【正文】 和解析 ， 同時(shí) ， 選用 J2EE 作 為軟件開發(fā)平 臺 ， 采用 MVC 模式進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的軟件開發(fā) ， 實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的模塊化 ， 便于系 統(tǒng)的維護(hù)升 級 。 同時(shí) ， 利用車輛作案 和以車輛作為犯罪對象的案件日益增多 ， 由 于 車輛的機(jī)動性 ， 犯罪 分 子快速作案、 逃離現(xiàn)場 、 藏匿贓物 ， 這為公安民警破案 ， 取證帶來了極大的困 難 [2]。 Google 始終把移動 智能 手機(jī)終 端 作 為 切入點(diǎn)， 引 領(lǐng)其整 合全 球信息的 戰(zhàn) 略，同 時(shí)也 是對下一 代 信息技 術(shù)革 命大趨勢 的 把握 。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通系 統(tǒng) （ ITS） 的關(guān)鍵部分 ， 是目前國內(nèi)外研究的 重要前沿 課 題，各 國都 展開了積 極 的研究 。 上世紀(jì) 60 年代末期到 1997 年 ， 美國政府用于智能交通系 統(tǒng) （ ITS） 的研究開 發(fā)費(fèi)用年度預(yù)算總計(jì)為 億美元。 歐洲在 智 能交 通 和車 輛 導(dǎo)航應(yīng) 用 方面 的 發(fā)展 介 于美國 和 日本 之 間， 由 于歐 洲 各國政府 的 分 散 投 資和 各國的需 求 不一致 ，在 整個(gè)歐洲 建 立統(tǒng)一 的交 通信息系 統(tǒng) 困難重重。 許多 工 作也 在 他 們的 產(chǎn)品 中 加入 了 Inter 功能 ， 如賓 利 （ Bently） 公司研制 出 的計(jì)算機(jī)設(shè)備在線運(yùn)行檢測系統(tǒng) Data Manager20xx， 它可以 通過網(wǎng)絡(luò)動態(tài)數(shù)據(jù)交 換 （ Net DDE） ， 向遠(yuǎn)程終端發(fā)送設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息 。 20xx 年 1 月，中國聯(lián)通與中國一汽簽署合作協(xié)議，將在遠(yuǎn)程診斷、位置 服務(wù)、咨 詢 服務(wù)、 娛樂 服務(wù)、通 信 服務(wù)呼 叫中 心等相關(guān) 的 產(chǎn)品及 服務(wù) 方面開展 廣 泛合作 。吉林大學(xué)研究的基于 GPS/GPRS 的高 速 公路車輛監(jiān)控系 統(tǒng) [18]， 利用單片機(jī)搭載 GPS 和 GPRS 模塊控 制 內(nèi)部運(yùn)行軟件和車輛與 GPS、 GSM 6 1 緒 論 的通信， 同 時(shí)利用 語音 通話功能 完 成監(jiān)控 中心 與車輛人 員 的通話 ； 清 華大學(xué)對 車 輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中心軟件進(jìn)行了研究 [19]， 利 用 超圖公司的 SuperMap Object 的核心 控件 SuperMapWorkSpace 和 SuperMap 完成 GIS 功能，實(shí)現(xiàn)對電子 地 圖的操作， 完成系統(tǒng) 對 目標(biāo)的 監(jiān)控 、路徑優(yōu) 化 和路徑 選擇 的功 能 ， 但 未考慮 實(shí)際 交通網(wǎng)絡(luò) 中 紅綠燈、道路級別等因素對路徑選擇的影響；武漢大學(xué)研究了 GPS/GPRS/GIS 集 成技術(shù)在車輛定位和 監(jiān) 控中應(yīng)用 [20]，系統(tǒng)以 鞍 山環(huán)保局車輛管理系 統(tǒng) 為對象， 由 車載終端采集 GPS 信息并通過通信鏈路將 GPS 信息上傳到監(jiān)控 中 心服務(wù)器 ， 通過 對數(shù)據(jù)的解析和打包、共享內(nèi)存管理實(shí)現(xiàn)車輛的軌跡查詢，利用 TCP 記錄的批處 理實(shí)現(xiàn)車 輛 位置數(shù) 據(jù)通 信流量的 動 態(tài)控制 ，節(jié) 省了通信 費(fèi) 用 ； 太 原理 工大學(xué)利 用 LPC2294 微控制器 設(shè) 計(jì)了一種嵌入式車載采集終端的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系 統(tǒng) [21]，通過 GPRS 完成車載終端 與 服務(wù)器的通信 ， 重點(diǎn)對嵌入式車載終端的設(shè)計(jì) ， 以及與汽車 CAN（ Controller Area Network） 、 服務(wù)器的 通 信進(jìn)行了研究 ； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)對車 輛定位系統(tǒng)的匹配算法進(jìn)行了研究 [22]，通過 研 究的地圖匹配算法，將 GPRS 上傳 的運(yùn)動中的車輛 GPS 信息采用 DS 證據(jù)推理的方法匹配到道路上 ， 著重研究了車 載智能終 端 的硬件 電 路 、單片機(jī) 控 制程序 以及 地圖匹配 算 法 。 