Sensor Web支持下的租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(上海大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，上海 200444)

0 引言

由于車輛流動(dòng)性強(qiáng)，對租賃車輛的管理難度大。傳統(tǒng)的車輛管理方式缺乏對于車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，造成信息的透明度低，信息不能及時(shí)反饋等問題[1]。同時(shí)，由于沒有統(tǒng)一的租賃車輛管理平臺，管理人員不能有效地對車輛進(jìn)行管理[2]。另一方面，大型的租賃公司通常存在多種車型租賃業(yè)務(wù)，不同的車型安裝的定位設(shè)備來自不同的廠商，這些設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)存儲格式上存在很大差異，導(dǎo)致現(xiàn)存的資源不能互通互聯(lián)[3-5]?，F(xiàn)有的租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)只能解決單一定位設(shè)備數(shù)據(jù)管理，不能很好地將來自不同廠商設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)融合到一起實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[6]。

2005年，OGC(Open Geospatial Consortium)提出了一種國際通用的Sensor Web規(guī)范—SWE(Sensor Web Enablement)，在該框架中描述了傳感器的接口、協(xié)議和編碼規(guī)范，可從遠(yuǎn)程接入傳感器，打造一個(gè)“即插即用”的基于Web的傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)平臺[7]。傳感觀測服務(wù)(SOS)是SWE的最重要且最基礎(chǔ)的規(guī)范之一，它作為一種Sensor Web服務(wù)，致力于為異構(gòu)傳感器數(shù)據(jù)倉庫和使用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序之間提供互操作性[8]。它提供了一種標(biāo)準(zhǔn)方法，用于訪問來自傳感器信息和傳感器系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)解決信息孤島問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享[9-11]。

本文將對來自不同廠商的定位設(shè)備進(jìn)行建模，遵循SensorML規(guī)范生成標(biāo)準(zhǔn)的XML建模文檔，注冊到SOS中，研究基于Sensor Web的租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過SWE提供的傳感器觀測服務(wù)SOS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)傳感器及其觀測信息的管理，在此基礎(chǔ)上開發(fā)集成來自不同廠商定位設(shè)備數(shù)據(jù)的

統(tǒng)一租賃車輛監(jiān)控管理平臺，實(shí)現(xiàn)車輛定位、歷史軌跡回放、電子圍欄報(bào)警等功能。

1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，將該系統(tǒng)功能需求分為設(shè)備管理、車輛定位、電子圍欄越界報(bào)警、用戶管理等。圍繞這些功能，將系統(tǒng)劃分成感知層、數(shù)據(jù)解析層、數(shù)據(jù)管理層、邏輯層、應(yīng)用層五部分。如圖1所示。

感知層由安裝在租賃車輛上的定位設(shè)備(以下統(tǒng)稱為移動(dòng)傳感器)組成，主要負(fù)責(zé)定位信息采集并提供將采集到的信息上傳至遠(yuǎn)程設(shè)備的接口。數(shù)據(jù)解析層主要包括移動(dòng)傳感器信息描述模型和數(shù)據(jù)解析模塊，主要用于傳感器注冊和觀測數(shù)據(jù)插入。數(shù)據(jù)管理層主要分為共享數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心兩個(gè)部分，共享數(shù)據(jù)中心由傳感器觀測服務(wù)SOS(Sensor Observation Service)和抄收數(shù)據(jù)庫組成，主要負(fù)責(zé)對傳感器以及觀測數(shù)據(jù)的存儲，這部分?jǐn)?shù)據(jù)是可以共享的；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫組成，主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)和產(chǎn)生數(shù)據(jù)的存儲。邏輯層主要由SOS核心操作實(shí)現(xiàn)模塊和業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊組成，SOS核心操作實(shí)現(xiàn)模塊主要負(fù)責(zé)生成標(biāo)準(zhǔn)的XML文檔和解析標(biāo)準(zhǔn)的XML文檔提取所需數(shù)據(jù)以供業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊使用；業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊主要負(fù)責(zé)應(yīng)用層功能的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層主要提供了租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控頁面，通過該頁面用戶可以很方便的使用設(shè)備管理、車輛位置查詢、圍欄設(shè)置、報(bào)警管理、用戶權(quán)限管理等功能。

