基于網(wǎng)絡(luò)與嵌入式查詢終端的城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)

黃海軍，景征駿，李秉璋

(江蘇技術(shù)師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 常州213001)

目前，城市中的非機(jī)動(dòng)車輛(包括自行車、電動(dòng)車和三輪車等)因數(shù)量多、價(jià)值低，一直處于管理不利的狀態(tài)，進(jìn)而造成非機(jī)動(dòng)車輛失竊嚴(yán)重、破案率低等不良后果。課題組和所在城市非機(jī)動(dòng)車輛管理部門一起,就建立城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車輛科學(xué)有效管理的可行性進(jìn)行了廣泛的調(diào)研,學(xué)習(xí)借鑒了部分城市的管理辦法[1-3]，利用網(wǎng)絡(luò)和嵌入式技術(shù)，并輔之必要管理制度，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)。從而對(duì)非機(jī)動(dòng)車輛實(shí)行有效的全過程管理，降低車輛的失竊率和提高被盜后的破案率有積極的作用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了加強(qiáng)對(duì)各種非機(jī)動(dòng)車管理，提高非機(jī)動(dòng)車業(yè)務(wù)管理的科學(xué)性和規(guī)范性，提高信息管理的安全性、可靠性、及時(shí)性和有效性，需要依托公安網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)全市集中的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)。

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)運(yùn)行模式一般是，首先非機(jī)動(dòng)車輛購置后到非機(jī)動(dòng)車管理部門辦理手續(xù)，領(lǐng)取已寫入車輛、所有人基本信息的智能車輛牌照，并安裝在車輛規(guī)定位置處。然后車輛管理數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)錄入車輛及其所有人的詳細(xì)信息。依據(jù)系統(tǒng)管理辦法，車輛必須全牌照行駛。車輛丟失、被盜、變更所有人、報(bào)廢等需到派出所等設(shè)有網(wǎng)絡(luò)終端處備案。將車輛、所有人變化情況輸入信息系統(tǒng)以及時(shí)反映車輛的當(dāng)前狀態(tài)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無法到達(dá)的檢查點(diǎn)，設(shè)想使用手持式查詢終端進(jìn)行檢查。查詢終端中保存被盜車輛的基本信息，被盜車輛的數(shù)據(jù)定期從數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)中下載更新。由此可見，所要建立的非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)主要目標(biāo)如下：

(1)采用無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)制作射頻標(biāo)簽嵌入車牌內(nèi)，取代傳統(tǒng)的車牌，形成新一代智能車牌；

(2)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的信息化管理，使非機(jī)動(dòng)車處于可控制狀態(tài)；

(3)為執(zhí)法部門提供便攜式執(zhí)法工具，即信息查詢終端。其應(yīng)具備查詢效率高、成本低、攜帶方便等特點(diǎn)；

(4)車輛管理網(wǎng)絡(luò)化，借助現(xiàn)有的公安網(wǎng)絡(luò)建立覆蓋整個(gè)城市的非機(jī)動(dòng)車輛管理信息系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本文結(jié)合城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)的運(yùn)行模式和建設(shè)目標(biāo)，通過研制基于嵌入式技術(shù)的非機(jī)動(dòng)車查詢終端(PDA)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下形成基于網(wǎng)絡(luò)和查詢終端的城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)。系統(tǒng)方案體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可以看出系統(tǒng)由兩部分組成：基于網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)車輛信息管理系統(tǒng)和基于嵌入式技術(shù)的下位機(jī)車輛查詢終端。其中，上位機(jī)車輛信息管理系統(tǒng)的主體基于公安網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，考慮到目前城市的實(shí)際情況，允許部分社會(huì)點(diǎn)代辦自行車上牌業(yè)務(wù)，辦理的信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)杰囕v管理所，然后由人工形式將數(shù)據(jù)導(dǎo)入非機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)庫中，其主要目的是確保公安網(wǎng)絡(luò)的安全。而系統(tǒng)的下位機(jī)主要由查詢終端和電子車牌等模塊組成。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，客戶端負(fù)責(zé)非機(jī)動(dòng)車輛的登記注冊(cè)、轉(zhuǎn)移過戶、失竊登記并上傳、失竊信息更新并形成下載文件等任務(wù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存放本城市所有非機(jī)動(dòng)車輛的信息，匯總客戶端上傳的車輛信息，并通過網(wǎng)絡(luò)更新每個(gè)客戶端的車輛信息庫。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 車牌設(shè)計(jì)

車輛牌照的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為抽插式子母卡，母卡安裝在車輛的規(guī)定位置，子卡可插入母卡內(nèi)，亦可抽出[4]。非機(jī)動(dòng)車管理辦法要求車主離開車輛時(shí)抽出子卡，使母卡上的車牌號(hào)不能形成完整的數(shù)字，且很難從母卡剩余的部分?jǐn)?shù)字猜出車牌號(hào)碼，如圖2所示。這樣即使車輛被盜，偷竊者也很難復(fù)制出正確車牌號(hào)的子卡，從而提高車輛的防盜性。另外，車牌內(nèi)的電子標(biāo)簽為該車的ID號(hào)，通過與數(shù)據(jù)庫中的信息關(guān)聯(lián)將很快確定車輛的當(dāng)前狀態(tài)(正常、被盜、報(bào)廢等)以及車輛所有人的信息[4-5]。

2.2 查詢終端

手持式查詢終端(PDA)是非機(jī)動(dòng)車管理系統(tǒng)的執(zhí)行端，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，其體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