根 據(jù)系統(tǒng) 的各 個(gè)功能模 塊 ，設(shè)計(jì) 中心 數(shù)據(jù)庫的 概 念模型、 邏 輯結(jié) 構(gòu) 以及 物理結(jié) 構(gòu)， 最后實(shí) 現(xiàn) 中 心數(shù)據(jù) 庫 的 建立， 實(shí)現(xiàn) 對解析后 的 車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的存取和對數(shù)據(jù)、各種信息的管理，完成與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交互。 與操作系統(tǒng)類似 ， Android 系統(tǒng)的架構(gòu)同樣采用了分層的架構(gòu) 。 系統(tǒng)運(yùn)行庫 層 （ Libraries） ： 它為 Android 操作系統(tǒng)提供核心類庫 ， 包含了一些 C/C++庫 ， 同時(shí)提供 java 類庫所提供的絕大部分功能 ， 使其能被 Android 系統(tǒng)中不 同的組件使用，通過 Android 應(yīng)用程序框架為開發(fā)者提供服務(wù)。 地理信息系統(tǒng) GIS 概述 地理信息系統(tǒng) GIS（ Geographic Information System） 是近年來迅速發(fā)展起來的 一門集采 集 、存儲 、管 理、分析 、 顯示與 應(yīng)用 地理空間 數(shù) 據(jù) 于一 體 的 計(jì)算機(jī)信 息 系統(tǒng)，它 使 用直觀 的地 理圖形來 錄 入、管 理、 顯示和分 析 地理空 間響 應(yīng)的各種 數(shù) 據(jù)，為 數(shù) 字 地 球的 發(fā)展 和構(gòu)想 做 出 了 極大 的貢 獻(xiàn) [24]。 空間分析：通過拓?fù)淇臻g查詢和緩沖區(qū)分析等空間分析方法，利用 GIS 目標(biāo) 之間的空間關(guān)聯(lián)并結(jié)合各個(gè)目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行空間分析。 ① GPS 的組成 如圖 所示，全球 衛(wèi) 星定位系統(tǒng) GPS 由 三 部分組成：空間的導(dǎo)航衛(wèi)星、地 面監(jiān) 控 系統(tǒng)和用戶接收器。這樣，在地球 上何時(shí)何地最少可見 4 顆衛(wèi)星，接收地面 注 入站向其發(fā)送的星歷、時(shí)鐘和大氣校 正等參數(shù)作為導(dǎo)航信息。 在 20xx 年 8 月 26 日，百度 地 圖新增加了三維地圖的控件，這使百 度地圖不 僅 有普通 電子 地圖功能 ， 還能實(shí) 現(xiàn)三 維地圖導(dǎo) 航 。 GIS 經(jīng)過 了 近 30 年 的 發(fā)展，使其進(jìn)入了實(shí)用的階段，目前，他正與遙感技術(shù) RS、 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 一體化的方向發(fā)展 。 第二層次由 C/C++ 實(shí)現(xiàn) ， 與第一層次之間 ， 從 Linux 操作系統(tǒng)的角度來看 ， 是內(nèi)核空間和用戶空間的 分界線。 從下至上 ， Android 系統(tǒng)共分為 4 層，分別是系統(tǒng)內(nèi)核層 （ Linux Kernel） 、系統(tǒng)運(yùn) 行庫層 （ Libraries ） 、 應(yīng)用程 序 框架 層 （ Application Framework ） 、 應(yīng)用 程 序 層 （ Application）。 本章小結(jié) 本章開 始 先分 析 了研 究 本課題 的 目的 和 意義 ， 在此基 礎(chǔ) 上分 析 了車 輛 遠(yuǎn)程 監(jiān) 控系統(tǒng)以 及 相關(guān)的 信息 在國內(nèi)外 的 發(fā)展現(xiàn) 狀。 論文研究的主要內(nèi)容 隨著社 會 和智 能 化交 通 的進(jìn)一 步 發(fā)展 ， 原有 的 車輛監(jiān) 控 系統(tǒng) 已 經(jīng)不 能 滿足 用 戶和智能 交 通系統(tǒng) 的要 求。 在國內(nèi)的汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域，上汽走在國內(nèi)企業(yè)的前列 。 