基于android平臺(tái)和3G的公路協(xié)同巡查系統(tǒng)研究

陳寧 黃安 姜雪

摘 要：隨著江蘇社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通流量日益增大，人民群眾對(duì)公路出行服務(wù)信息的需求日益增強(qiáng)，公路管理的壓力也隨之增大。為切實(shí)保證公路巡查此項(xiàng)工作地有效落實(shí)，通過(guò)智能移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)路政、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急巡查業(yè)務(wù)的整合，提升公路管理運(yùn)行效能以及與省局、縣站（處、所）的網(wǎng)上協(xié)同辦公。本文針對(duì)以上問(wèn)題討論一種基于android平臺(tái)的手機(jī)或手持移動(dòng)設(shè)備并且結(jié)合3G、GIS等技術(shù)的手機(jī)或手持移動(dòng)設(shè)備上的公路協(xié)同巡查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

關(guān)鍵詞：android；3G；協(xié)同巡查；移動(dòng)終端；路政

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介及架構(gòu)

系統(tǒng)由三部分組成：手持移動(dòng)終端，無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)以及中心平臺(tái)管理系統(tǒng)。

公路協(xié)同巡查系統(tǒng)將智能化巡查方式與android手持移動(dòng)終端相結(jié)合，高效地解決公路巡查管理中信息管理及事件處理的信息化問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)智能手機(jī)終端與3G智能傳輸技術(shù)的結(jié)合，巡查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題如事件信息、解決情況、路網(wǎng)信息等可及時(shí)回傳服務(wù)器，并且可在服務(wù)器查詢相關(guān)信息。在GIS中對(duì)巡查軌跡的展示提高了對(duì)公路巡查人員及公路管理的可視化程度。

根據(jù)南通市公路協(xié)同巡查系統(tǒng)的業(yè)務(wù)目標(biāo)，并綜合考慮作為已經(jīng)在用的江蘇公路協(xié)同工作平臺(tái)的子系統(tǒng)，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如下：

2 Android

Android一詞本意是指“機(jī)器人”，是Google于2007年11 月宣布的基于Java運(yùn)行在Linux內(nèi)核上完全為移動(dòng)手持設(shè)備環(huán)境打造的開(kāi)源操作系統(tǒng)，得到了Open Handset Alliance（ 開(kāi)放手持設(shè)備聯(lián)盟）的支持，其軟件層次結(jié)構(gòu)包括操作系統(tǒng)（OS）、中間件（MiddleWare）、用戶界面（UI）和應(yīng)用軟件（Application）組成，號(hào)稱是首個(gè)為移動(dòng)終端打造的真正開(kāi)放和完整的移動(dòng)軟件[1]。

由嵌入式Linux和Java構(gòu)成的Android智能手機(jī)系統(tǒng)，其架構(gòu)和工作原理決定了它是目前最具可移植性的移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)，本研究在眾多嵌入式軟件中選擇Android操作系統(tǒng)作為導(dǎo)航系統(tǒng)終端軟件，便于軟件升級(jí)和維護(hù)，能夠有效降低軟件的成本，降低移動(dòng)設(shè)備價(jià)格；系統(tǒng)內(nèi)部使用開(kāi)源庫(kù)類，既為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)非常便捷的開(kāi)發(fā)環(huán)境，也為同行設(shè)計(jì)人員的方案設(shè)計(jì)提供有用參考，促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。

3 Android數(shù)據(jù)傳輸

Android中，Activity是最基本的模塊之一，Activity是所有程序的根本，所有程序的流程都運(yùn)行在Activity之中。在Android的程序當(dāng)中，Activity一般代表手機(jī)屏幕的一屏。一般一個(gè)應(yīng)用程序有多個(gè)Activity構(gòu)成，這些Activity之間可相互跳轉(zhuǎn)，即可理解為不同頁(yè)面之間的切換，完成與用戶的交互[2]。

