【正文】 ........................................................................................... 68 6 結(jié)論與展望 ............................................................................................................. 69 VI 目 錄 論 文 總 結(jié) ........................................................................................................... 69 展望 ................................................................................................................... 70 謝 ...................................................................................................................... 71 致 參考 文 獻(xiàn) ...................................................................................................................... 73 附 錄 ...................................................................................................................... 77 作者 在攻 讀 學(xué) 位 期 間 發(fā) 表 的論 文 目錄 ............................................................ 77 作 者在 攻 讀 學(xué) 位期 間 參 加 的科 研 項(xiàng) 目 目錄 .................................................... 77 A. B. VII 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 VIII 1 緒 論 1 緒 論 論文的目的和意義 隨著我 國(guó) 經(jīng)濟(jì) 的 持續(xù) 、 穩(wěn)定、 高 速的 發(fā) 展， 道 路交通 等 基礎(chǔ) 設(shè) 施智 能 化水 平 的不斷提 高 ，中國(guó) 汽車 市場(chǎng)高速 發(fā) 展，車 輛的 數(shù)量日益 增 多。 第二 ， 深入剖析車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)所需的關(guān)鍵技術(shù) ， 即 ： Android 系 統(tǒng) 、 地理 信息系 統(tǒng) （ GIS） 、 全 球 定位系 統(tǒng) （ GPRS） 、 3G 無(wú)線通信技術(shù)等 。 首先，了解 GPS 車 輛 監(jiān)控導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r ， 通過(guò)分析其總體構(gòu) 架 、 、 軟硬件設(shè)備 、 工 作原理以及功能模 塊 ， 挖掘現(xiàn)有車輛監(jiān)控導(dǎo)航系統(tǒng)中存在的 不足，從 而 提 出 了 一種 以手機(jī)作 為 車載數(shù) 采終 端的車輛 遠(yuǎn) 程監(jiān)控 系統(tǒng) 的方案， 該 方案基于 Android 手機(jī)操作系統(tǒng) ， 利用 3G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊 ， 然后監(jiān)控中心服務(wù) 器將上傳 的 數(shù)據(jù)進(jìn) 行分 析、處理 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì) 目標(biāo) 車輛的實(shí) 時(shí) 監(jiān)控、 歷史 軌跡回放 、 車輛報(bào)警等功能。 最后， 對(duì)本 系統(tǒng)進(jìn)行 了 實(shí)車聯(lián)調(diào) 測(cè) 試，完 成系 統(tǒng)軟硬件 的 配置， 實(shí) 現(xiàn) 車載數(shù)據(jù) 的 無(wú)線傳 輸和 實(shí)時(shí)采集 、 監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)解析以及行車軌跡顯示等功能。為了 解決 這一系列 的 問(wèn)題， 從而 提出了智 能 交通系統(tǒng) ITS（ Intelligent Transport System） ， 并得到了迅速的發(fā)展 。 可以看出 ， Android 不僅是手 機(jī) 操作系統(tǒng) ， 其 在推動(dòng)信息社會(huì)的發(fā)展起到了實(shí)實(shí)在在的作用。 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 從 20 世紀(jì)伊始 ， 國(guó)外就致力于智能交通系統(tǒng)的研究工作 ， 尤其是美國(guó) 、 日本 和歐洲各國(guó)。美國(guó)較多將碼分多址 CDMA、蜂窩數(shù)字式分組數(shù)據(jù)交換 網(wǎng) CDPD 和 Inter、 結(jié)合 GPS 應(yīng)用于車輛導(dǎo)航 、 急救和物流的終端機(jī) 上 [9]， 如美 國(guó)的聯(lián)合包裹服務(wù)公 司 （ UPS） ， 通過(guò)引進(jìn) WEBGIS 技術(shù) ， 監(jiān)控服 務(wù) 商向用戶提供 網(wǎng)上查詢 和 跟蹤?quán)] 件服 務(wù)，同時(shí) ， 公司可 以在 遠(yuǎn)程知道 郵 件配送 車輛 的位置和 狀 態(tài) ； 20xx 年美國(guó)通用福特汽車公司首先推 出 的“ onStar”系統(tǒng)，如圖 所示， 它通過(guò)無(wú) 線 網(wǎng)絡(luò)將 車輛 的位置信 息 與用戶 的要 求反饋給 服 務(wù)中心 ，服 務(wù)中心以 最 快的速度響應(yīng)用戶的要求 ， 在 20xx 年 ， “ onStar”系統(tǒng)的車載導(dǎo)航儀已經(jīng)作為汽 車 的 標(biāo)準(zhǔn)配置安裝在 30 多種型號(hào)的汽車上了。