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)與開發(fā)碩士學(xué)位論文-資料下載頁

【導(dǎo)讀】車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的核心部分之一，可以對(duì)車輛。的出行進(jìn)行規(guī)劃，提高道路的利用率，改善交通環(huán)境；可以對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛故障，盡可能避免交通事故的發(fā)生，增強(qiáng)行車安全等。實(shí)驗(yàn)室專向經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目的支持下對(duì)車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。車輛報(bào)警等功能。信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、3G無線通信技術(shù)等。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。并采用B/S架構(gòu)搭建監(jiān)。現(xiàn)了系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)的存取，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理更加信息化和科學(xué)化。交互的特性開發(fā)系統(tǒng)的界面，方便用戶對(duì)本系統(tǒng)的操作。監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)解析以及行車軌跡顯示等功能。

　　

【正文】 庫管 理 系統(tǒng)作為 中 心服務(wù) 器的 數(shù)據(jù)庫。 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(duì)解析后 的 車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的存取和對(duì)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。 ④分析 車 輛遠(yuǎn) 程 監(jiān)控 系 統(tǒng)的需 求 ，設(shè) 計(jì) 并實(shí) 現(xiàn) 監(jiān)控中 心 的各 個(gè) 功能 模 塊 ，完 成界面顯 示 ，為驗(yàn) 證系 統(tǒng)的穩(wěn)定 性 、可用 性， 對(duì)系統(tǒng)進(jìn) 行 實(shí)車聯(lián) 調(diào)測(cè) 試，以便 進(jìn) 一步完善系統(tǒng)。 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。 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。 8 2 車 輛 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 相 關(guān)技 術(shù) 及 其 架構(gòu) 2 車 輛遠(yuǎn) 程 監(jiān)控 系 統(tǒng)的 相 關(guān)技術(shù) 與 系統(tǒng) 架構(gòu) 車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是 ITS 的一個(gè)重要應(yīng)用，主要有車載數(shù)據(jù)采集終端、無線 鏈路通信 、 監(jiān)控中心和客戶端四個(gè)部分組成 ， 是集 Android 技術(shù) 、 GPS 技術(shù) 、 GIS 技術(shù)以及無線通信技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。其關(guān)鍵技術(shù)如下。 車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) Android 簡(jiǎn)介 20xx 年 11 月 5 日 ， Google 公司正式向外界發(fā)布了 Android 智能手機(jī)操作系統(tǒng)， 并與 84 家硬件制造商、軟件開發(fā)商以及電信運(yùn)營商組成開放手持設(shè)備聯(lián)盟 OHA （ Open Handset Alliance）來共同研發(fā)改良 Android 系統(tǒng)。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 Google 公司的 Apache 開源許可證的授權(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。 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) 。 如圖 所示。 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）。 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 第四層： java 應(yīng)用程序 系統(tǒng) API APPLICATIONS FRAMEWORK Activity Window Content View Notification Manager Manager Providers System Manager Package Telephone Resource Location XMPP Manager Manager Manager Manager Servicr 第三層： java 框架 C/C++JAVA LIBRARIES Surface Manager Media Framework SQLite OpenGL|ES FreType WebKit SGL SSL Libc ANDRIOD RUNTIME Core Libraries Dalvik Virtual Machine 第二層：本地框架與 java 運(yùn)行環(huán)境 內(nèi)核空間 用戶空間 LINUX KERNEL Display Driver Camera Driver Bluetooth Flash Menory Binder（ IPC） Driver Driver Driver USB Driver Keypad Driver Wifi Driver Audio Driver Power Management 第一層： Linux 操作 系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng) 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 （ Security） 、 存儲(chǔ)器 管 理 （ Memory Management） 、 程序管 理 （ Process Management）、 網(wǎng)絡(luò)堆棧 （ Network Stack） 、驅(qū)動(dòng)程序模型（ Driver Model）等提供 服 務(wù)。這一層 次由 C 語言實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于內(nèi)核空間。 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)。 Android Runtime 實(shí)現(xiàn) Android 的應(yīng)用程序在 Dalvik 虛擬機(jī)實(shí)例上運(yùn)行， Dalvik 是基于寄存器的， 寫好的 java 類被編譯 成 .dex 文件就可以在 Dalvik 虛擬機(jī)上執(zhí)行 。 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。 應(yīng)用程序框架層（ Application Framework） ： 應(yīng) 用程序框架層為開發(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 接口開發(fā)的 。 