Android間數(shù)據(jù)傳輸也就是Activity間數(shù)據(jù)傳輸。Android程序UI框架接近于Web頁(yè)面的概念。每一個(gè)用于呈現(xiàn)頁(yè)面的組件，Activity都是彼此獨(dú)立的，它們通過(guò)系統(tǒng)核心來(lái)調(diào)度整合，彼此之間的通過(guò)Intent機(jī)制來(lái)串聯(lián)。由于本系統(tǒng)主要應(yīng)用于觸屏移動(dòng)終端這一情況，開(kāi)發(fā)人員基于Android的以上主要優(yōu)勢(shì)，很好的解決了用戶使用界面的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)問(wèn)題，各個(gè)界面之間的相互跳轉(zhuǎn)十分流暢，巡查人員在使用中可清晰的了解各項(xiàng)功能并充分利用該優(yōu)勢(shì)完成巡查，上報(bào)，處理事件后反饋等任務(wù)。

系統(tǒng)充分利用android平臺(tái)技術(shù)資源優(yōu)勢(shì)，結(jié)合GPS、ARCGIS，應(yīng)用3G無(wú)線傳輸技術(shù)，移動(dòng)手持設(shè)備等綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路巡查的動(dòng)態(tài)跟蹤，巡查數(shù)據(jù)的智能采集，巡查軌跡的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，巡查數(shù)據(jù)的智能分析，為用戶提供高效率的決策響應(yīng)。

4 Android組件的應(yīng)用

Android中沒(méi)有入口函數(shù)，應(yīng)用程序以各種組件為基礎(chǔ)，所有的組件都是平行的，都可以單獨(dú)實(shí)例化[3]。

Android組件是Android應(yīng)用程序的核心，設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的Android組件包括：

4.1 屏幕組件——Activity

Activity是Android的核心類，可以理解為一個(gè)屏幕，顯示給用戶的界面。一個(gè)Android應(yīng)用程序可以認(rèn)為由多個(gè)Activity的交互組成的，多個(gè)Activity之間可以進(jìn)行相互跳轉(zhuǎn)，不同的Activity實(shí)現(xiàn)不同的功能。

本系統(tǒng)中主要設(shè)計(jì)的Activity包括登錄界面，系統(tǒng)主界面，各功能界面，利用Activity之間的相互跳轉(zhuǎn)并且互不干擾的主要優(yōu)勢(shì)完成各界面之間的切換及各個(gè)功能的獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。

4.2 服務(wù)組件——Service

Service是Android的服務(wù)組件，沒(méi)有用戶界面，在后臺(tái)運(yùn)行，對(duì)用戶完全透明。本設(shè)計(jì)需要手機(jī)在開(kāi)機(jī)后自動(dòng)后臺(tái)運(yùn)行，因此手機(jī)軟件的定位和通信功能在Service中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)中GIS定位模塊及GPRS通信模塊的實(shí)現(xiàn)就是依靠Service建立的。

4.3 廣播接收組件——BroadcastReceiver

BroadcastReceiver組件的功能就是用來(lái)接收廣播并且做出回應(yīng)，本系統(tǒng)利用該組件完成巡查事件上報(bào)下發(fā)等數(shù)據(jù)傳送接收的部分功能。該組件和Service組件類似，沒(méi)有用戶接口，但是廣播接收者能啟動(dòng)Activity來(lái)對(duì)接收到的廣播做出回應(yīng)，當(dāng)巡查人員使用的移動(dòng)終端接收到上級(jí)人員下發(fā)的任務(wù)時(shí)，該組件會(huì)在收到廣播后，可通過(guò)調(diào)用Context.start Service（）語(yǔ)句啟動(dòng)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)提醒服務(wù)，在通知欄提醒巡查人員有新的任務(wù)下發(fā)。Activity向Service傳遞數(shù)據(jù)也可借助于Broadcast Receiver實(shí)現(xiàn)，在上報(bào)任務(wù)時(shí)，向PC平臺(tái)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

5 3G技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用

隨著3G技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)信息及多媒體信息的傳輸提供了更好的條件和保障?；?G的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)與應(yīng)用，是將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）相結(jié)合，同時(shí)參照天氣情況，地面交通情況，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控調(diào)度中心通信，智能定位事發(fā)地點(diǎn)，具體體現(xiàn)出巡查人員的工作軌跡，實(shí)時(shí)傳遞事件上報(bào)處理等信息。南通公路協(xié)同巡查系統(tǒng)基于以上思路充分利用3G傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，建立高效安全的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，其主要技術(shù)原理如下：

