基于網絡與嵌入式查詢終端的城市非機動車輛管理系統

黃海軍，景征駿，李秉璋

(江蘇技術師范學院 計算機科學與工程學院，江蘇 常州213001)

目前，城市中的非機動車輛(包括自行車、電動車和三輪車等)因數量多、價值低，一直處于管理不利的狀態，進而造成非機動車輛失竊嚴重、破案率低等不良后果。課題組和所在城市非機動車輛管理部門一起,就建立城市非機動車輛管理系統、實現非機動車輛科學有效管理的可行性進行了廣泛的調研,學習借鑒了部分城市的管理辦法[1-3]，利用網絡和嵌入式技術，并輔之必要管理制度，設計并實現了城市非機動車輛管理系統。從而對非機動車輛實行有效的全過程管理，降低車輛的失竊率和提高被盜后的破案率有積極的作用。

1 系統設計

為了加強對各種非機動車管理，提高非機動車業務管理的科學性和規范性，提高信息管理的安全性、可靠性、及時性和有效性，需要依托公安網絡建立一個全市集中的計算機管理信息系統。

1.1 設計目標

非機動車輛管理系統運行模式一般是，首先非機動車輛購置后到非機動車管理部門辦理手續，領取已寫入車輛、所有人基本信息的智能車輛牌照，并安裝在車輛規定位置處。然后車輛管理數據庫子系統錄入車輛及其所有人的詳細信息。依據系統管理辦法，車輛必須全牌照行駛。車輛丟失、被盜、變更所有人、報廢等需到派出所等設有網絡終端處備案。將車輛、所有人變化情況輸入信息系統以及時反映車輛的當前狀態。對于網絡暫時無法到達的檢查點，設想使用手持式查詢終端進行檢查。查詢終端中保存被盜車輛的基本信息，被盜車輛的數據定期從數據管理子系統中下載更新。由此可見，所要建立的非機動車輛管理系統主要目標如下：

(1)采用無線射頻識別技術(RFID)制作射頻標簽嵌入車牌內，取代傳統的車牌，形成新一代智能車牌；

(2)實現對車輛的信息化管理，使非機動車處于可控制狀態；

(3)為執法部門提供便攜式執法工具，即信息查詢終端。其應具備查詢效率高、成本低、攜帶方便等特點；

(4)車輛管理網絡化，借助現有的公安網絡建立覆蓋整個城市的非機動車輛管理信息系統。

1.2 系統架構

本文結合城市非機動車輛管理系統的運行模式和建設目標，通過研制基于嵌入式技術的非機動車查詢終端(PDA)，在網絡環境下形成基于網絡和查詢終端的城市非機動車輛管理系統。系統方案體系結構如圖1所示。

由圖1可以看出系統由兩部分組成：基于網絡的上位機車輛信息管理系統和基于嵌入式技術的下位機車輛查詢終端。其中，上位機車輛信息管理系統的主體基于公安網絡。同時，考慮到目前城市的實際情況，允許部分社會點代辦自行車上牌業務，辦理的信息通過互聯網傳輸到車輛管理所，然后由人工形式將數據導入非機動車數據庫中，其主要目的是確保公安網絡的安全。而系統的下位機主要由查詢終端和電子車牌等模塊組成。系統在實際運行時，客戶端負責非機動車輛的登記注冊、轉移過戶、失竊登記并上傳、失竊信息更新并形成下載文件等任務。數據庫服務器存放本城市所有非機動車輛的信息，匯總客戶端上傳的車輛信息，并通過網絡更新每個客戶端的車輛信息庫。

2 系統實現

2.1 車牌設計

車輛牌照的結構設計為抽插式子母卡，母卡安裝在車輛的規定位置，子卡可插入母卡內，亦可抽出[4]。非機動車管理辦法要求車主離開車輛時抽出子卡，使母卡上的車牌號不能形成完整的數字，且很難從母卡剩余的部分數字猜出車牌號碼，如圖2所示。這樣即使車輛被盜，偷竊者也很難復制出正確車牌號的子卡，從而提高車輛的防盜性。另外，車牌內的電子標簽為該車的ID號，通過與數據庫中的信息關聯將很快確定車輛的當前狀態(正常、被盜、報廢等)以及車輛所有人的信息[4-5]。