例如 Ledwitz 建立 自動調(diào)度體系 DART， 監(jiān)控中心通過與汽車通信來獲取數(shù)據(jù) ， 完成對公共交通運(yùn)輸 4 1 緒 論 系統(tǒng)汽車的調(diào)度和管理 [12]； Joshua Green 等人研究的自動車輛定位系統(tǒng) AVL 結(jié)合 了 GPS 技術(shù)和準(zhǔn)確的 GIS 數(shù)字地圖， GIS 的 使用使汽車的狀態(tài)的顯示更加直接， 這套體系也越來越多的運(yùn)用于公交、出租和物流運(yùn)輸車上 [1315]； Trias 研究了車輛 監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)地預(yù)報(bào)和發(fā)布乘客信息的技術(shù) ， 這使系統(tǒng)顯示內(nèi)容更加多樣化， 拓展了車輛監(jiān)控系統(tǒng)的功能 [16]。 CHRIN 是 使 用推算定位和地圖匹配技術(shù)將車輛顯示在 CDROM 存儲的 3 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 數(shù)字地圖上；而 EVA 除了能進(jìn)行推算定位和地圖匹配技術(shù)外，它還可以用圖形化 指令和合成語音為司機(jī)提供路徑引導(dǎo)。從 90 年 代開始， 美 國就相 繼完 成了車載 導(dǎo) 航系統(tǒng) 、車 載服務(wù)系 統(tǒng) 、通信 媒介 和其他智 能 交通系統(tǒng)的研究與試驗(yàn)。 隨著地理信息 系統(tǒng) GIS（ Geographic Information System） 、 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS（ Global Position System） 、 3G 無線通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展 ， 車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)逐漸 成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。從 20xx 年第 一 款實(shí)現(xiàn)可測量血壓的 Android 終端面世開始 ， 陸續(xù)出現(xiàn)了可 以作為車載導(dǎo)航的基于 Android 的終端，以及可以掃描二維碼、控制微波爐冰箱、 可以控制機(jī)頂盒的 Android 終端 [45]。 尤其是近年來隨著家 庭私人用 中 高檔車 輛數(shù) 量的急劇 攀 升，私 家車 主對自己 愛 車尋求 安全 保護(hù)，以 及 要求提供 必 要服務(wù) 的愿 望日益強(qiáng) 烈 。 第五， 結(jié) 合車 輛 遠(yuǎn)程 監(jiān) 控系統(tǒng) 的 功能 需 求編 程 實(shí)現(xiàn)各 個(gè) 功能 模 塊， 根 據(jù)人 機(jī) 交互的特 性 開發(fā)系 統(tǒng)的 界面 ， 方 便 用戶對 本系 統(tǒng)的操作 。 本課題是 在 重慶產(chǎn)學(xué) 研 合作創(chuàng) 新項(xiàng) 目 “重慶 恒 通新能 源客 車遠(yuǎn)程監(jiān) 控 系統(tǒng)開 發(fā) ” 和國家重點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)室專向經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目的支持下對車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。 根據(jù)這些關(guān)鍵技 術(shù)的工作 原 理設(shè)計(jì) 出本 系統(tǒng)的總 體 架構(gòu)， 并 設(shè) 計(jì)了監(jiān)控 系 統(tǒng) 各個(gè) 模塊 要實(shí)現(xiàn)的 功 能。作 為人 們最重要 的 交通工具 之 一，汽 車在 社會經(jīng)濟(jì) 和 生活中 扮演 著重要的 角 色。 ITS 的發(fā) 展 降低了交通事故 ， 優(yōu)化了對汽車的管 理，提高 了 交通運(yùn) 輸效 率 ， 增強(qiáng) 了 汽車的 安全 性和控制 性 ， 緩解 了 由 交通帶來 的 經(jīng)濟(jì)和能源的巨大壓力 。 對于汽 車 廠商 來 說， 該 系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn) 了實(shí) 時(shí) 數(shù)據(jù) 的 無線傳 輸 ，解 決 了采 集 數(shù)據(jù) 的 距離限制 問 題，提 高了 數(shù)據(jù)分析 處 理的效 率； 同時(shí)，該 系 統(tǒng)可以 長期 地、實(shí)時(shí) 地 監(jiān)控車輛 各 個(gè)部件 的參 數(shù)，從而 獲 取大量 真實(shí) 的汽車狀 態(tài) 參數(shù)， 通過 對這些參 數(shù) 進(jìn)行分析可以對車輛的性能進(jìn)行評估，以指導(dǎo)對車輛的改進(jìn)工作。 