GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的應(yīng)用

覃景河

（廣西大都混凝土集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530031）

鑒于GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的重要性以及結(jié)合實際的需要，某混凝土攪拌站結(jié)合實踐，借助Delphi工具，開發(fā)設(shè)計了一款更貼近混凝土攪拌站行業(yè)實際車輛管理特點的GPS車輛管理軟件，并對其進(jìn)行了嚴(yán)格的設(shè)計和調(diào)試。經(jīng)過4年多的運行、優(yōu)化和完善，該軟件對砼行業(yè)運輸車輛的管理較為便捷和高效。

一、開發(fā)背景

某混凝土攪拌站使用的GPS車輛管理軟件是在2006～2007年委托某軟件公司研發(fā)的，2009年后就沒有技術(shù)支持了，這無法滿足該攪拌站當(dāng)前對車輛管理的需求。同時原系統(tǒng)沒有考慮到系統(tǒng)運行效率及眾多終端并發(fā)問題，導(dǎo)致系統(tǒng)運行慢，穩(wěn)定性不佳。權(quán)衡之后，某混凝土攪拌站決定重新開發(fā)一套更適合混凝土行業(yè)特點的GPS車輛管理系統(tǒng)[1]。

二、設(shè)計目標(biāo)

（一）車輛追蹤功能

本軟件的車輛追蹤功能不僅能對車輛進(jìn)行定位追蹤，而且還能實現(xiàn)多車追蹤。其具體的設(shè)計要點如下：一是實時定位；二是對車輛的位置默然連續(xù)記錄30s；三是對車輛的速度、位置、行駛的方向與報警狀態(tài)等進(jìn)行記錄；四是通過新建窗口，能同時對多車進(jìn)行追蹤和對比。

（二）卸料跟蹤報警功能

本軟件的卸料報警功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是卸料開關(guān)方面，主要是在車輛的機械卸料手柄中安裝卸料檢測開發(fā)；二是信號檢測方面，主要是采取電氣式卸料，因此能實現(xiàn)直接檢測，不用外接其他開關(guān)；三是卸料檢測方面，本系統(tǒng)中有兩路檢測信號，能滿足高、低電平檢測的需要；四是卸料報警方面，用戶可以自主選擇是否需要報警，直接在平臺上設(shè)置即可。

（三）安全監(jiān)控功能

本軟件的安全監(jiān)控功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是對超速的情況進(jìn)行實時報警和監(jiān)控，且對不同路段中的限速值進(jìn)行針對性的設(shè)計；二是對疲勞駕駛的情況進(jìn)行監(jiān)控和報警，若駕駛員連續(xù)行車4小時，則會報警。

（四）軌跡監(jiān)控功能

本軟件的軌跡監(jiān)控功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是定位軌跡的時間間隔在5～65535s，默認(rèn)為30s；二是軌跡保存功能長達(dá)12個月；三是軌跡回放，對車輛駕駛軌跡進(jìn)行回放，而且還能對回放的速度進(jìn)行調(diào)整和暫停；四是軌跡信息檢查，比如車輛行駛的路線，加油站和過路費等方面的信息。

（五）車輛調(diào)度功能

本軟件的調(diào)度功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是文字調(diào)度，調(diào)度中心將文字調(diào)度指令下發(fā)到車載顯示屏；二是語音調(diào)度，調(diào)度中心將語音調(diào)度信息在車載文字播報器中播放出來；三是電話調(diào)度，安裝車載電話手柄，駕駛員可以利用其接聽和撥打電話。

（六）區(qū)域限制功能

本軟件的區(qū)域限制功能主要是對行車范圍進(jìn)行限制，其設(shè)計要點主要有以下幾點：一是電子圍欄，在平臺客戶端的電子地圖中設(shè)置行駛區(qū)域；二是區(qū)域報警，就是對用戶車輛出入某一區(qū)域時給監(jiān)控中心后臺報警。

（七）防拆機保護(hù)功能

本軟件的防拆機保護(hù)功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是斷電報警，當(dāng)GPS電源被切斷之后，能及時地向后臺發(fā)出斷電報警信號；二是后備電池，其在斷電后還能連續(xù)運行兩小時。

（八）遠(yuǎn)程斷油功能

本軟件的遠(yuǎn)程斷油功能的設(shè)計要點主要有以下幾點：一是停車斷油，當(dāng)車輛的速度被判定為0時，后臺可以給設(shè)備下發(fā)斷油的指令，從而使車輛斷油，但是設(shè)置了密碼權(quán)限保護(hù)；二是分級管理，只有高級用戶才能實施遠(yuǎn)程斷油，而監(jiān)控員只能對車輛定位；三是斷油恢復(fù)，后臺可以向車輛遠(yuǎn)程恢復(fù)供油，解除對其的鎖車。

