侯 群，關(guān)雅琪

（江漢大學(xué)，湖北 武漢 430056）

0 引 言

智慧交通、車聯(lián)網(wǎng)正在成為解決城市交通問題的重要途徑，是緩解交通擁堵、停車難、提高交通運輸和管理效率的有效手段。隨著無線地磁傳感器網(wǎng)絡(luò)在車輛檢測應(yīng)用上的成熟，智慧停車進入了推廣落地階段：全方位智能停車誘導(dǎo)、停車導(dǎo)航、車流及車位信息發(fā)布、停車管理等技術(shù)的應(yīng)用，標(biāo)志著我國智能交通及智能停車市場開始進入爆發(fā)期[1-3]。

為了滿足龐大的智能停車市場需求，眾多停車運營商都在快速部署、落地各種停車應(yīng)用。但是運營商若缺少全網(wǎng)平臺的支撐，會導(dǎo)致垂直應(yīng)用小、多、散，各類數(shù)據(jù)匯總困難，難以為數(shù)據(jù)挖掘提供支持；無業(yè)務(wù)支撐平臺將導(dǎo)致新業(yè)務(wù)開發(fā)周期變長，無法形成規(guī)模效應(yīng)，存在集中管理困難等問題。隨著車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容的不斷豐富，需要統(tǒng)一解決穩(wěn)定可靠運行、互聯(lián)互通、協(xié)同工作、大數(shù)據(jù)智能等共性問題。以集中建設(shè)的方式建設(shè)統(tǒng)一的運行、數(shù)據(jù)、服務(wù)平臺，以統(tǒng)一的架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范，通過運行、數(shù)據(jù)、服務(wù)三層平臺形成可持續(xù)運營的智能底座，使各種應(yīng)用能夠便捷地插入底座，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同工作、靈活擴展，賦能智慧網(wǎng)聯(lián)、智慧交通乃至智慧城市應(yīng)用和創(chuàng)新[4-6]。

1 地磁數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

車輛檢測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖1所示。各地磁檢測節(jié)點設(shè)備（SN）負責(zé)采集、加密上行用戶數(shù)據(jù)，或接收下行用戶控制命令；LoRa網(wǎng)關(guān)設(shè)備（GW）橋接低功耗網(wǎng)絡(luò)中的SN和IP網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Network Server）管理和配置SN節(jié)點的速率和頻率；應(yīng)用服務(wù)器（Application Server）解密SN發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，或者發(fā)送下行控制命令[7-8]。

圖1 車輛檢測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲

網(wǎng)絡(luò)速率按照鏈路質(zhì)量的變化動態(tài)調(diào)整，進行雙向傳輸?？勺儓笪拈L度每節(jié)點55～222 B，可變傳輸速率每節(jié)點0.018 b/s～37.5 Kb/s。網(wǎng)絡(luò)安全包括SN入網(wǎng)合法性校驗，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包合法性、完整性校驗，端到端AES 128加密，網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層數(shù)據(jù)雙重加密。

2 地磁數(shù)據(jù)平臺體系結(jié)構(gòu)

車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)平臺體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。平臺數(shù)據(jù)流包括信息數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)流。地磁終端的數(shù)據(jù)流是地磁終端采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過車輛檢測數(shù)據(jù)運營平臺的認(rèn)證后，在路由引擎的尋址幫助下，在保證網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全的前提下，獲取地磁終端采集的相關(guān)數(shù)據(jù)[9-10]。

圖2 車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)平臺體系結(jié)構(gòu)

業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)流是車輛數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用其他行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)能力的數(shù)據(jù)流程，即云能力數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)除了可以直接為用戶提供業(yè)務(wù)應(yīng)用外，還可通過標(biāo)準(zhǔn)的API，以業(yè)務(wù)引擎的方式向外提供業(yè)務(wù)處理服務(wù)，比如道路停車API向外部系統(tǒng)提供車位租賃查詢，通過業(yè)務(wù)引擎開發(fā)自動繳費應(yīng)用等。