定位設(shè)備通過傳輸協(xié)議將觀測數(shù)據(jù)上傳，服務(wù)器端將接收的消息進(jìn)行解析生成標(biāo)準(zhǔn)的InsertObservation操作文檔插入SOS。SOS為數(shù)據(jù)的插入和使用提供了方便交互的Rest接口，所有數(shù)據(jù)的使用者都需要到數(shù)據(jù)中心中獲取對應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)及其觀測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)應(yīng)用層分為內(nèi)部數(shù)據(jù)交互和外部數(shù)據(jù)交互。內(nèi)部數(shù)據(jù)交互是指前端與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，使用SpringMVC搭建Web應(yīng)用，用戶從前端頁面調(diào)用后端接口獲取或添加數(shù)據(jù)。外部數(shù)據(jù)交互即前端與SOS的交互。應(yīng)用層通過SOS服務(wù)暴露的REST接口獲取SOS對應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)角岸私缑嫔献稣故尽?/p>

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)解析層

數(shù)據(jù)解析層主要包括移動(dòng)傳感器信息描述模型和數(shù)據(jù)解析模塊。在Sensor Web中，集中管理傳感器和其觀測信息的基礎(chǔ)是對傳感器建模，并將傳感器注冊到SOS中[12]。移動(dòng)傳感器信息描述模型是一個(gè)基于SensorML標(biāo)準(zhǔn)的文檔，是將從移動(dòng)傳感器分析并提取的建模信息根據(jù)SensorML標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽象轉(zhuǎn)化所生成的建模文檔。對傳感器建模之前，首先要對移動(dòng)傳感器進(jìn)行分析，提取建模所需基本信息，然后遵循SensorML規(guī)范，將信息整合成標(biāo)準(zhǔn)的XML格式的傳感器建模文檔。對于移動(dòng)傳感器需要抽象化的信息主要分為兩大類：一類是傳感器基本信息，另一類是傳感器的觀測信息。完成移動(dòng)傳感器建模后將通過SOS提供的InsertSensor操作注冊到SOS服務(wù)中。

定位設(shè)備以一定的時(shí)間間隔將采集到的觀測數(shù)據(jù)通過傳輸協(xié)議發(fā)送給服務(wù)器，對數(shù)據(jù)發(fā)送模塊所使用的不同傳輸協(xié)議，解析器都有與之匹配的的解析模塊[13]。通過解析器提取出數(shù)據(jù)內(nèi)的關(guān)鍵信息，發(fā)送給部署于后臺的文檔生成模塊。文檔生成模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并通過SOS獲取已注冊傳感器信息，通過對比已注冊傳感器來判斷請求接入的傳感器是否合法，若合法則生成標(biāo)準(zhǔn)的觀測信息插入文檔，通過SOS提供的InsertObservation操作接入數(shù)據(jù)庫中，完成移動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)接入。數(shù)據(jù)接入流程如圖2所示。

圖2 觀測數(shù)據(jù)接入流程圖

2.2 數(shù)據(jù)管理層

數(shù)據(jù)管理層主要分為共享數(shù)據(jù)中心和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心兩個(gè)部分，所用數(shù)據(jù)庫為MySQL數(shù)據(jù)庫。共享數(shù)據(jù)中心由傳感器觀測服務(wù)SOS和其綁定的數(shù)據(jù)庫組成，由于SOS能夠集中管理來自移動(dòng)、原位和遙感傳感器的觀測數(shù)據(jù)，并提供一個(gè)接口，使得傳感器和傳感器觀測數(shù)據(jù)能夠通過一個(gè)基于Web的界面被存取，能很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。將52North公司提供的SOS服務(wù)war包部署到Tomcat虛擬服務(wù)器下，當(dāng)Tomcat運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)解析war包并提供SOS服務(wù)的功能。移動(dòng)傳感器觀測數(shù)據(jù)記錄了移動(dòng)傳感器觀測值的獲取的時(shí)間、傳感器的經(jīng)緯度等信息，通過SOS提供的InsertObservation操作存儲到部署SOS時(shí)綁定的數(shù)據(jù)庫中。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心部分?jǐn)?shù)據(jù)是不共享的，主要為具體功能實(shí)現(xiàn)而設(shè)計(jì)。本文根據(jù)系統(tǒng)要求，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要分為設(shè)備管理模塊、圍欄設(shè)置模塊、報(bào)警預(yù)警模塊、定位信息模塊、權(quán)限設(shè)置模塊5個(gè)模塊。