移動(dòng)終端的通信模塊通過(guò)使用域名解析（DNS）的方法獲取上位機(jī)（數(shù)據(jù)中心）IP地址，從而與上位機(jī)（數(shù)據(jù)中心）建立連接并互相傳輸數(shù)據(jù)[4]。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于其上位機(jī)（數(shù)據(jù)中心）不必?fù)碛泄潭↖P地址，而是通過(guò)域名解析服務(wù)提供商獲取域名，系統(tǒng)通過(guò)CPU控制無(wú)線通信模塊與遠(yuǎn)端PC機(jī)進(jìn)行通信而組建的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。

組建網(wǎng)絡(luò)成功之后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，系統(tǒng)使用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸巡查人員的各種數(shù)據(jù)信息，及時(shí)高效的完成事件的上報(bào)、下發(fā)、處理、及反饋。巡查人員上路巡查發(fā)現(xiàn)事件及時(shí)錄入事件基本信息及多媒體信息，點(diǎn)擊發(fā)送后移動(dòng)終端上的通信模塊會(huì)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)中心（即上級(jí)指揮中心的系統(tǒng)）的IP與其建立連接，然后按照固定的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)打包后通過(guò)Internet傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。上級(jí)系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)后，其通信模塊根據(jù)通信協(xié)議解析數(shù)據(jù)包，經(jīng)過(guò)處理后以固定的格式顯示事件信息，完成數(shù)據(jù)傳輸。

6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于android平臺(tái)手機(jī)或手持移動(dòng)終端的公路協(xié)同巡查系統(tǒng)，主要是利用android智能移動(dòng)終端的3G無(wú)線技術(shù)支撐信息的傳輸，打破傳統(tǒng)的工作模式，形成一套具有很強(qiáng)的系統(tǒng)完整性的巡查模式，通過(guò)android平臺(tái)的強(qiáng)大的擴(kuò)展性特點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）日常的巡查工作，巡查基本信息設(shè)定。

（2）事件處理，將巡查時(shí)的表單整理至手持移動(dòng)終端上進(jìn)行填寫，巡查人員及事件處理人員按照指定的工作規(guī)范，完成巡查任務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)傳輸，利用智能手機(jī)填寫好事件信息，通過(guò)3G智能傳輸將數(shù)據(jù)上傳，系統(tǒng)上級(jí)管理人員根據(jù)事件信息做出判斷，選擇合適處理方式。

（4）任務(wù)提醒，接收到新的任務(wù)后，利用android的智能通知功能，實(shí)時(shí)提醒工作人員。

（5）客戶端軟件的下載、安裝及更新，保證軟件運(yùn)行于android平臺(tái)上的穩(wěn)定性。

結(jié)合目前技術(shù)發(fā)展水平，本著“巡查-上報(bào)-處理-反饋”的流程管理思路，將工作流程體現(xiàn)在系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)方案上，實(shí)現(xiàn)全天候的事件上報(bào)、任務(wù)提醒等功能。不同級(jí)別的巡查工作人員按不同的角色層次上報(bào)事件或下發(fā)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)智能巡查的信息多樣性。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著3G智能移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，android系統(tǒng)憑借其優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為移動(dòng)智能終端系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的首要選擇。本系統(tǒng)基于android平臺(tái)，結(jié)合3G、GIS等技術(shù)，利用移動(dòng)智能終端的優(yōu)勢(shì)，配合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的公路養(yǎng)護(hù)巡查系統(tǒng)能夠高效實(shí)時(shí)地完成養(yǎng)護(hù)路政的協(xié)同工作。

實(shí)踐證明，使用本系統(tǒng)后，解決了以往巡查工作中的弊端，工作人員可及時(shí)上報(bào)事件及提交反饋信息，巡查事件信息的電子存檔也保證了信息的安全性，且為業(yè)務(wù)的階段性整核提供很大方便。

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