（九）防盜報警功能

本軟件的防盜報警功能主要是將原車防盜器與后臺對接，設(shè)置自定義檢測線束，當(dāng)防盜器發(fā)出被盜報警之后，報警數(shù)據(jù)可以上傳到后臺車[2]。

表1

三、設(shè)計原則

該公司在GPS車輛管理軟件開發(fā)設(shè)計中，為了滿足實時監(jiān)控、卸料報警、安全管理、全程記錄、調(diào)度指揮、區(qū)域報警、線路稽查、遠(yuǎn)程斷油、遠(yuǎn)程恢復(fù)、可靠性高、方便維護(hù)、體積小巧等功能的需要，堅持了以下幾個設(shè)計原則：一是科學(xué)性原則；二是經(jīng)濟(jì)性原則；三是適用性原則[3]。

四、設(shè)計要點

（一）系統(tǒng)硬件配置

在本次設(shè)計中，采用的硬件較多，具體詳見表1。

（二）軟件配置

在本次設(shè)計中，采用的軟件較多，具體詳見下表。

項目服務(wù)器操作系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)監(jiān)控坐席操作系統(tǒng)監(jiān)控坐席數(shù)據(jù)庫地圖格式：Mapinfor開發(fā)工具軟件類型Windows2003Server企業(yè)版SQL2000企業(yè)版WindowsXP SQL2000個人版比例：全國1∶100000，本省1∶10000，本市1∶5000 Delphi7

（三）系統(tǒng)主要核心模塊

GPS外網(wǎng)服務(wù)端：主要功能是接收GPS終端的定位包、解析包，然后群發(fā)到相應(yīng)的GPS客戶端。此服務(wù)端采用微軟Windows平臺并發(fā)性最好的通信模型完成端口(IOCP)來研發(fā)，完成端口支持上萬級別的并發(fā)訪問量。經(jīng)過GPS終端模擬器測試，這個服務(wù)端能輕松同時上線6000臺GPS終端?？紤]到GPS外網(wǎng)服務(wù)器的IP地址是對外的，為了能接收到GPS終端發(fā)送過來的定位信息，服務(wù)器必須對外公開某一個端口(在不與系統(tǒng)沖突的前提下，可自由設(shè)定)，如16000端口。這個16000端口很容易被黑客利用進(jìn)行攻擊，主要手段為無限攻擊。打個比方，就是有很多人不停地給你打騷擾電話，但又不和你說話，這時候你只能不停地接電話，而真正有事打電話找你的人，根本就無法打進(jìn)來。根據(jù)這種情況，服務(wù)端軟件做了相應(yīng)的應(yīng)對方法，把所有需要用到的電話號放入通信錄中，所有來電都要通過通信錄的驗證，驗證不通過的馬上殺掉，這樣就保證你接到的電話都是認(rèn)識的人的電話了。

內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控中心服務(wù)端：接收GPS外網(wǎng)服務(wù)端發(fā)送過來的定位信息，結(jié)合生產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對車輛的行駛狀態(tài)(在站內(nèi)、去工地路上、在工地、從工地返回路上等)進(jìn)行監(jiān)控并把結(jié)果群發(fā)到相應(yīng)的GPS客戶端的行車記錄模塊上。

GPS客戶端：GPS客戶端是我們?nèi)粘？吹降腉PS軟件，有地圖顯示，有車輛在地圖上移動，有車輛定位信息顯示、有車輛歷史軌跡回放、有用戶密碼權(quán)限管理等功能。

（四）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在整個軟件系統(tǒng)中，后臺的監(jiān)控中心具有神經(jīng)中樞的作用，能集中監(jiān)控和調(diào)度，并提供有關(guān)信息服務(wù)，對系統(tǒng)軟硬件予以管理和協(xié)調(diào)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)詳見下圖。

（五）車載終端

在車載終端方面，主要是對監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，主要是利用GPRS/CD-MA公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行，具有車輛定位、監(jiān)控報警、遠(yuǎn)程監(jiān)聽、斷電斷油等方面的功能[4]。