設(shè)備管理模塊包括汽車信息表、汽車設(shè)備綁定表、汽車狀態(tài)改變表。汽車信息表用來存儲汽車基本信息，前端調(diào)用后端車輛添加和車輛刪除等接口時(shí)會(huì)操作該表單。汽車設(shè)備綁定表用來存儲汽車與移動(dòng)傳感器綁定信息，調(diào)用后端設(shè)備綁定和設(shè)備解綁等接口時(shí)會(huì)操作該表單。汽車狀態(tài)改變表用來存儲汽車狀態(tài)的變更信息，調(diào)用后端車輛信息變更接口時(shí)會(huì)對該表單進(jìn)行操作。

圍欄設(shè)置模塊包括圍欄信息表、車輛圍欄綁定信息表、圍欄狀態(tài)改變表。圍欄信息表用來存儲圍欄設(shè)置基本信息，前端調(diào)用后端圍欄創(chuàng)建和圍欄修改等接口時(shí)會(huì)對該表單進(jìn)行操作。車輛圍欄綁定信息表用來存儲車輛與電子圍欄綁定信息，前端調(diào)用后端圍欄綁定和圍欄解綁等接口時(shí)會(huì)操作該表單。圍欄狀態(tài)改變表用來存儲圍欄狀態(tài)變更信息，前端調(diào)用后端圍欄修改和圍欄綁定等時(shí)會(huì)對該表單進(jìn)行操作。

報(bào)警預(yù)警模塊包括報(bào)警預(yù)警信息表、報(bào)警信息下發(fā)表、預(yù)警信息下發(fā)表、郵件下發(fā)表。報(bào)警預(yù)警信息表用來存儲報(bào)警預(yù)警基本信息，前端調(diào)用后端報(bào)警信息查詢和預(yù)警信息查詢等接口時(shí)會(huì)對該表單進(jìn)行操作。報(bào)警信息下發(fā)表用來存儲報(bào)警處理信息，前端調(diào)用后端報(bào)警信息查詢和報(bào)警信息處理等接口時(shí)會(huì)操作該表單。預(yù)警信息下發(fā)表用來存儲預(yù)警處理信息，前端調(diào)用后端預(yù)警信息查詢和預(yù)警信息處理等接口時(shí)會(huì)操作該表單。郵件下發(fā)表用來存儲報(bào)警郵件下發(fā)信息，前端調(diào)用后端郵件下發(fā)接口時(shí)會(huì)操作該表單。

定位信息模塊包括定位信息表，用來存儲車輛定位信息，前端調(diào)用后端查詢車輛信息等接口時(shí)會(huì)操作該表單。權(quán)限設(shè)置模塊包括用戶注冊表、權(quán)限表、用戶權(quán)限關(guān)聯(lián)表。用戶注冊表用來存儲用戶注冊信息，前端調(diào)用后端添加用戶和刪除用戶接口時(shí)操作該表單。權(quán)限表用來存儲權(quán)限設(shè)置信息，前端調(diào)用后端添加權(quán)限和刪除權(quán)限接口時(shí)操作該表單。用戶權(quán)限關(guān)聯(lián)表用來存儲用戶與權(quán)限相關(guān)聯(lián)信息，前端調(diào)用后端分配權(quán)限接口時(shí)操作該表單。

根據(jù)不同模塊實(shí)現(xiàn)功能，依照設(shè)計(jì)原則對各個(gè)表進(jìn)行設(shè)計(jì)，以圍欄設(shè)置模塊中圍欄信息表為例，表結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 圍欄信息表

2.3 邏輯層

邏輯層主要由SOS核心操作實(shí)現(xiàn)模塊和業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊組成。當(dāng)傳感器信息與傳感器觀測數(shù)據(jù)插入到與SOS綁定的數(shù)據(jù)庫中之后，即可通過SOS提供的3個(gè)核心操作GetObservation、GetCapabilities和DescribeSensor來獲取傳感器元數(shù)據(jù)和目標(biāo)傳感器觀測數(shù)據(jù)[14]。通過SOS核心操作實(shí)現(xiàn)模塊屏蔽了SOS相關(guān)操作的復(fù)雜細(xì)節(jié)，用戶無需構(gòu)建復(fù)雜的SOS操作請求的XML文檔就可以獲取傳感器信息和觀測數(shù)據(jù)。SOS核心操作實(shí)現(xiàn)模塊通過Java類實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建兩種Java類：一種是Request類，另一種是Response類。通過Request類生成SOS核心操作的標(biāo)準(zhǔn)XML請求文檔，并且發(fā)送給傳感器觀測服務(wù)SOS。Response類實(shí)現(xiàn)了將SOS核心操作的響應(yīng)XML文檔進(jìn)行解析提取所需數(shù)據(jù)供業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊使用。圖3為類詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。SOS服務(wù)向外界提供獲取數(shù)據(jù)的方法接口是基于“請求-響應(yīng)”的交互模式，一次請求只能獲得一次響應(yīng)，響應(yīng)完成后結(jié)束會(huì)話。

