基于Android的智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

張曉諾　楊輝

摘 要：本文以一個案例討論了關(guān)于貨運過程中貨物安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。本文綜合應(yīng)用Android軟件開發(fā)平臺和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決貨運安問題，通過論述貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，達(dá)到了貨運信息的實時查詢和監(jiān)控，確保貨物的安全，同時為物流信息化建設(shè)提供一個實現(xiàn)應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：Android；物聯(lián)網(wǎng)；貨運安全

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言（Introduction）

在貨物運輸?shù)倪^程中，貨物的汽車運輸是占整個貨物運輸?shù)姆蓊~大、貨物運輸過程的成本較高、也是貨物運輸過程中出現(xiàn)風(fēng)險最大的方面，如何有效的在貨物運輸過程中的實時跟蹤與監(jiān)控是其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以前的實時監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)采用網(wǎng)頁形式，監(jiān)控地點固定，需要專門的人員進(jìn)行實時觀察。用戶不能及時了解到貨物的運輸情況。

為此，我們設(shè)計研發(fā)了基于Android的“貨物物流運輸?shù)陌踩O(jiān)控系統(tǒng)”，本系統(tǒng)就是針對在途貨物的實時監(jiān)控的一套全新的解決方案。它綜合并充分利用傳感采集技術(shù)、移動通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)安全技術(shù)，構(gòu)成一個可多方接入的公共物流信息平臺，為用戶提供在途貨物的實時監(jiān)控。

2 系統(tǒng)設(shè)計（System design）

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)分為三部分，分別是車載部分、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分和客戶端部分。車載部分包括智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)采集端兩大模塊，其中智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)包含3G模塊、GPS模塊及Android系統(tǒng)[1]，負(fù)責(zé)接收來自數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器端，發(fā)出控制指令，利用3G模塊進(jìn)行位置定位；數(shù)據(jù)采集端主要負(fù)責(zé)采集來自RFID、壓力傳感器、監(jiān)控錄像和電子鎖的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的指令。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分包括服務(wù)器、3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，主要負(fù)責(zé)接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過3G模塊傳來的數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)保存數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、分析歷史數(shù)據(jù)等功能?？蛻舳瞬糠种饕獮榭蛻籼峁┸囕v運行數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控車輛狀態(tài)及運行狀況，發(fā)出告警等功能[2]。系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

Fig.1 Intelligent safety monitoring system of freight chart

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

2.2.1 車載功能設(shè)計

本系統(tǒng)的車載部分主要提供以下功能：

（1）實時監(jiān)控錄像：通過使用實時錄像，為用戶提供貨物運輸過程的全部錄像音像資料。

（2）3G模塊和GPS模塊定位：提供3G模塊的定位功能和GPS全程定位，車輛行進(jìn)有跡可循，GPRS/WCDMA通信將各類信息傳送至服務(wù)器端，在服務(wù)器端繪制電子地圖顯示，掌握車輛最新動態(tài)，車輛行經(jīng)的路線查看并進(jìn)行回放。

（3）實時影像監(jiān)看：遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，掌握現(xiàn)場實時狀況。

（4）貨物安全監(jiān)控：電子封條，免人工押運，降低成本，貨箱打開或貨物丟失實時告警，降低貨物失竊及防盜。

車載部分功能示意圖如圖2所示。

圖2 車載功能設(shè)計示意圖

Fig.2 Schematic diagram of the vehicle function design

2.2.2 服務(wù)器端功能設(shè)計

服務(wù)器主要接收來自智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)，并畫出車輛行駛軌跡、車輛監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，歷史查詢、車輛調(diào)度、報表管理等功能。其功能結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.3 Schematic diagram of freight safety

monitoring system structure

2.2.3 客戶端功能設(shè)計

客戶端包括Web客戶端和手機(jī)客戶端。Web客戶端主要為使用計算機(jī)的辦公室人員使用，展示服務(wù)器端的各種功能。手機(jī)客戶端主要為領(lǐng)導(dǎo)和客戶提供方便，主要查看車輛運行狀態(tài)、車輛所在地和歷史軌跡?？蛻舳斯δ苁疽鈭D如圖4所示。