業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)流可以提高車輛數(shù)據(jù)運營平臺的業(yè)務(wù)能力，為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)邏輯云能力。開放的數(shù)據(jù)平臺是一個面向應(yīng)用的開放環(huán)境，開發(fā)人員只需要調(diào)用業(yè)務(wù)控制數(shù)據(jù)流就可以開發(fā)。

3 車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)設(shè)計

車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)平臺由6大主要模塊組成，分別為用戶登錄、我的賬戶、我的物聯(lián)、智能物聯(lián)、統(tǒng)計分析及報表、預(yù)警管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)平臺結(jié)構(gòu)

（1）用戶登錄模塊具有識別用戶身份的功能。

（2）我的賬戶模塊具有查看、修改、設(shè)置用戶相關(guān)信息等功能。

（3）我的物聯(lián)模塊具有查看和添加用戶的傳感器設(shè)備和控制器設(shè)備，以及快捷查看實時數(shù)據(jù)等功能。

（4）智能物聯(lián)模塊具有查看、添加表達式和發(fā)送內(nèi)容，以及管理執(zhí)行計劃和單元等功能。

（5）統(tǒng)計分析及報表模塊具有導(dǎo)出數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)、對傳感器數(shù)據(jù)的范圍分布進行分析、對報警數(shù)據(jù)進行分析等功能。

（6）預(yù)警管理模塊具有添加數(shù)據(jù)發(fā)送對象，設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送聯(lián)系人群組以及查看通知歷史等功能。

3.1 我的賬戶模塊

我的賬戶模塊包括以下功能：

（1）設(shè)置個人信息：查看、編輯用戶的用戶名、電話、email等個人信息；設(shè)置是否接收郵件通知；查看、重新生成Userkey；查看當(dāng)前用戶的使用權(quán)限；快捷跳轉(zhuǎn)到充值界面。

（2）賬戶充值：輸入充值卡卡號、密碼，為當(dāng)前用戶賬戶充值；購買充值卡。

（3）系統(tǒng)通知：查看系統(tǒng)為用戶發(fā)送的通知信息。

（4）修改密碼：修改用戶的登錄密碼，保障用戶賬戶的安全。

（5）退出登錄：退出當(dāng)前登錄。

3.2 我的物聯(lián)模塊

我的物聯(lián)模塊包括以下功能：

（1）我的設(shè)備：查看當(dāng)前用戶已添加設(shè)備的標(biāo)識、類型、名稱、地理位置、是否可控、是否公開、排序號等相關(guān)信息；查看該欄設(shè)備日志、管理圖片、編輯、刪除的操作；添加新設(shè)備；添加新的SN功能。

（2）傳感器與控制器：查看用戶當(dāng)前連入的所有傳感器，并支持按網(wǎng)關(guān)類型、傳感器類型、傳感器標(biāo)識、傳感器名稱進行分類查詢；添加新的傳感器信息；用于查看用戶當(dāng)前連入的所有控制器，并支持按網(wǎng)關(guān)類型、控制器類型、控制器標(biāo)識、控制器名稱進行分類查詢；添加新的控制器信息。

（3）實時數(shù)據(jù)：用于查看當(dāng)前各設(shè)備的實時數(shù)據(jù)。

3.3 智能物聯(lián)模塊

智能物聯(lián)模塊如圖4所示。

圖4 智能物聯(lián)模塊

（1）表達式管理：查看所有表達式的標(biāo)識、介紹、類型、是否輸出文本等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的表達式。

（2）發(fā)送內(nèi)容管理：查看所有發(fā)送內(nèi)容的標(biāo)題、內(nèi)容等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的發(fā)送內(nèi)容，并支持實時測試。

（3）自動發(fā)送設(shè)置：查看自動發(fā)送的發(fā)送方式、發(fā)送內(nèi)容、重復(fù)方式、是否開啟、上次發(fā)送時間等信息并支持編輯、刪除等操作。

