物流車隊的監(jiān)測系統(tǒng)設計

徐敏 沙晶晶

(江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院,江蘇無錫 214153)

自加入WTO以來,中國的物流運輸業(yè)獲得了長足發(fā)展,物流運輸在經(jīng)濟體系中的作用越來越重要。公路物流在物流體系中占據(jù)的比例最高,是中短距離中最主要的物流運輸方式。專業(yè)從事公路運輸?shù)奈锪鞴驹絹碓蕉?遇到的問題也多種多樣。近年來,隨著人員工資的上漲、物價的膨脹、道路監(jiān)控的日益嚴密,公路物流運輸公司的經(jīng)營日益艱難。受江蘇某物流運輸公司委托,要求提供一套監(jiān)控系統(tǒng),可以記錄車輛日常狀況,并具備實時自動報警功能。

1 需求分析

該客戶現(xiàn)有56臺運輸車輛,全部為卡車,主要業(yè)務是在華東以及華北地區(qū)運輸貨物,平時基本上只在公路上運行,極少在路況惡劣的道路上行駛。該公司目前遇到的常見問題有:車輛配件損耗、道路行駛違章等交通罰款、汽油被盜或異常消耗、司機隨意改變行駛道路導致額外支出等,其中最令公司頭疼的就是汽油異常問題。汽油異常既有小偷偷竊的外部情況,也有司機監(jiān)守自盜的情形。

分析發(fā)現(xiàn),客戶需要一套遠程監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)應該具備以下功能:油耗記錄、車輛位置信息記錄、停車時間記錄、行駛速度記錄、行駛軌跡回放功能、超速等異常報警功能、車輛故障自動報警功能、報表統(tǒng)計功能等。其中油耗記錄需要專門的油耗測量設備配合軟件共同實現(xiàn),報表統(tǒng)計可以在軟件設計中獨立完成,其他功能可以由GPS設備配合軟件來共同實現(xiàn)。

2 監(jiān)測系統(tǒng)設計

2.1 物流車隊監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成

通常來說,對車輛的監(jiān)測系統(tǒng)需要GPS設備、電腦服務器等硬件設備,以及專用的監(jiān)測軟件,包括客戶端訪問軟件和服務器端應用軟件。由于本方案里的客戶還要求有油耗記錄功能,因此還需要專用的油耗檢測設備,該設備可以連接到GPS設備上,從而實現(xiàn)對油箱油量的實時監(jiān)測。因此,本方案中車輛的監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

后臺服務器的功能有二:一是安裝專用的服務軟件,負責數(shù)據(jù)信息的記錄、保存和處理;二是與GPS設備進行通訊,發(fā)送命令給GPS通訊模塊,接收GPS發(fā)來的數(shù)據(jù)信息。實際使用時,用戶通過客戶端軟件訪問服務器,查看車輛信息。GPS通訊模塊接負責通訊和定位,一方面在收到監(jiān)測器信號后,將數(shù)據(jù)傳送至后臺服務器,另一方面接收服務器反饋回來的命令,發(fā)送預警或報警信息給用戶。油耗監(jiān)測器通常與車輛的油箱相連,對油箱的油量進行實時監(jiān)測,并把檢測到的油量數(shù)值通過GPS發(fā)送到后臺服務器。從軟硬件角度來看,軟件部分包括服務器上配套的專業(yè)軟件以及客戶端訪問軟件;硬件部分包括后臺服務器、GPS通訊模塊、油耗監(jiān)測器。GPS通訊模塊和油耗監(jiān)測器屬于核心部件,也是整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心。

圖1 車輛監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成示意圖Fig.1 Schematic diagram of vehicle monitoring system

圖2 車輛監(jiān)測系統(tǒng)實際構(gòu)成圖Fig.2 The actual structure of the vehicle monitoring system

油耗監(jiān)測器通常直接或間接安裝在車輛的油箱上,從安裝方式來說,可分為需要打孔安裝的桿狀油耗監(jiān)測器和不需要打孔安裝的油耗監(jiān)測器兩類。其中打孔式桿狀油耗監(jiān)測器目前應用范圍最廣,經(jīng)濟實用型最優(yōu),性能也最為穩(wěn)定可靠,所以本系統(tǒng)也擬選用這一類型監(jiān)測器。桿狀油耗監(jiān)測器在使用時必需要在油箱上鉆孔,然后用法蘭、墊圈、密封膠等固定在油箱上。其測量原理是監(jiān)測器的油桿放入油箱后,汽油會通過油桿底部進入油桿,顯然,油箱內(nèi)油量多少和油桿內(nèi)汽油的高低有著一一對應關(guān)系,監(jiān)測器測得油桿內(nèi)汽油的高度,就得知油量有多少。當油量突然劇烈下降時,就能判斷出處于漏油或被偷油狀態(tài)。

2.2 監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

考慮到客戶的實際情況,本著經(jīng)濟節(jié)約的原則,本方案設計時充分吸收現(xiàn)有的技術(shù)成果,力求快速搭建出一套高性價比的車輛監(jiān)測系統(tǒng)。exlive軟件是目前應用最為廣泛的車務管理軟件,不僅功能強大完全滿足現(xiàn)有客戶要求,而且可以免費從網(wǎng)絡下載安裝,由此可以省去軟件的開發(fā)支出?？紤]到使用和維護成本,后臺服務器選擇租賃的方式解決,這樣用戶使用起來方便簡單,只需要安裝客戶端訪問軟件即可。GPS模塊選擇美成通用B型GPS車機,該車機性能穩(wěn)定可靠、安裝方便,測量范圍0.1～31V,測量精度0.032V,而且輸入端為模擬電壓信號,方便與大部分類型的油耗監(jiān)測器連接。

在油耗監(jiān)測器的方案選擇上,選用河南長潤儀表公司的CR-606F電容式桿狀監(jiān)測器,該監(jiān)測器的輸出信號為0～5V直流電壓。由于選用的GPS車機的測量范圍為0.1～31V,為了更精確地監(jiān)測油量變化,另外增添了一個濾波放大器,以此來過濾擾動并將CR-606F的輸出信號放大6倍。因此,本方案中油耗監(jiān)測器由兩部分組成:長潤CR-606F桿狀監(jiān)測器和濾波放大器。為節(jié)約成本,濾波放大電路板的設計盡量采用貼片式器件完成。

綜上所述:軟件方面,采用exlive車務管理軟件,該軟件現(xiàn)已有免費成品可用;硬件方面,服務器采用租賃的方式解決,GPS通訊設備選用美成通用B型GPS車機,關(guān)鍵的油耗監(jiān)測器則由CR—606F桿狀油耗監(jiān)測器和濾波放大器共同組成。實際的車輛監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

3 結(jié)果與驗證

車輛監(jiān)測系統(tǒng)設計安裝完成之后,初期在客戶的5輛車上進行試運行實踐驗證。結(jié)果顯示,各項指標都圓滿達到客戶要求,頗得客戶好評,由此進一步擴大安裝到客戶所有車輛上。本設計從客戶角度出發(fā),以經(jīng)濟實用為設計原則,為物流車隊監(jiān)測系統(tǒng)設計提供了一種新思路。