手持式終端基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS運(yùn)行，在RTOS調(diào)度下，通過SD存儲(chǔ)卡從客戶端PC獲取車輛信息庫中的更新數(shù)據(jù)（失竊車輛）文件。在使用中，手持PDA通過射頻讀卡器獲取車輛牌照上的ID號(hào)，通過將ID號(hào)在SD卡中的數(shù)據(jù)檢索情況，來查看該車的狀態(tài)(例如是失竊還是正常)。

各主要功能模塊描述如下：

(1)LPC2136 ARM7芯片。設(shè)計(jì)采用Philip公司的LPC系列ARM芯片，片上集成了32 bit微處理器ARM7TDMI-S、32 KB SRAM和 256 KB Flash。 在該芯片的體系結(jié)構(gòu)中，ARM7局部總線(ARM7 Local Bus)為片上存儲(chǔ)控制器提供接口；VPB（VLSI Peripheral）總線為片上功能模塊提供接口；

(2)RFID讀卡模塊。車輛牌照中嵌入的電子射頻標(biāo)簽是基于ISO/IEC15693協(xié)議，工作頻率為 13.56 MHz(中頻)只讀被動(dòng)式型無源標(biāo)簽。讀卡模塊采用獨(dú)立的CR001模塊，支持多種編碼輸出格式，其RS232 TTL讀出數(shù)據(jù)格式如表1所示。

表1 讀卡模塊的數(shù)據(jù)格式

(3)顯示輸出。顯示輸出采用了漢顯HZ128-64D20模塊，它具有12×12點(diǎn)陣漢字顯示功能的液晶圖形顯示模塊。該模塊同時(shí)還內(nèi)嵌了先進(jìn)的T9拼音輸入法，并采用UART方式與MCU進(jìn)行通信。

2.3 信息管理軟件

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，即以WEB方式來實(shí)現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車管理信息系統(tǒng)。由于JAVA技術(shù)在解決企業(yè)應(yīng)用方面較為成熟，不僅具有跨平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，而且還有大量的開放源碼產(chǎn)品可供使用，故采用基于J2EE平臺(tái)的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

2.3.1 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫

經(jīng)過分析，將機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)成主表和副表形式，主表完成主要業(yè)務(wù)信息的存儲(chǔ)，副表則存放其他相關(guān)信息。經(jīng)設(shè)計(jì)后的非機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)庫主表如表2所示。

表2 非機(jī)動(dòng)車主表

2.3.2 業(yè)務(wù)功能模塊的設(shè)計(jì)

經(jīng)過對(duì)非機(jī)動(dòng)車管理信息系統(tǒng)運(yùn)行模式、需求分析后確定整個(gè)系統(tǒng)由如圖4所示的8個(gè)子功能組成。下面對(duì)主要的功能模塊進(jìn)行說明。

(1)車輛管理基本業(yè)務(wù)功能模塊。由于非機(jī)動(dòng)車涉及多種不同類型的車輛，其業(yè)務(wù)辦理的流程、采集的信息、打印的證件也有所不同。相關(guān)業(yè)務(wù)包括：注冊(cè)登記、換牌、補(bǔ)牌/證、轉(zhuǎn)移、注銷、失竊登記等[5]。

(2)數(shù)據(jù)查詢模塊。對(duì)于非機(jī)動(dòng)車管理系統(tǒng)，由于其業(yè)務(wù)處理過程相對(duì)比較簡單，而應(yīng)用計(jì)算機(jī)管理最大的好處是便于查詢、統(tǒng)計(jì)，再加之非機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)量比較大，因此建立強(qiáng)大、快速的查詢功能至關(guān)重要。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的查詢主要包括以下幾個(gè)方面：①按車輛類型、車輛牌照號(hào)或車輛鋼印號(hào)的快速查詢和檢索；②按姓名或單位的檢索；③按照多種條件進(jìn)行模糊查詢；④數(shù)據(jù)信息除可提供給公安網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)部門查詢外,還能提供給市民通過“公網(wǎng)”即通過因特網(wǎng)來查詢。

(3)系統(tǒng)維護(hù)模塊。非機(jī)動(dòng)車系統(tǒng)維護(hù)主要指一些代碼表、機(jī)動(dòng)車參數(shù)表、業(yè)務(wù)流程以及上牌點(diǎn)的維護(hù)。系統(tǒng)中車輛類型以代碼表的形式出現(xiàn)，這樣可處理以后工作中車輛類型改變的情況，同時(shí)車輛參數(shù)也可根據(jù)用戶要求進(jìn)行增加或修改，這樣使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

通過對(duì)本地區(qū)非機(jī)動(dòng)車輛的調(diào)研，本文對(duì)非機(jī)動(dòng)車輛的管理政策做了定位和走向的分析，設(shè)計(jì)了依托公安網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的高集成度非機(jī)動(dòng)車信息管理系統(tǒng)，并引入了查詢終端，提出了基于網(wǎng)絡(luò)和查詢終端的系統(tǒng)運(yùn)行模式和設(shè)計(jì)方案，從而方便執(zhí)法人員在脫離網(wǎng)絡(luò)的情況下進(jìn)行現(xiàn)場的信息查詢，形成了高效便捷的基于網(wǎng)絡(luò)和查詢終端的城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)。

[1]姚良群.非機(jī)動(dòng)車計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)［J］.交通與運(yùn)輸，2007，12(1)：67-70.

[2]GIANNOPOULOS G A.The application of information and communication technologies in transport[J].European Joural of Operational Research，2004(152)：302-320.

[3]楊勇華，葉澄清.非機(jī)動(dòng)車管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2004，17(4)：47-50.

[4]李秉璋，吳訪升，徐亞平，等.基于網(wǎng)絡(luò)的城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程，2008，34(4)：283-285.

[5]李秉璋，吳訪升，徐亞平，等.城市非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，51(4)：1-5.