圖4 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)客戶端功能示意圖

Fig.4 Schematic diagram of freight safety monitoring

system client function

通過以上設(shè)計可以實現(xiàn)貨不離柜、柜不離車、車不偏駛的設(shè)計思路。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)（System implementation）

3.1 車載功能實現(xiàn)

（1）3G模塊和GPS全程定位：通過定位模塊對車輛行駛進(jìn)行全程的定位，做到有痕可查。通過3G模塊的網(wǎng)絡(luò)通信功能將車載信息、位置信息和需要的音像資料傳送至服務(wù)器端。通過public String locationData（String autoData，String location，String date）方法實現(xiàn)監(jiān)控車輛的位置信息數(shù)據(jù)，將車輛的監(jiān)控數(shù)據(jù)、獲得的GPS定位信息和當(dāng)時的時間以JSON格式進(jìn)行封裝，由車載智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的3G功能模塊通過sendData方法主動發(fā)給服務(wù)器端[3]。

（2）實時監(jiān)控錄像安裝位置：共安裝四個監(jiān)控錄像頭。車的前端安裝一支用于監(jiān)控路況。貨柜部分安裝兩個支，貨柜的兩邊分別各一支，貨柜的后部一支，同樣用于監(jiān)控路況和貨柜的門。貨物運輸過程中開啟所有監(jiān)控錄像，由車載電池進(jìn)行供電，將整個貨物的運輸全部存在車載的硬盤中。這樣在運輸過程中貨柜的開啟情況就一目了然。如果遇到非正常開啟貨柜等異常情況，錄像資料就會通過3G模塊上傳送至服務(wù)器，服務(wù)器也可以根據(jù)實際情況或需要在服務(wù)器端將錄像資料打開，實時觀察或者查詢歷史運輸情況。

（3）RFID安全識別：只有授權(quán)才能打開貨柜，否則系統(tǒng)自動報警。

（4）壓力傳感器：放置于車架，監(jiān)測貨柜的重量，實時傳輸貨柜的重量變化。

（5）電子鎖：基于WSN的電子鎖安裝在貨柜的后面及兩側(cè)，在運輸車輛進(jìn)出各貨物周轉(zhuǎn)站時將自動進(jìn)行上解鎖操作，并能發(fā)送電子鎖具的狀態(tài)，監(jiān)控貨柜門的打開或關(guān)閉。

3.2 服務(wù)器端實現(xiàn)

車載定位系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)后計算出車輛的位置信息，通過智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的3G模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器端。服務(wù)器端收到位置信息后經(jīng)過處理與離線地圖進(jìn)行匹配，將車輛運行的軌跡顯示在離線地圖上。

3.3 客戶端實現(xiàn)

（1）web端實現(xiàn)

web端由Java從數(shù)據(jù)庫中讀取的位置信息返回給JavaScript，然后再由JavaScript調(diào)用地圖API，繪制車輛行駛軌跡。Web端實現(xiàn)效果圖如圖5所示。

圖5 貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)圖

Fig.5 The realization of graph of safety monitoring

system of freight

（2）手機(jī)端實現(xiàn)

手機(jī)端通過JSON方式訪問服務(wù)器端，得到相關(guān)的位置信息，比如利用時間段進(jìn)行查詢。然后通過手機(jī)端的地圖API繪制相關(guān)的地圖及車輛運行軌跡。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文論述了貨運安全的監(jiān)控系統(tǒng)，主要從系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)等方面進(jìn)行研究，闡述了智能貨運安全監(jiān)控系統(tǒng)的整個過程，為現(xiàn)代物流信息化建設(shè)提供一個實例。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] [美]Wei-Meng Lee.Android4編程入門經(jīng)典（第1版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2] 李光革，苗建松.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件，2013，34（9）：32-35.

[3] 李志敏.基于Android系統(tǒng)的位置監(jiān)控與查詢系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D].天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院，2012.

作者簡介：

張曉諾（1975-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：信息化建設(shè)，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng).

楊 輝（1972-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：信息化建設(shè)，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng).