基于android平臺和3G的公路協同巡查系統研究

陳寧 黃安 姜雪

摘 要：隨著江蘇社會經濟的快速發展，交通流量日益增大，人民群眾對公路出行服務信息的需求日益增強，公路管理的壓力也隨之增大。為切實保證公路巡查此項工作地有效落實，通過智能移動終端實現路政、養護、應急巡查業務的整合，提升公路管理運行效能以及與省局、縣站（處、所）的網上協同辦公。本文針對以上問題討論一種基于android平臺的手機或手持移動設備并且結合3G、GIS等技術的手機或手持移動設備上的公路協同巡查系統的設計與實現

關鍵詞：android；3G；協同巡查；移動終端；路政

1 系統簡介及架構

系統由三部分組成：手持移動終端，無線傳輸網絡以及中心平臺管理系統。

公路協同巡查系統將智能化巡查方式與android手持移動終端相結合，高效地解決公路巡查管理中信息管理及事件處理的信息化問題，同時通過智能手機終端與3G智能傳輸技術的結合，巡查過程中發現相關問題如事件信息、解決情況、路網信息等可及時回傳服務器，并且可在服務器查詢相關信息。在GIS中對巡查軌跡的展示提高了對公路巡查人員及公路管理的可視化程度。

根據南通市公路協同巡查系統的業務目標，并綜合考慮作為已經在用的江蘇公路協同工作平臺的子系統，系統總體結構圖如下：

2 Android

Android一詞本意是指“機器人”，是Google于2007年11 月宣布的基于Java運行在Linux內核上完全為移動手持設備環境打造的開源操作系統，得到了Open Handset Alliance（ 開放手持設備聯盟）的支持，其軟件層次結構包括操作系統（OS）、中間件（MiddleWare）、用戶界面（UI）和應用軟件（Application）組成，號稱是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟件[1]。

由嵌入式Linux和Java構成的Android智能手機系統，其架構和工作原理決定了它是目前最具可移植性的移動設備操作系統，本研究在眾多嵌入式軟件中選擇Android操作系統作為導航系統終端軟件，便于軟件升級和維護，能夠有效降低軟件的成本，降低移動設備價格；系統內部使用開源庫類，既為開發人員提供一個非常便捷的開發環境，也為同行設計人員的方案設計提供有用參考，促進嵌入式系統的發展。

3 Android數據傳輸

Android中，Activity是最基本的模塊之一，Activity是所有程序的根本，所有程序的流程都運行在Activity之中。在Android的程序當中，Activity一般代表手機屏幕的一屏。一般一個應用程序有多個Activity構成，這些Activity之間可相互跳轉，即可理解為不同頁面之間的切換，完成與用戶的交互[2]。

Android間數據傳輸也就是Activity間數據傳輸。Android程序UI框架接近于Web頁面的概念。每一個用于呈現頁面的組件，Activity都是彼此獨立的，它們通過系統核心來調度整合，彼此之間的通過Intent機制來串聯。由于本系統主要應用于觸屏移動終端這一情況，開發人員基于Android的以上主要優勢，很好的解決了用戶使用界面的設計及開發問題，各個界面之間的相互跳轉十分流暢，巡查人員在使用中可清晰的了解各項功能并充分利用該優勢完成巡查，上報，處理事件后反饋等任務。

系統充分利用android平臺技術資源優勢，結合GPS、ARCGIS，應用3G無線傳輸技術，移動手持設備等綜合技術，實現對公路巡查的動態跟蹤，巡查數據的智能采集，巡查軌跡的動態監控，巡查數據的智能分析，為用戶提供高效率的決策響應。

4 Android組件的應用

Android中沒有入口函數，應用程序以各種組件為基礎，所有的組件都是平行的，都可以單獨實例化[3]。

Android組件是Android應用程序的核心，設計中運用到的Android組件包括：

4.1 屏幕組件——Activity

Activity是Android的核心類，可以理解為一個屏幕，顯示給用戶的界面。一個Android應用程序可以認為由多個Activity的交互組成的，多個Activity之間可以進行相互跳轉，不同的Activity實現不同的功能。

本系統中主要設計的Activity包括登錄界面，系統主界面，各功能界面，利用Activity之間的相互跳轉并且互不干擾的主要優勢完成各界面之間的切換及各個功能的獨立實現。

4.2 服務組件——Service

Service是Android的服務組件，沒有用戶界面，在后臺運行，對用戶完全透明。本設計需要手機在開機后自動后臺運行，因此手機軟件的定位和通信功能在Service中設計實現。本系統中GIS定位模塊及GPRS通信模塊的實現就是依靠Service建立的。

