因素為用戶提供全面的節(jié)油方案。（2）車隊(duì)比較：在監(jiān)控時(shí)間內(nèi)，通過對(duì)比車隊(duì)燃油消耗量，綜合評(píng)估車隊(duì)間、車隊(duì)內(nèi)車輛油耗指標(biāo)的差異，為進(jìn)一步提升燃油利用率提供參考信息。（3）燃油防盜：車載終端和燃油報(bào)警器實(shí)時(shí)互聯(lián)，檢測(cè)到油箱燃油（氣）變化后，對(duì)異常油位波動(dòng)及時(shí)報(bào)警，提醒司機(jī)注意。

4.3 智能交通

提供實(shí)時(shí)交通信息服務(wù)，降低交通擁堵率，杜絕違規(guī)行駛。（1）偏線報(bào)警：在管理網(wǎng)站記錄的車輛歷史軌跡中設(shè)置起點(diǎn)與終點(diǎn)，形成固定線路。與（任意）車輛綁定后，若車輛實(shí)際行駛軌跡與設(shè)定路線有偏差，網(wǎng)站和終端將立即報(bào)警減少車輛繞行；（2）實(shí)時(shí)查看定位狀態(tài)：系統(tǒng)通過GPS/北斗定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)站的實(shí)時(shí)定位，快捷操作快速查看車輛位置、車速等信息，提高行車安全，降低交通擁堵率。

5、結(jié)束語

本文提出的汽車服務(wù)系統(tǒng)，是為結(jié)決現(xiàn)代交通所面臨的一系列問題，基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用B/S架構(gòu)，具有兼容性好，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，支持跨平臺(tái)操作，消除了客戶端的使用限制，靈活性高、可擴(kuò)展性好、升級(jí)維護(hù)易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),能夠很好的滿足不同行業(yè)用戶的諸多需求,系統(tǒng)將會(huì)受到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

[1] 劉小洋,伍民友. 車聯(lián)網(wǎng): 物聯(lián)網(wǎng)在城市交通網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用[J].2012,32(4): 900-904.

[2] 朱燕民,李明祿,倪明選. 車輛傳感器網(wǎng)絡(luò)研究. 中興通訊技術(shù)[J]. 2009, 15 ( 5): 28-32.

[3] 馮濤. 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息安全研究. 信息安全與技術(shù)[J]. 2011, 8 ( 3): 27-30.

[4] 黃偉. 城市場景下車聯(lián)網(wǎng)競爭轉(zhuǎn)發(fā)路由協(xié)議研究:(碩士學(xué)位論文). 大連:大連海事大學(xué). 2012.

[5] 顧振飛. 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)研究:(碩士學(xué)位論文). 南京:南京郵電大學(xué). 2012.

Auto Service System Based on The Technology of Car Networking

Ma Denghui,Han Guang（
Automobile of Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710000）

In order to meet the needs of different automobile users, and to solve the modern traffic problem, such as safety, energy and road congestion. This paper puts forward a kind of auto service system based on the technology of vehicle networking. This system adopts B/S architecture and has high compatibility terminal; It's under the mainstream operating system, based on the J2EE specification, according to different user needs to develop more application software. This system has a strong adaptability, and supported by the characteristics of the cross-platform operation. This system eliminates the client use restrictions, upgrade maintenance easy to implement.

car networking; service; system

U461.9

B

1671-7988(2015)06-122-03

馬登輝，就讀于長安大學(xué)汽車學(xué)院載運(yùn)工具運(yùn)用工程專業(yè)。