圖3 Request類和Response類結(jié)構(gòu)圖

業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)模塊主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)功能邏輯處理，本文中租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能包括：設(shè)備管理、車輛位置查詢、圍欄設(shè)置、報(bào)警預(yù)警管理、用戶權(quán)限管理等功能。本系統(tǒng)基于前后端分離的思想來構(gòu)造，服務(wù)器后端使用SpringMVC+Hibernate實(shí)現(xiàn)。其中SpringMVC處理請求分發(fā)，Hibernate進(jìn)行與數(shù)據(jù)庫交互。整個(gè)后端系統(tǒng)通過Spring來構(gòu)造和管理實(shí)例達(dá)到系統(tǒng)的整合。前端使用HTML+CSS來構(gòu)造用戶頁面，前端邏輯使用JavaScript來編寫。前后端的交互使用Rest架構(gòu)風(fēng)格,前端使用AJAX請求后端數(shù)據(jù)，后端返回對其請求結(jié)果的Json 對象。

用戶在應(yīng)用層進(jìn)行操作就會(huì)調(diào)用后端業(yè)務(wù)功能相應(yīng)的接口，以電子圍欄創(chuàng)建和車輛越界報(bào)警功能為例，在電子圍欄設(shè)置部分高德地圖API在前端畫圖時(shí)提取經(jīng)緯度信息，這些信息保存成字符串形式，通過ajax保存到后臺數(shù)據(jù)庫。創(chuàng)建電子圍欄調(diào)用電子圍欄創(chuàng)建接口，請求協(xié)議為HTTP協(xié)議，請求類型為post請求，URL全徑為CarPatures/FencingController/addFencing，請求參數(shù)包括：fencing_name(圍欄的名稱)、fencing_detail(圍欄的備注)、fencing_data(圍欄的點(diǎn)集合)、user_name(用戶名)，響應(yīng)參數(shù)包括：code(請求狀態(tài)碼，備注：200請求成功,500請求失敗)、message(返回信息，備注：成功：添加成功。失?。禾砑邮?圍欄信息)。操作表單為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫圍欄設(shè)置模塊的圍欄信息表。在對車輛進(jìn)行越界報(bào)警監(jiān)控前首先要進(jìn)行設(shè)備和圍欄綁定，設(shè)備和地圖都放在內(nèi)存中間用map的形式保存，綁定的租賃車輛的每個(gè)定位信息都會(huì)和對應(yīng)的圍欄信息進(jìn)行判斷。前端和后端使用websocket保持長連接，后端發(fā)現(xiàn)越界直接推送信息到應(yīng)用層。

2.4 應(yīng)用層

為了用戶更直觀地觀測到定位數(shù)據(jù)，引入高德地圖API作為重要的技術(shù)支撐，對車輛監(jiān)控最核心的需求都是圍繞它來進(jìn)行開發(fā)。利用HTML構(gòu)建頁面框架，CSS設(shè)置頁面樣式，通過JavaScript將高德地圖嵌入到網(wǎng)頁中，使用jQuery框架的AJAX方法實(shí)現(xiàn)前后端參數(shù)傳遞。租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用層主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理、車輛位置查詢、圍欄設(shè)置、報(bào)警預(yù)警管理、用戶權(quán)限管理等頁面。

3 功能測試

3.1 仿真環(huán)境搭建

根據(jù)本模型系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)需要，開發(fā)環(huán)境如下：