2.2 查詢終端

手持式查詢終端(PDA)是非機動車管理系統的執行端，也是整個系統的核心模塊，其體系結構如圖3所示。

手持式終端基于實時操作系統RTOS運行，在RTOS調度下，通過SD存儲卡從客戶端PC獲取車輛信息庫中的更新數據（失竊車輛）文件。在使用中，手持PDA通過射頻讀卡器獲取車輛牌照上的ID號，通過將ID號在SD卡中的數據檢索情況，來查看該車的狀態(例如是失竊還是正常)。

各主要功能模塊描述如下：

(1)LPC2136 ARM7芯片。設計采用Philip公司的LPC系列ARM芯片，片上集成了32 bit微處理器ARM7TDMI-S、32 KB SRAM和 256 KB Flash。 在該芯片的體系結構中，ARM7局部總線(ARM7 Local Bus)為片上存儲控制器提供接口；VPB（VLSI Peripheral）總線為片上功能模塊提供接口；

(2)RFID讀卡模塊。車輛牌照中嵌入的電子射頻標簽是基于ISO/IEC15693協議，工作頻率為 13.56 MHz(中頻)只讀被動式型無源標簽。讀卡模塊采用獨立的CR001模塊，支持多種編碼輸出格式，其RS232 TTL讀出數據格式如表1所示。

表1 讀卡模塊的數據格式

(3)顯示輸出。顯示輸出采用了漢顯HZ128-64D20模塊，它具有12×12點陣漢字顯示功能的液晶圖形顯示模塊。該模塊同時還內嵌了先進的T9拼音輸入法，并采用UART方式與MCU進行通信。

2.3 信息管理軟件

系統采用B/S結構，即以WEB方式來實現非機動車管理信息系統。由于JAVA技術在解決企業應用方面較為成熟，不僅具有跨平臺的優點，而且還有大量的開放源碼產品可供使用，故采用基于J2EE平臺的架構來實現。

2.3.1 后臺數據庫

經過分析，將機動車數據庫設計成主表和副表形式，主表完成主要業務信息的存儲，副表則存放其他相關信息。經設計后的非機動車數據庫主表如表2所示。

表2 非機動車主表

2.3.2 業務功能模塊的設計

經過對非機動車管理信息系統運行模式、需求分析后確定整個系統由如圖4所示的8個子功能組成。下面對主要的功能模塊進行說明。

(1)車輛管理基本業務功能模塊。由于非機動車涉及多種不同類型的車輛，其業務辦理的流程、采集的信息、打印的證件也有所不同。相關業務包括：注冊登記、換牌、補牌/證、轉移、注銷、失竊登記等[5]。

(2)數據查詢模塊。對于非機動車管理系統，由于其業務處理過程相對比較簡單，而應用計算機管理最大的好處是便于查詢、統計，再加之非機動車數據量比較大，因此建立強大、快速的查詢功能至關重要。系統實現的查詢主要包括以下幾個方面：①按車輛類型、車輛牌照號或車輛鋼印號的快速查詢和檢索；②按姓名或單位的檢索；③按照多種條件進行模糊查詢；④數據信息除可提供給公安網內部系統部門查詢外,還能提供給市民通過“公網”即通過因特網來查詢。

(3)系統維護模塊。非機動車系統維護主要指一些代碼表、機動車參數表、業務流程以及上牌點的維護。系統中車輛類型以代碼表的形式出現，這樣可處理以后工作中車輛類型改變的情況，同時車輛參數也可根據用戶要求進行增加或修改，這樣使系統具有很強的可擴展性。

通過對本地區非機動車輛的調研，本文對非機動車輛的管理政策做了定位和走向的分析，設計了依托公安網絡構建的高集成度非機動車信息管理系統，并引入了查詢終端，提出了基于網絡和查詢終端的系統運行模式和設計方案，從而方便執法人員在脫離網絡的情況下進行現場的信息查詢，形成了高效便捷的基于網絡和查詢終端的城市非機動車輛管理系統。

[1]姚良群.非機動車計算機管理系統［J］.交通與運輸，2007，12(1)：67-70.

[2]GIANNOPOULOS G A.The application of information and communication technologies in transport[J].European Joural of Operational Research，2004(152)：302-320.

[3]楊勇華，葉澄清.非機動車管理信息系統的設計與實現[J].工業控制計算機，2004，17(4)：47-50.

[4]李秉璋，吳訪升，徐亞平，等.基于網絡的城市非機動車輛管理系統[J].計算機工程，2008，34(4)：283-285.

[5]李秉璋，吳訪升，徐亞平，等.城市非機動車輛管理系統關鍵技術的研發[J].江蘇技術師范學院學報，2007，51(4)：1-5.