在 Android 開發(fā)中， 由于采用的是結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想，應(yīng)用程序只需打開所需模塊的 API 接口，完成 所需功能，然后關(guān)閉組件，可以非常方便地完成調(diào)用。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。 應(yīng)用程序?qū)?（ Application） ：其主要作用就是發(fā)布一些自身附帶的、用 Java 程 序語言編寫的核心應(yīng)用 ， 通常包括 Email 客 戶 端 、 短信服務(wù) 、 日歷 日 程 、 地圖服務(wù)、 瀏覽器 、 聯(lián)系人和其他應(yīng)用程序 。 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)用程序的開發(fā) ， 第三層次以下的內(nèi)容是不可見的 ， 僅考慮系 統(tǒng)的 API 即可。 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(chǔ) 、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]。 GIS 作為制 圖 學(xué)、計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù)、地理 、 遙感、 統(tǒng)計(jì) 、測(cè)繪、 通 訊、規(guī) 劃和 管理學(xué)科 交 叉運(yùn)用 的產(chǎn) 物已經(jīng)應(yīng) 用 在自然資源的管理利用 、 農(nóng)業(yè)土地管理 、 城 市 規(guī)劃 、 軍事 、 交通運(yùn) 輸 、 工業(yè)布局、 環(huán)境保護(hù)、國家海洋等領(lǐng)域 [25]。 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 。 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)用也越來越廣泛，各個(gè)車輛的位置數(shù)據(jù)由無線通 信技術(shù)上 傳 到監(jiān)控 中心 服務(wù)器， 監(jiān) 控中心 通過 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。 ① 地理信息系統(tǒng) GIS 的 特 點(diǎn) 10 2 車 輛 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 的 相 關(guān)技 術(shù) 及 其 架構(gòu) 根據(jù)上面對(duì) GIS 系 統(tǒng) 的概述可知，它是結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)來管 理、分析和決策地理空間數(shù)據(jù)，因此，其主要特點(diǎn)是 [26]： 數(shù)據(jù)采集 ： 在 GIS 建 立 之處需要用一些輔助設(shè)備將現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體抽象化， 變成地圖的各種空間數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫中。 數(shù)據(jù)編 輯 ：由 于 社會(huì) 變 化較快 ， 地圖 也 要實(shí) 時(shí) 的更新 ， 因此 ， 對(duì)于 用 戶來 說 主要功能就是對(duì)地理信息的編輯，通過數(shù)據(jù)庫的 SQL 命令完成對(duì) 地 圖空間數(shù)據(jù)的 增加、查詢、修改、刪除等編輯。 制圖系統(tǒng) ： GIS 可以 提 供矢量地圖 、 柵格地圖 、 全要素地圖 、 專題地圖和地學(xué) 分析地圖等給用戶，用戶可以根據(jù)自己所需選擇地圖并編輯。 數(shù)據(jù)庫管理 ： GIS 一 般 配備有地理數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 ， 其基本功能包括數(shù) 據(jù)庫的定義、建立、維護(hù)、操作和通信。 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。 ②百度地圖 百度地圖是百度提供的一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)地圖搜索服務(wù)，覆蓋了國內(nèi)近 400 個(gè)城市、 數(shù)千個(gè)區(qū)縣 。 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 。同時(shí) ，百 度地圖還 提 供開放接口的 GIS 軟 件 ， 開發(fā)人員可以方便的調(diào)用百度地圖的各項(xiàng)服務(wù) ， 通過 API 接口對(duì)百度地圖服務(wù)進(jìn)行管理 。 百度地圖 API 是一套由 JavaScript 語言編寫的應(yīng)用 程序接口，因此，它的出現(xiàn)使軟件中的 GIS 功能的實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單，開發(fā)者通過調(diào) 用 API 開放的接口 ， 可以將百度地圖嵌入到自己的網(wǎng)頁中，此外，開發(fā)者可以實(shí) 現(xiàn)一些應(yīng)用程序接口自主的在地圖上的制作信息窗口和標(biāo)記 ， 完成更加豐富的 GIS 功 能。 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(duì)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。 11 重慶 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 GPS 衛(wèi)星定 位 技術(shù) 從 20 世 紀(jì) 70 年 代 起 ，美 國 就致 力 于 研 制 全 球衛(wèi) 星 定位 系 統(tǒng) GPS（ Global Positioning System） ， 經(jīng)過 20 年的努力，在耗資 200 億美元下，于 1994 年全面建 成具有在 海 、陸、 空全 方位實(shí)時(shí) 三 維導(dǎo)航 與定 位能力的 新 一代衛(wèi) 星導(dǎo) 航與定位 系 統(tǒng)，起初 ， GPS 作 為 軍用產(chǎn)品 主 要用 于 飛 機(jī) 導(dǎo)航、情 報(bào) 搜集 、 海 域 監(jiān)控和應(yīng)急通 訊等 [27]。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 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。 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。 圖 GPS 原 理圖 the schematics of GPS 空間導(dǎo)航衛(wèi)星 ： GPS 空 間導(dǎo)航衛(wèi)星由 21 顆工作衛(wèi)星和 3 顆在軌備用衛(wèi)星組成， 均勻分布在 6 個(gè)兩萬里高空的軌道平面內(nèi) ， 12 小時(shí)為一軌道周期。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。 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。主控站主要負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)控站的 GPS 觀測(cè)數(shù)據(jù)， 計(jì) 算星歷、衛(wèi)星鐘 修正量并 編 制導(dǎo)航 電文 ；監(jiān)控站 是 在主控 站的 控制下接 收 衛(wèi)星信 號(hào)、 收集氣象 數(shù) 據(jù)、處理 信 息后在 反饋 給主控站 ； 注入站 的功 能是把通 過 主控站 分析 得出的參 數(shù) 注入衛(wèi)星，監(jiān)視導(dǎo)航信息。