基于A(yíng)ndroid的車(chē)載監控管理系統設計

1 概述

隨著(zhù)3G業(yè)務(wù)在中國的全面鋪開(kāi)，智能手機性能和用戶(hù)群體的不斷上升，將互聯(lián)網(wǎng)強大的應用服務(wù)能力擴展到終端上，為用戶(hù)隨時(shí)隨地的提供信息服務(wù)是社會(huì )信息化發(fā)展的必然趨勢。GIS技術(shù)也由傳統的基于單機應用向基于互聯(lián)網(wǎng)應用做轉變。隨著(zhù)智能手機的迅猛發(fā)展，智能手機平臺將成為GIS技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)應用新的應用平臺。

2 Android

Android 是基于Linux內核的操作系統，是Google 公司在2007 年11 月5 日公布的手機操作系統，早期由Google 開(kāi)發(fā)，后由開(kāi)放手持設備聯(lián)盟（Open Handset Alliance）開(kāi)發(fā)。它采用了軟件堆層（software STack,又名以軟件疊層）的架構，主要分為三部分。底層Linux內核只提供基本功能；其他的應用軟件則由各公司自行開(kāi)發(fā)，部分程序以Java 編寫(xiě)。目前Android SDK已發(fā)布了2.2 版本，與以往的版本相比，不管是功能上還是應用程序的執行運行速度上都做了大大的改進(jìn)和提高。

3 車(chē)載監控管理平臺的總體架構

車(chē)輛監控系統是由車(chē)載終端、數據中心、監控終端和地圖服務(wù)器四個(gè)部分組成。車(chē)載終端把采集的GPS 定位信息和車(chē)輛狀態(tài)信息通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò )傳給數據中心，并由數據中心保存該信息和轉發(fā)給監控終端，監控終端得到信息后，結合地圖服務(wù)器提供的地圖信息進(jìn)行顯示，直觀(guān)的展現監控車(chē)輛的當前狀態(tài)，并下達指令給車(chē)載終端。（見(jiàn)圖1）

圖1 車(chē)載監控管理系統架構

3.1 車(chē)載終端

車(chē)載終端主要由GPS信號接收模塊、數據處理模塊和GPRS模塊構成。GPS信號模塊主要是接收來(lái)自定位衛星的GPS信號，數據處理模塊采集GPS信號模塊的GPS信號并定時(shí)通過(guò)GPRS模塊向后臺監控中心發(fā)送GPS定位數據實(shí)現實(shí)時(shí)監控。

3.2 數據中心

數據中心包括中心數據庫、數據通訊服務(wù)兩個(gè)部分。中心數據庫存放GPS數據及其他的數據；數據通訊服務(wù)基于C/S 模式，主要功能是維護車(chē)載終端、監控終端與數據中心的連接，并承擔車(chē)載終端數據與監控終端數據交互的橋梁。

3.3 監控終端

監控終端是利用智能手機（Android 智能手機）上的監控管理系統與數據中心服務(wù)器連接，接收車(chē)載終端轉發(fā)數據，并下發(fā)控制指令。監控管理平臺是C/S模式的應用程序，為用戶(hù)提供一個(gè)基于地圖的監控管理平臺，包括車(chē)輛后臺管理和車(chē)輛監控系統兩個(gè)部分，車(chē)輛監控系統的主要功能包括電子地圖服務(wù)、車(chē)輛實(shí)時(shí)監控跟蹤、車(chē)輛歷史軌跡回放、車(chē)輛圍欄服務(wù)、報警處理模塊等。具體設計見(jiàn)第4 節。

3.4 地圖服務(wù)器

地圖服務(wù)器在該系統中指的是Google 公司提供的地圖服務(wù)器。監控終端利用Google Android 系統中自帶的Google API 插件直接訪(fǎng)問(wèn)地圖服務(wù)器，提供監控用戶(hù)需要的電子地圖，為用戶(hù)的監控提供直觀(guān)的可視化地理信息。