4.3 廣播接收組件——BroadcastReceiver

BroadcastReceiver組件的功能就是用來接收廣播并且做出回應，本系統利用該組件完成巡查事件上報下發等數據傳送接收的部分功能。該組件和Service組件類似，沒有用戶接口，但是廣播接收者能啟動Activity來對接收到的廣播做出回應，當巡查人員使用的移動終端接收到上級人員下發的任務時，該組件會在收到廣播后，可通過調用Context.start Service（）語句啟動服務，實現提醒服務，在通知欄提醒巡查人員有新的任務下發。Activity向Service傳遞數據也可借助于Broadcast Receiver實現，在上報任務時，向PC平臺通過GPRS模塊發送數據。

5 3G技術簡介及應用

隨著3G技術的快速發展，移動通信數據網絡為數據信息及多媒體信息的傳輸提供了更好的條件和保障。基于3G的無線數據傳輸的設計與應用，是將衛星導航系統（GPS）與地理信息系統（GIS）相結合，同時參照天氣情況，地面交通情況，通過3G網絡與監控調度中心通信，智能定位事發地點，具體體現出巡查人員的工作軌跡，實時傳遞事件上報處理等信息。南通公路協同巡查系統基于以上思路充分利用3G傳輸的優勢，建立高效安全的信息傳輸網絡，其主要技術原理如下：

移動終端的通信模塊通過使用域名解析（DNS）的方法獲取上位機（數據中心）IP地址，從而與上位機（數據中心）建立連接并互相傳輸數據[4]。該方案的優點在于其上位機（數據中心）不必擁有固定IP地址，而是通過域名解析服務提供商獲取域名，系統通過CPU控制無線通信模塊與遠端PC機進行通信而組建的一個通信網絡。

組建網絡成功之后即可進行數據傳送，系統使用3G網絡傳輸巡查人員的各種數據信息，及時高效的完成事件的上報、下發、處理、及反饋。巡查人員上路巡查發現事件及時錄入事件基本信息及多媒體信息，點擊發送后移動終端上的通信模塊會自動獲取數據中心（即上級指揮中心的系統）的IP與其建立連接，然后按照固定的通信協議將數據打包后通過Internet傳輸到數據中心。上級系統接收到數據后，其通信模塊根據通信協議解析數據包，經過處理后以固定的格式顯示事件信息，完成數據傳輸。

6 系統實現

基于android平臺手機或手持移動終端的公路協同巡查系統，主要是利用android智能移動終端的3G無線技術支撐信息的傳輸，打破傳統的工作模式，形成一套具有很強的系統完整性的巡查模式，通過android平臺的強大的擴展性特點，主要實現以下目標：

（1）日常的巡查工作，巡查基本信息設定。

（2）事件處理，將巡查時的表單整理至手持移動終端上進行填寫，巡查人員及事件處理人員按照指定的工作規范，完成巡查任務。

（3）數據傳輸，利用智能手機填寫好事件信息，通過3G智能傳輸將數據上傳，系統上級管理人員根據事件信息做出判斷，選擇合適處理方式。

（4）任務提醒，接收到新的任務后，利用android的智能通知功能，實時提醒工作人員。

（5）客戶端軟件的下載、安裝及更新，保證軟件運行于android平臺上的穩定性。

結合目前技術發展水平，本著“巡查-上報-處理-反饋”的流程管理思路，將工作流程體現在系統具體實現方案上，實現全天候的事件上報、任務提醒等功能。不同級別的巡查工作人員按不同的角色層次上報事件或下發任務，實現移動智能巡查的信息多樣性。

7 結束語

隨著3G智能移動技術的發展，android系統憑借其優勢已經成為移動智能終端系統開發的首要選擇。本系統基于android平臺，結合3G、GIS等技術，利用移動智能終端的優勢，配合相應的硬件系統所開發出來的公路養護巡查系統能夠高效實時地完成養護路政的協同工作。

實踐證明，使用本系統后，解決了以往巡查工作中的弊端，工作人員可及時上報事件及提交反饋信息，巡查事件信息的電子存檔也保證了信息的安全性，且為業務的階段性整核提供很大方便。

[參考文獻]

[1]趙建勛.基于Android平臺的移動位置服務的開發與實現[J].現代商貿工業，2010，22（20）：271-273.

[2]楊豐盛.Android應用開發揭秘.機械工業出版社，2010.

[3]張元亮.Android開發應用實戰詳解[M].北京：中國鐵道出版社，2010，39-55.

[4]李鵬.3G通信技術及其應用[J].信息通信2011，（4）：70-71.