1)Java開發(fā)包和運(yùn)行環(huán)境：JDK1.8.0_102，JRE1.7

2)Java集成開發(fā)環(huán)境：Eclipse Java EE IDE Photon

3)前端開發(fā)環(huán)境：HBuilder9.1.25

4)Web服務(wù)器：Apache Tomcat 7.0

5)數(shù)據(jù)庫：MySQL5.3

6)SOS版本：52n-sos-4.0

7)服務(wù)器配置：Windows Server 2008 R2 Enterprise， CPU E5-2403 1.8 G，內(nèi)存8 G

8)不同廠商的定位設(shè)備：GT220，GT710

3.2 仿真結(jié)果與分析

3.2.1 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)接入

通過在自行車上安裝來自不同廠商的定位設(shè)備來模擬測試車輛，首先對定位設(shè)備進(jìn)行建模注冊，在上述測試環(huán)境下，設(shè)置GT220定位設(shè)備每10 s上傳一次位置信息，設(shè)置GT710定位設(shè)備每5 s上傳一次位置信息。由于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)具備長距離傳輸?shù)哪芰?，因此本文選用GPRS進(jìn)行無線接入。定位設(shè)備使用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，不同廠商的定位設(shè)備上傳數(shù)據(jù)包格式有所差別，通過定義不同的類型的數(shù)據(jù)包解析模塊來實(shí)現(xiàn)多源定位設(shè)備的接入，移動(dòng)傳感器(定位設(shè)備)注冊及其觀測數(shù)據(jù)插入結(jié)果如圖4所示。

圖4 傳感器注冊和數(shù)據(jù)插入結(jié)果

上述數(shù)據(jù)顯示了移動(dòng)傳感器在后臺的存儲方式，每個(gè)傳感器注冊都有唯一的傳感器標(biāo)識，也就是SensorID，通過對應(yīng)屬性參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，展示不同的傳感器性能。通過將傳感器注冊id與設(shè)備一一對應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對定位設(shè)備及其觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

3.2.2 業(yè)務(wù)功能測試

1)設(shè)備管理功能測試：

傳感器注冊后每個(gè)傳感器都有唯一的傳感器ID，傳感器ID所對應(yīng)定位設(shè)備也有唯一的設(shè)備編號，為了方便用戶管理和查詢設(shè)備信息，屏蔽后端設(shè)備綁定的一些復(fù)雜操作，開發(fā)前端頁面來方便用戶管理，管理員通過設(shè)備添加操作實(shí)現(xiàn)設(shè)備與虛擬傳感器綁定，通過設(shè)備刪除操作實(shí)現(xiàn)設(shè)備與虛擬傳感器的解綁，另外可以通過設(shè)備列表查詢獲取后端數(shù)據(jù)庫中設(shè)備與傳感器綁定所有信息，如圖5所示。

圖5 設(shè)備管理

管理員在管理頁面進(jìn)行上述操作，后端數(shù)據(jù)庫會(huì)操作相應(yīng)的表單進(jìn)行數(shù)據(jù)的插入與刪除，說明該設(shè)備管理模塊可以成功的實(shí)現(xiàn)設(shè)備綁定的添加和刪除功能。

2)車輛位置及其行車軌跡查詢功能測試：

根據(jù)設(shè)置，定位設(shè)備會(huì)定時(shí)上傳經(jīng)緯度觀測信息插入SOS進(jìn)行管理，通過SOS服務(wù)GetObservation操作獲取這些觀測信息，后臺封裝了DeviceLocationImpl類來實(shí)現(xiàn)車輛位置查詢功能，當(dāng)前端發(fā)起請求，該類將GetObservation操作響應(yīng)解析后數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾上傳至前端頁面進(jìn)行顯示。因?yàn)閿?shù)據(jù)采集的經(jīng)緯度坐標(biāo)比較密集，為了更直觀的觀測車輛位置信息以一分鐘為間隔進(jìn)行取點(diǎn)在地圖上顯示，并且以虛線繪制行車路徑，如圖6所示。

圖6 車輛位置信息與行車軌跡

如圖6所示，設(shè)備編號為GT220-03，傳感器標(biāo)識號為SHUTEST03在開始時(shí)間2019-03-05-00：00:00到結(jié)束時(shí)間2019-03-06-00:00:00這一時(shí)間段內(nèi)的車輛位置信息及其行車軌跡。由圖可以看出該系統(tǒng)歷史行車軌跡顯示及其車輛位置查詢功能是可以很好的實(shí)現(xiàn)的。