4 基于A(yíng)ndroid 的監控管理系統設計

基于A(yíng)ndroid 的監控管理主要包括監控和管理兩大部分。管理是車(chē)輛相關(guān)信息的管理，包括駕駛員基本信息、車(chē)輛基本信息、用車(chē)記錄、警報記錄等；監控是以電子地圖為顯示方式對車(chē)輛進(jìn)行監控，功能包括車(chē)輛位置實(shí)時(shí)跟蹤、車(chē)輛歷史軌跡回放、車(chē)輛圍欄設置、報警信息處理等。以下重點(diǎn)主要是對基于地圖的車(chē)輛監控設計進(jìn)行討論。

4.1 Google API 插件

Google API 插件是Android SDK 開(kāi)發(fā)環(huán)境的擴展，通過(guò)該插件，Android 應用程序可以輕松地訪(fǎng)問(wèn)Google 服務(wù)和數據。該插件的核心功能是地圖外部庫，可以通過(guò)其將功能強大的地圖功能添加到Android應用程序中。

4.2 車(chē)輛實(shí)時(shí)監控

用戶(hù)在電子地圖上實(shí)時(shí)監控車(chē)輛位置。本系統是通過(guò)Android 上的Google API 插件調用地圖服務(wù)器柵格圖像數據給予地圖顯示。（見(jiàn)圖2）用戶(hù)希望實(shí)時(shí)的監控車(chē)輛，并把其車(chē)輛位置信息顯示在地圖之上。首先需要用戶(hù)選擇車(chē)輛，向服務(wù)器發(fā)起實(shí)時(shí)監控請求，中心服務(wù)器在接收到車(chē)載終端發(fā)回的定位信息后，就轉發(fā)給監控端。得到定位信息后，通過(guò)Google API 插件獲取當前位置的相關(guān)地圖并呈現在用戶(hù)面前。整個(gè)過(guò)程是中心服務(wù)器和Google 地圖服務(wù)器協(xié)同工作的結果，高效的把分布式網(wǎng)絡(luò )資源整合在一起。

圖2 車(chē)輛實(shí)時(shí)監控流程

4.3 歷史軌跡回放

歷史軌跡回是重現車(chē)輛某一段時(shí)間內的行駛情況，在地圖上已點(diǎn)、線(xiàn)的形式表現出來(lái)。監控系統首先需要向中心服務(wù)器發(fā)起請求，請求某輛車(chē)某一時(shí)間段內的歷史數據。中心服務(wù)器在接收到請求后從數據庫中查詢(xún)在這一段時(shí)間內的車(chē)輛歷史數據，打包發(fā)給監控端。監控端再調用插件獲取地圖信息進(jìn)行顯示。（見(jiàn)圖3）這里，中心服務(wù)器發(fā)回的歷史數據可能不是車(chē)載終端某段時(shí)間內的所有數據。在請求的某段時(shí)間內，車(chē)輛可能停留在某一位置或者在一個(gè)較小的范圍活動(dòng)，此時(shí)監控終端就沒(méi)有必要把這段的數據全部顯示出來(lái)，只需把這些點(diǎn)當做一個(gè)位置顯示出來(lái)即可，避免了歷史軌跡回放時(shí)，車(chē)輛終端停留在電子地圖某一位置過(guò)長(cháng)時(shí)間，給用戶(hù)"死機"的假象，提高了用戶(hù)的直觀(guān)感受，也減少了中心服務(wù)器與監控端之間數據傳輸。

圖3 歷史軌跡回放流程

值得注意的是當歷史數據過(guò)多時(shí)，監控端接收數據時(shí)需要較長(cháng)的傳輸時(shí)間，為了避免用戶(hù)過(guò)多的等待，中心數據服務(wù)器可以把數據分包分批發(fā)送，讓監控端一邊接收數據，一邊顯示數據，采用異步進(jìn)行的方式，從而提高系統的工作效率。