基于Android的車載監控管理系統設計

1 概述

隨著3G業務在中國的全面鋪開，智能手機性能和用戶群體的不斷上升，將互聯網強大的應用服務能力擴展到終端上，為用戶隨時隨地的提供信息服務是社會信息化發展的必然趨勢。GIS技術也由傳統的基于單機應用向基于互聯網應用做轉變。隨著智能手機的迅猛發展，智能手機平臺將成為GIS技術互聯網應用新的應用平臺。

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 開發，后由開放手持設備聯盟（Open Handset Alliance）開發。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發，部分程序以Java 編寫。目前Android SDK已發布了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和提高。

3 車載監控管理平臺的總體架構

車輛監控系統是由車載終端、數據中心、監控終端和地圖服務器四個部分組成。車載終端把采集的GPS 定位信息和車輛狀態信息通過GPRS 網絡傳給數據中心，并由數據中心保存該信息和轉發給監控終端，監控終端得到信息后，結合地圖服務器提供的地圖信息進行顯示，直觀的展現監控車輛的當前狀態，并下達指令給車載終端。（見圖1）

圖1 車載監控管理系統架構

3.1 車載終端

車載終端主要由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信號并定時通過GPRS模塊向后臺監控中心發送GPS定位數據實現實時監控。

3.2 數據中心

數據中心包括中心數據庫、數據通訊服務兩個部分。中心數據庫存放GPS數據及其他的數據；數據通訊服務基于C/S 模式，主要功能是維護車載終端、監控終端與數據中心的連接，并承擔車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器連接，接收車載終端轉發數據，并下發控制指令。監控管理平臺是C/S模式的應用程序，為用戶提供一個基于地圖的監控管理平臺，包括車輛后臺管理和車輛監控系統兩個部分，車輛監控系統的主要功能包括電子地圖服務、車輛實時監控跟蹤、車輛歷史軌跡回放、車輛圍欄服務、報警處理模塊等。具體設計見第4 節。

3.4 地圖服務器

地圖服務器在該系統中指的是Google 公司提供的地圖服務器。監控終端利用Google Android 系統中自帶的Google API 插件直接訪問地圖服務器，提供監控用戶需要的電子地圖，為用戶的監控提供直觀的可視化地理信息。

4 基于Android 的監控管理系統設計

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

4.1 Google API 插件

Google API 插件是Android SDK 開發環境的擴展，通過該插件，Android 應用程序可以輕松地訪問Google 服務和數據。該插件的核心功能是地圖外部庫，可以通過其將功能強大的地圖功能添加到Android應用程序中。

4.2 車輛實時監控

用戶在電子地圖上實時監控車輛位置。本系統是通過Android 上的Google API 插件調用地圖服務器柵格圖像數據給予地圖顯示。（見圖2）用戶希望實時的監控車輛，并把其車輛位置信息顯示在地圖之上。首先需要用戶選擇車輛，向服務器發起實時監控請求，中心服務器在接收到車載終端發回的定位信息后，就轉發給監控端。得到定位信息后，通過Google API 插件獲取當前位置的相關地圖并呈現在用戶面前。整個過程是中心服務器和Google 地圖服務器協同工作的結果，高效的把分布式網絡資源整合在一起。

圖2 車輛實時監控流程

4.3 歷史軌跡回放

歷史軌跡回是重現車輛某一段時間內的行駛情況，在地圖上已點、線的形式表現出來。監控系統首先需要向中心服務器發起請求，請求某輛車某一時間段內的歷史數據。中心服務器在接收到請求后從數據庫中查詢在這一段時間內的車輛歷史數據，打包發給監控端。監控端再調用插件獲取地圖信息進行顯示。（見圖3）這里，中心服務器發回的歷史數據可能不是車載終端某段時間內的所有數據。在請求的某段時間內，車輛可能停留在某一位置或者在一個較小的范圍活動，此時監控終端就沒有必要把這段的數據全部顯示出來，只需把這些點當做一個位置顯示出來即可，避免了歷史軌跡回放時，車輛終端停留在電子地圖某一位置過長時間，給用戶"死機"的假象，提高了用戶的直觀感受，也減少了中心服務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多時，監控端接收數據時需要較長的傳輸時間，為了避免用戶過多的等待，中心數據服務器可以把數據分包分批發送，讓監控端一邊接收數據，一邊顯示數據，采用異步進行的方式，從而提高系統的工作效率。