法國(guó) 的 Sercel 公司研 發(fā) 的車輛跟蹤系 統(tǒng) SYLETRACK 采用時(shí)分多路通信 方 式，利 用 它的通信模 塊與 GPS 集成開(kāi)發(fā)出的 GPSTRACK 車輛跟 蹤 系統(tǒng)已在機(jī)場(chǎng)的車輛監(jiān)控中應(yīng)用 。 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)就開(kāi)展了對(duì) GPS 導(dǎo)航和車輛定位方面的研究，在 這過(guò)程中 ， GPS 車輛 監(jiān) 控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段 。 20xx 年以來(lái)，上汽 在“十 城 千 輛 ” 新 能 源汽車 推 廣項(xiàng) 目 以 及 智能交 通 汽車 項(xiàng) 目 的 推動(dòng)下 ， 啟動(dòng) 了 “上汽新 能 源汽車 遠(yuǎn)程 監(jiān)控系 統(tǒng) ” 的項(xiàng)目 ，成 功研發(fā)了 功 能完善 的實(shí) 時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān) 控 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了新能源汽車在示范運(yùn)行過(guò)程中的全程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集 。因此 ， 本論文 旨在 吸收國(guó)內(nèi) 外 車輛監(jiān) 控系 統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的 基 礎(chǔ)上，采用 Android 智 能手機(jī)作為車載終端的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，充分融合 GPS 導(dǎo)航 定位技術(shù) ， 以汽車 OBDⅡ接口 、 3G 無(wú)線 網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)和 GPS 導(dǎo)航定位技術(shù)相結(jié)合的 車輛遠(yuǎn)程 監(jiān) 控系統(tǒng) 為研 究目標(biāo)， 開(kāi) 發(fā)車輛 遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng) 中 心服務(wù) 器軟 件，實(shí)現(xiàn) 車 輛的實(shí)時(shí) 監(jiān) 控、軌 跡回 放、車輛 報(bào) 警等功 能； 建立以車 輛 為核心 的數(shù) 據(jù)庫(kù)，實(shí) 現(xiàn) 對(duì)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)管理和查詢等。 最后，介 紹 了本課 題研 究的主要 內(nèi) 容，從整體上把握本文將要完成的工作。 圖 Android 系 統(tǒng) 架 構(gòu) the architecture of Android system Linux Kernel（ Linux 內(nèi)核 ） ： Android 是依賴 版，內(nèi)核部分 是 介于硬 件層和系統(tǒng)中其他軟件組之間的一個(gè)抽象層次，它為 Android 核心系統(tǒng)的安全 9 APPLICATIONS Home Contacts Phone Browser 應(yīng)用程序框架層（ Application Framework） ： 應(yīng) 用程序框架層為開(kāi)發(fā)者提供豐 富的組件 ， 核心應(yīng)用程序就是依賴框架層次 API 接口開(kāi)發(fā)的 。 同時(shí) ， 隨著 GIS 技 術(shù) 的發(fā)展成熟， 在 GPS 車輛定位跟 蹤 系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，各個(gè)車輛的位置數(shù)據(jù)由無(wú)線通 信技術(shù)上 傳 到監(jiān)控 中心 服務(wù)器， 監(jiān) 控中心 通過(guò) 電子地圖 對(duì) 車輛進(jìn) 行實(shí) 時(shí)監(jiān)控、 調(diào) 度和管理等。同時(shí) ，百 度地圖還 提 供開(kāi)放接口的 GIS 軟 件 ， 開(kāi)發(fā)人員可以方便的調(diào)用百度地圖的各項(xiàng)服務(wù) ， 通過(guò) API 接口對(duì)百度地圖服務(wù)進(jìn)行管理 。 地面監(jiān) 控 系統(tǒng)： GPS 衛(wèi)星的 地 面監(jiān) 控 系統(tǒng) 包 括一個(gè) 主 控站 、 三個(gè) 注 入站和五 個(gè)監(jiān)測(cè)站。隨著全球衛(wèi) 星 定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn) 、 軟硬件的不斷完善和 定 位精度的 控 制，其應(yīng) 用 領(lǐng)域已 擴(kuò)展 到民用領(lǐng) 域 ，并開(kāi) 始深 入人們的 日 常生活 中， 如：車輛 導(dǎo) 航與定位 、 工程測(cè) 量、 車輛實(shí)時(shí) 調(diào) 度、出 行路 徑規(guī)劃、 船 只的航 線測(cè) 定、空中 救 援等。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 ： GIS 一 般 配備有地理數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ， 其基本功能包括數(shù) 據(jù)庫(kù)的定義、建立、維護(hù)、操作和通信。 第四層次和第三層次之間是 Android 的系統(tǒng) API 接口 ， 對(duì)于 Android 應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā) ， 第三層次以下的內(nèi)容是不可見(jiàn)的 ， 僅考慮系 統(tǒng)的 API 即可。這一層 次由 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于內(nèi)核空間。