3)電子圍欄越界報(bào)警預(yù)警功能測試：

后端封裝了FencingImpl類來實(shí)現(xiàn)添加圍欄、刪除圍欄和添加車輛與圍欄綁定等功能。創(chuàng)建一個(gè)MessageImpl類實(shí)現(xiàn)報(bào)警預(yù)警管理功能，該類中創(chuàng)建isInFencing(是否駛?cè)雵鷻?、isOutFencing(是否駛出圍欄)、isCloseFencing(是否靠近圍欄)3個(gè)成員變量來存儲車輛位置判斷后狀態(tài)信息，調(diào)用該類相應(yīng)的成員方法對車輛位置進(jìn)行判斷如果滿足駛?cè)雵鷻?、駛出圍欄、靠近圍欄條件，將相對應(yīng)的isInFencing、isOutFencing、isCloseFencing參數(shù)賦值為true。然后啟用新的線程對上述3個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果該參數(shù)值為true則進(jìn)行報(bào)警預(yù)警，并將報(bào)警預(yù)警信息寫入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫。報(bào)警判斷條件設(shè)置為：駛?cè)雵鷻趫?bào)警、駛出圍欄報(bào)警。預(yù)警判斷條件設(shè)置為當(dāng)車輛靠近圍欄50米處進(jìn)行預(yù)警。其中對于報(bào)警信息會(huì)進(jìn)行郵件下發(fā)通知管理者，預(yù)警信息則不進(jìn)行郵件下發(fā)。

首先進(jìn)行電子圍欄創(chuàng)建，點(diǎn)擊圍欄設(shè)置跳出電子圍欄創(chuàng)建頁面，設(shè)置圍欄名稱，選擇圍欄位置。如圖7(a)所示，選擇上海市寶山區(qū)為圍欄功能測試區(qū)域，點(diǎn)擊提交完成電子圍欄創(chuàng)建。將監(jiān)控車輛與電子圍欄進(jìn)行綁定，建立長連接，對測試車輛進(jìn)行持續(xù)3個(gè)小時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，車輛運(yùn)行軌跡如圖7(b)所示。

圖7 電子欄見創(chuàng)建與車輛運(yùn)行軌跡圖

從圖7(b)中可以看出車輛4次駛?cè)腭偝鰢鷻?，在車輛駛?cè)腭偝鰢鷻谇岸紩?huì)先靠近圍欄，當(dāng)車輛靠近圍欄50出會(huì)先進(jìn)行預(yù)警，預(yù)警信息不會(huì)下發(fā)郵件通知，駛?cè)腭偝鰢鷻趫?bào)警會(huì)下發(fā)郵件進(jìn)行通知管理員。針對上述測試，對應(yīng)后臺數(shù)據(jù)庫如圖8所示。

圖8 報(bào)警預(yù)警信息結(jié)果顯示

從圖8可以看出，定位設(shè)備GT710編號為GT710-02，對應(yīng)傳感器id為SHUTEST05，綁定設(shè)備每次報(bào)警預(yù)警信息都會(huì)入報(bào)警預(yù)警信息信息表，用戶通過前端請求以獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)在管理頁面進(jìn)行顯示。

針對以上測試可以看出，對于來自不同廠商的定位設(shè)備進(jìn)行建模注冊并通過SOS對定位設(shè)備及其觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理是可行的，在此基礎(chǔ)進(jìn)行租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控并對其設(shè)備添加和刪除、車輛位置查詢、歷史軌跡回放及電子圍欄報(bào)警預(yù)警等功能進(jìn)行測試，說明本系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4 結(jié)束語

本文基于Sensor Web設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)SWE標(biāo)準(zhǔn)對來自不同車輛的定位設(shè)備進(jìn)行抽象建模，將其動(dòng)態(tài)集成到Sensor Web中，使用傳感器觀測服務(wù)SOS對定位設(shè)備及其觀測信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，作為構(gòu)建統(tǒng)一租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過對租賃車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)需求分析，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能模塊，使用Java語言進(jìn)行后臺邏輯的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理、車輛位置查詢、歷史軌跡回放、電子圍欄越界報(bào)警等具體功能。通過開發(fā)前端頁面為用戶提供了更加簡潔方便的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)。除了實(shí)現(xiàn)對來自不同廠商定位設(shè)備的統(tǒng)一接入和管理以及對其遠(yuǎn)程監(jiān)控外，對定位設(shè)備自身進(jìn)行智能化控制也是至關(guān)重要的，未來研究方向主要側(cè)重于通過SWE提供的另一標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)SPS(傳感器規(guī)劃服務(wù))來實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)傳感器自身的開啟觀測、結(jié)束觀測、休眠、喚醒等一系列遠(yuǎn)程控制。