五、試驗過程

（一）試驗準(zhǔn)備

1.基本參數(shù)設(shè)置

車輛行駛狀態(tài)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置

2.運行設(shè)置

①車輛掉線提示時間：車輛沒有定位信息返回多長時間的提示。

②車輛路上停留時間超時設(shè)置：車輛在去工地或從工地返回路上停車超過設(shè)定時間提示。

③車輛超速報警設(shè)置：車輛時速超過設(shè)定值報警提示。

④車輛進(jìn)入報警區(qū)域停留多長時間報警：車輛進(jìn)入設(shè)置報警區(qū)域后停留超過設(shè)定時間報警提示。

⑤車輛出廠，無發(fā)貨單或任務(wù)單提示：車輛不在站里，將檢測是否有發(fā)貨單，如沒有將進(jìn)行示。

⑥車輛出廠，無區(qū)域工程目的地提示：車輛不在站里，將檢測地圖上是否已設(shè)置了工程目的地，如沒有設(shè)置，將進(jìn)行提示。

3.工程區(qū)域

設(shè)置如下圖：

用圓型方式設(shè)置區(qū)域，以經(jīng)緯度為圓心來設(shè)置區(qū)域的范圍。區(qū)域分有工地、攪拌站兩大類。車輛進(jìn)入報警選項，是設(shè)定車輛進(jìn)入某一特定區(qū)域，就進(jìn)行報警提示，如設(shè)置某一個區(qū)域為報警區(qū)域，那么車輛進(jìn)行此區(qū)域停留超過設(shè)定時間就進(jìn)行報警。

（二）測試過程

1.GPS客戶端測試

由于本次設(shè)計中采用了面向?qū)ο箝_發(fā)模式，把GPS相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯及特性融入，大大縮短了GPS客戶端的研發(fā)周期。在對GPS客戶端測試時，得到的運行圖詳見下圖，且主界面以標(biāo)簽形式顯示。

2.定位測試

在定位測試時，主要是根據(jù)接收和顯示GPS服務(wù)端發(fā)過來的車輛定位信息，下圖1是定位測試的具體過程，說明測試的精準(zhǔn)率較高。

3.掉線測試

掉線測試時，主要是記錄GPS終端掉線與上線的信息，具體的測試過程如下，所有測試結(jié)果均與實際相符[5]。

4.行車記錄測試

行車記錄測試時，主要是記錄車輛行駛過程的狀態(tài)，如車輛在站里、車輛在去工地路上、車輛在工地、車輛從工地返回路上等。具體的測試過程如下圖2，所有測試結(jié)果均與實際相符。

5.信息采集分析模塊的測試

對GPS信息采集與分析模塊進(jìn)行測試時，主要是用前端硬件和模擬串口來接收來自GPS的信息，并對GPS信息軟件進(jìn)行解析。具體就是把GPS模塊與電路板相接之后，借助預(yù)留的車載導(dǎo)航接口，將GPS信息直接輸出，再通過PC端進(jìn)行串口調(diào)試和接收，當(dāng)GPS的接收模塊調(diào)試達(dá)標(biāo)后，在電路中接入微控制器，并將微控制器的外部中斷，用模擬串口來接收GPS信息，從而更好地測試了數(shù)據(jù)接收可靠性與控制性。為檢驗其信息接收準(zhǔn)確與否，在測試中采取讀出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，直接利用串口向顯示器純輸出，但是在所接收數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)雜亂的情況下，對其關(guān)鍵字進(jìn)行了過濾，這樣通過測試，能有效地解決GPS信息方向與速度數(shù)據(jù)長度不定而導(dǎo)致解析錯誤的問題。

圖1

圖2

6.無線傳輸模塊的測試

在這一測試中，主要是就無線傳輸模塊的TA命令進(jìn)行調(diào)試，測試終端對命令相應(yīng)的情況、短信收發(fā)的情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r進(jìn)行測試。通過測試發(fā)現(xiàn)，采取短信轉(zhuǎn)發(fā)的方式更為有效和便捷，但是又面臨著短信丟失的問題，所以在本系統(tǒng)中，最終采取先存儲短信再通知的方式，這樣在微控制器程序設(shè)計中通過即時響應(yīng)串口中斷接收短信到達(dá)通知后以指定序號的方式讀取短信內(nèi)容，既保證了短信的可靠接收，又具有較高的實時性。最終，該軟件通過在該混凝土攪拌站中運行三年的實踐來看，取得了良好的效果[6]。

六、結(jié)語

綜上所述，GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的應(yīng)用，對于確保其安全高效運行有著十分重要的意義，所以我們必須切實強化對其的設(shè)計，并在明確設(shè)計背景、設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，切實加強對其設(shè)計要點的掌握，這樣才能更好地確保運行的安全性和高效性。