該平臺(tái)由操作系統(tǒng)、中 間件、用戶界面和應(yīng) 用 軟件組成，它是一種 基 于 Linux 的自由的 操 作系統(tǒng)，通過(guò) Google 公司的 Apache 開(kāi)源許可證的授權(quán)方式獲取 Android 系統(tǒng)的源代碼，因此， Android 系統(tǒng)不僅應(yīng)用與智能手機(jī)系統(tǒng)，還被移植到不同的硬件平臺(tái)上。 ③通過(guò) 比 較不 同 數(shù)據(jù) 庫(kù) 的優(yōu)缺 點(diǎn) 和系 統(tǒng) 的性 能 要求， 選 擇 合 適 的數(shù) 據(jù) 庫(kù)管 理 系統(tǒng)作為 中 心服務(wù) 器的 數(shù)據(jù)庫(kù)。 由 北京理工 大 學(xué)副校 長(zhǎng)孫 逢春教授 領(lǐng) 先研制的鋰離子動(dòng)力電池客車在 20xx 年奧運(yùn)會(huì)期間被大規(guī)模投入使用 ， 為了防止 車輛在行 使 過(guò)程中 發(fā)生 故障，尤 其 是車輛 重要 部件電池 的 情況， 負(fù)責(zé) 整車設(shè)計(jì) 研 發(fā)的北京 理 工大學(xué) 林程 教授還研 發(fā) 了智能 調(diào)度 監(jiān)控系統(tǒng) ， 使得電 動(dòng)客 車實(shí)現(xiàn)整 車 信息化和 自 動(dòng)化， 即使 任何一輛 車 上的任 何一 塊電池出 現(xiàn) 問(wèn)題， 專家 小組也可 以 實(shí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 20xx 年 ， 中國(guó) 電 信與 OnStar、 GBook 的國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)提 供者達(dá)成了合作，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；另外，中國(guó)電信還推出 GPS 車 輛 調(diào)度解決方案 與業(yè)務(wù) 。 同 時(shí) ， 國(guó) 際 上 其他許 多 組織 ， 如 COMADEM（ Condition Monition and Engineering Management ） 、 SMFPT （ Society for Machinery Failure Prevention Technology） 、 MIMOSA（ Machinery Information Management Open System Alliance） 等也紛紛通過(guò) Inter 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷的技術(shù)推廣工作 ， 并且制定了數(shù)據(jù) 交換 的 標(biāo)準(zhǔn) 和 格 式。 目前日本利用導(dǎo)航定位技術(shù)進(jìn)行車輛信息與通信系統(tǒng) 、 不停車收 費(fèi)系統(tǒng)和道路支援系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā) [11]。之后 ， 這些同 時(shí)共 同 合 作開(kāi) 發(fā) 出了一 套新 的試驗(yàn)系 統(tǒng) Testbed，該系統(tǒng)的特 點(diǎn) 是： ①采用嵌入式的 Web 組網(wǎng)方式； ②采用 Bayesian Net 和 JAVA 搭建平臺(tái)； ③實(shí)現(xiàn)在 Inter 范 圍 內(nèi)的監(jiān)控信息和診斷推理。 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用 Android 智能手機(jī)作為車輛數(shù)采終端，無(wú)需專用的、 昂貴的車 載 終端， 降 低 了系統(tǒng)成 本 ，使整 個(gè)系 統(tǒng)更易被 用 戶所接 受， 從而推廣 整 個(gè)系統(tǒng)的安 裝 。 Android 是 Google 于 20xx 年底開(kāi)發(fā)出來(lái)的開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng) ， 是首個(gè)為移動(dòng) 終端打 造 的真 正 開(kāi)放 和 完整的 移 動(dòng)軟 件 [4]。交 通 事故頻 繁發(fā) 生、交通 擁 堵也越 來(lái)越 突出，這 些 問(wèn)題直接影響著社會(huì)的發(fā)展和人民的生活和生命財(cái)產(chǎn)安全 [1]。 采用 Android 智能手機(jī) 、 ELM32 車輛 OBD 系 統(tǒng) 的集成為一個(gè)車載終端采集車輛動(dòng)態(tài) 數(shù) 據(jù) ，從而實(shí)現(xiàn)了用專用設(shè)備作為數(shù)據(jù)采集終端的弊端 。 基 于 Android 智 能手機(jī) 的 車輛 遠(yuǎn) 程監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的設(shè) 計(jì) 與 開(kāi) 發(fā) 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （ 學(xué)術(shù) 學(xué) 位） 教 授 專 業(yè) ：車輛 工 程 學(xué) 科門 類 ：工 學(xué) 重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二 O 一 四 年 五月 Research of the Remote Monitoring System of the Vehicle Based on Andriod Smartphone A Thesis Submitted to ChongqingUniversity in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering By YuanNing Supervised by Prof. Yang Yalian Specialty: Vehicle Engineering College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing China. 中文 摘 要 摘 要 隨著我 國(guó) 經(jīng)濟(jì) 的 飛速 發(fā) 展，汽 車 數(shù)量 也 逐年 增 加，隨 之 出現(xiàn) 的 交通 問(wèn) 題也 日 益嚴(yán)重 。 并采用 B/S 架構(gòu)搭建監(jiān) 控中心服務(wù)器 ， 完成對(duì)上傳數(shù)據(jù)的接收