1997 年 1 月 ， 麻省理工大學(xué)和斯坦福大學(xué)就聯(lián)合主辦了首屆基于 Inter 的遠(yuǎn)程監(jiān)控系 統(tǒng)和診斷工作會 議 [8]， 有來自 30 多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和公司的 50 位代表到會 ， 會議討論 了遠(yuǎn)程監(jiān) 控 系統(tǒng)的 開放 式體系、 傳 輸協(xié)議 、診 斷信息規(guī) 程 以及對 用戶 的合法限 制 等，并對 未 來的科 技發(fā) 展做了展 望 。 從上世紀(jì) 70 年代開 始 ，日本政府就在智能交通 （ ITS）領(lǐng)域進(jìn)行 了 大量的資 金和政策 方 面的投 入， 以期形成 的 智能交 通系 統(tǒng)產(chǎn)業(yè)能 推 動日本 經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展， 其 致力于綜 合 車輛交 通控 制系統(tǒng)的 研 究，在 車輛 與導(dǎo)航系 統(tǒng) 和智能 交通 系統(tǒng)上走 在 世界的前列。 圖 “ onStar” 系統(tǒng) onStar system 除了美 國 、日 本 、歐 洲 以外， 新 興的 工 業(yè)國 家 和發(fā)展 中 國家 也 開始 了 對智 能 交通系 統(tǒng) （ ITS） 和車輛導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和研究 。 雖然車 輛 遠(yuǎn)程 監(jiān)控 和 導(dǎo) 航系統(tǒng) 的 市場 基 礎(chǔ)已 經(jīng) 具備， 但 是， 它 仍然 屬 于新 興 話題，汽 車 生產(chǎn)廠 商與 無線通信 運(yùn) 營商這 兩大 巨頭之間 的 博弈在 所難 免。 煙臺華東電子軟件 技 術(shù)有限公司開發(fā)出 一 套小型圖形化車載 終 端系統(tǒng)： HDRWT8003[17]， 如 圖 所示，該終端支持 Zigbee、 WiFi、 GPRS 以及 3G 等多 種通訊方 式 ，主要 應(yīng)用 于港口車 調(diào) 度、物 流車 輛遠(yuǎn)程定 位 監(jiān)控與 調(diào)度 、倉庫物 流 5 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 叉車調(diào)度等場合。 ②根據(jù) 車 輛遠(yuǎn) 程 監(jiān)控 系 統(tǒng)的工 作 要求 和 實(shí)現(xiàn) 的 功能， 合 理地 對 系統(tǒng) 進(jìn) 行軟 硬 7 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 件設(shè)計(jì) 。其關(guān)鍵技術(shù)如下。第三層次與第二層次之間 是本地代碼層和 java 代 碼層的接口。 數(shù)據(jù)編 輯 ：由 于 社會 變 化較快 ， 地圖 也 要實(shí) 時(shí) 的更新 ， 因此 ， 對于 用 戶來 說 主要功能就是對地理信息的編輯，通過數(shù)據(jù)庫的 SQL 命令完成對 地 圖空間數(shù)據(jù)的 增加、查詢、修改、刪除等編輯。 ③ GIS 在車輛遠(yuǎn)程監(jiān) 控 系統(tǒng)中的作用 GIS 技術(shù)在車輛遠(yuǎn)程 監(jiān) 控系統(tǒng)中的主要功能就是用來監(jiān)控 、 導(dǎo)航 、 定 位以及基 于位置的 服 務(wù)，為 車輛 的位置顯 示 提供基 礎(chǔ)， 因此，該 系 統(tǒng)對地 圖空 間有很大 的 依賴性，其主要用途體現(xiàn)在以下五個(gè)方面： 1）可以為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)提供更具人性化的人機(jī)界面； 2） GIS 可以實(shí)現(xiàn)電 子 地圖的漫游、任意的放大、縮小等操作，同時(shí)提供地物 和空 間 位置信息等查詢功能； 3）用戶可以查詢汽車的各種信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車的實(shí)時(shí) 監(jiān)控和可視化管理 ； 4） 可以在電子地圖上顯示車輛的報(bào)警位置 ， 同 時(shí) 可以為車輛實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航 、 定位、 提 供基于位置的服務(wù)和合理的路徑規(guī)劃，指揮車輛以最快、最佳的方式運(yùn)行； 5）能夠在電子地圖上跟蹤車輛的行駛過程，實(shí)現(xiàn)車輛歷史軌跡的回放。