（4）控制命令管理：查看執(zhí)行命令的標(biāo)題、設(shè)備、方法名、參數(shù)等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的執(zhí)行命令。

（5）執(zhí)行單元管理：查看執(zhí)行單元的名稱、命令、介紹等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的執(zhí)行單元。

（6）執(zhí)行計劃設(shè)置：查看執(zhí)行計劃的名稱、執(zhí)行單元、重復(fù)方式、是否開啟、上次執(zhí)行時間等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的執(zhí)行計劃。

（7）觸發(fā)器：查看觸發(fā)器對應(yīng)的傳感器、介紹、類型、是否開啟等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的觸發(fā)器。

3.4 統(tǒng)計分析及報表模塊

統(tǒng)計分析及報表模塊如圖5所示。

圖5 統(tǒng)計分析及報表模塊

（1）歷史走勢分析：查詢傳感器數(shù)據(jù)的歷史走勢，并支持根據(jù)選擇的傳感器、網(wǎng)關(guān)類型、自定義時間等進行條件查詢，據(jù)此分析傳感器的狀態(tài)。

（2）歷史數(shù)據(jù)查詢：查詢傳感器的歷史數(shù)據(jù)，支持用戶自己選擇傳感器進行顯示。

（3）傳感器對比分析：查詢傳感器數(shù)據(jù)，支持用戶自己選擇的傳感器進行顯示；

（4）數(shù)據(jù)分布統(tǒng)計：根據(jù)用戶自己選擇網(wǎng)關(guān)上的傳感器查詢該傳感器一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，并支持按照數(shù)值范圍篩選顯示。

（5）數(shù)據(jù)報警分析：根據(jù)用戶自己選擇網(wǎng)關(guān)上的傳感器查詢該傳感器一段時間內(nèi)的報警數(shù)據(jù)，并支持按照數(shù)值范圍篩選并顯示。

（6）數(shù)據(jù)導(dǎo)出：查看所有傳感器設(shè)備的標(biāo)識、類型、名稱、數(shù)據(jù)最后更新時間、最多保存的數(shù)據(jù)量等信息，同時導(dǎo)出數(shù)據(jù)，并支持按照用戶選擇的傳感器類型、標(biāo)識、名稱進行篩選并顯示。

3.5 預(yù)警管理模塊

預(yù)警管理模塊包括以下功能：

（1）我的通訊錄：查詢通訊錄中聯(lián)系人的姓名、手機號、email、微信號、介紹等信息并支持編輯、刪除等操作；添加新的聯(lián)系人。

（2）通知組管理：查看所有消息通知組的組名、描述、組中聯(lián)系人等信息，并支持編輯、刪除等操作；創(chuàng)建新的通知群組。

（3）通知歷史：查看所有通知歷史的來源、接收對象、類型、標(biāo)題、內(nèi)容、時間、結(jié)果等信息，根據(jù)用戶選擇的設(shè)備、時間段等信息進行篩選并顯示。

4 結(jié) 語

智慧交通是智慧城市的重要構(gòu)成部分，智能停車是智慧城市的微觀單元。本項目以應(yīng)用需求驅(qū)動設(shè)計，以持續(xù)可運營為優(yōu)先選擇因素，以開放的設(shè)計方案，本著安全性的原則，將智能停車與智慧城市緊密結(jié)合，建立了基于地磁傳感器的車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)平臺。該平臺系統(tǒng)通過建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)地磁數(shù)據(jù)全網(wǎng)平臺，匯聚各類數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)共享提供支持，實現(xiàn)對城市全貌從宏觀到微觀、從靜態(tài)到動態(tài)的一體化精確掌控。城市與車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)所包含的感知數(shù)據(jù)融合平臺、城市輔助決策系統(tǒng)、城市融合感知一體化交互系統(tǒng)將成為今后智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。