GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的應用

覃景河

（廣西大都混凝土集團有限公司，廣西 南寧 530031）

鑒于GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的重要性以及結合實際的需要，某混凝土攪拌站結合實踐，借助Delphi工具，開發設計了一款更貼近混凝土攪拌站行業實際車輛管理特點的GPS車輛管理軟件，并對其進行了嚴格的設計和調試。經過4年多的運行、優化和完善，該軟件對砼行業運輸車輛的管理較為便捷和高效。

一、開發背景

某混凝土攪拌站使用的GPS車輛管理軟件是在2006～2007年委托某軟件公司研發的，2009年后就沒有技術支持了，這無法滿足該攪拌站當前對車輛管理的需求。同時原系統沒有考慮到系統運行效率及眾多終端并發問題，導致系統運行慢，穩定性不佳。權衡之后，某混凝土攪拌站決定重新開發一套更適合混凝土行業特點的GPS車輛管理系統[1]。

二、設計目標

（一）車輛追蹤功能

本軟件的車輛追蹤功能不僅能對車輛進行定位追蹤，而且還能實現多車追蹤。其具體的設計要點如下：一是實時定位；二是對車輛的位置默然連續記錄30s；三是對車輛的速度、位置、行駛的方向與報警狀態等進行記錄；四是通過新建窗口，能同時對多車進行追蹤和對比。

（二）卸料跟蹤報警功能

本軟件的卸料報警功能的設計要點主要有以下幾點：一是卸料開關方面，主要是在車輛的機械卸料手柄中安裝卸料檢測開發；二是信號檢測方面，主要是采取電氣式卸料，因此能實現直接檢測，不用外接其他開關；三是卸料檢測方面，本系統中有兩路檢測信號，能滿足高、低電平檢測的需要；四是卸料報警方面，用戶可以自主選擇是否需要報警，直接在平臺上設置即可。

（三）安全監控功能

本軟件的安全監控功能的設計要點主要有以下幾點：一是對超速的情況進行實時報警和監控，且對不同路段中的限速值進行針對性的設計；二是對疲勞駕駛的情況進行監控和報警，若駕駛員連續行車4小時，則會報警。

（四）軌跡監控功能

本軟件的軌跡監控功能的設計要點主要有以下幾點：一是定位軌跡的時間間隔在5～65535s，默認為30s；二是軌跡保存功能長達12個月；三是軌跡回放，對車輛駕駛軌跡進行回放，而且還能對回放的速度進行調整和暫停；四是軌跡信息檢查，比如車輛行駛的路線，加油站和過路費等方面的信息。

（五）車輛調度功能

本軟件的調度功能的設計要點主要有以下幾點：一是文字調度，調度中心將文字調度指令下發到車載顯示屏；二是語音調度，調度中心將語音調度信息在車載文字播報器中播放出來；三是電話調度，安裝車載電話手柄，駕駛員可以利用其接聽和撥打電話。

（六）區域限制功能

本軟件的區域限制功能主要是對行車范圍進行限制，其設計要點主要有以下幾點：一是電子圍欄，在平臺客戶端的電子地圖中設置行駛區域；二是區域報警，就是對用戶車輛出入某一區域時給監控中心后臺報警。

（七）防拆機保護功能

本軟件的防拆機保護功能的設計要點主要有以下幾點：一是斷電報警，當GPS電源被切斷之后，能及時地向后臺發出斷電報警信號；二是后備電池，其在斷電后還能連續運行兩小時。

（八）遠程斷油功能

本軟件的遠程斷油功能的設計要點主要有以下幾點：一是停車斷油，當車輛的速度被判定為0時，后臺可以給設備下發斷油的指令，從而使車輛斷油，但是設置了密碼權限保護；二是分級管理，只有高級用戶才能實施遠程斷油，而監控員只能對車輛定位；三是斷油恢復，后臺可以向車輛遠程恢復供油，解除對其的鎖車。

（九）防盜報警功能

本軟件的防盜報警功能主要是將原車防盜器與后臺對接，設置自定義檢測線束，當防盜器發出被盜報警之后，報警數據可以上傳到后臺車[2]。

表1

三、設計原則

該公司在GPS車輛管理軟件開發設計中，為了滿足實時監控、卸料報警、安全管理、全程記錄、調度指揮、區域報警、線路稽查、遠程斷油、遠程恢復、可靠性高、方便維護、體積小巧等功能的需要，堅持了以下幾個設計原則：一是科學性原則；二是經濟性原則；三是適用性原則[3]。

四、設計要點

（一）系統硬件配置

在本次設計中，采用的硬件較多，具體詳見表1。

（二）軟件配置

在本次設計中，采用的軟件較多，具體詳見下表。

項目服務器操作系統服務器數據庫系統監控坐席操作系統監控坐席數據庫地圖格式：Mapinfor開發工具軟件類型Windows2003Server企業版SQL2000企業版WindowsXP SQL2000個人版比例：全國1∶100000，本省1∶10000，本市1∶5000 Delphi7

（三）系統主要核心模塊

GPS外網服務端：主要功能是接收GPS終端的定位包、解析包，然后群發到相應的GPS客戶端。此服務端采用微軟Windows平臺并發性最好的通信模型完成端口(IOCP)來研發，完成端口支持上萬級別的并發訪問量。經過GPS終端模擬器測試，這個服務端能輕松同時上線6000臺GPS終端?？紤]到GPS外網服務器的IP地址是對外的，為了能接收到GPS終端發送過來的定位信息，服務器必須對外公開某一個端口(在不與系統沖突的前提下，可自由設定)，如16000端口。這個16000端口很容易被黑客利用進行攻擊，主要手段為無限攻擊。打個比方，就是有很多人不停地給你打騷擾電話，但又不和你說話，這時候你只能不停地接電話，而真正有事打電話找你的人，根本就無法打進來。根據這種情況，服務端軟件做了相應的應對方法，把所有需要用到的電話號放入通信錄中，所有來電都要通過通信錄的驗證，驗證不通過的馬上殺掉，這樣就保證你接到的電話都是認識的人的電話了。

內網監控中心服務端：接收GPS外網服務端發送過來的定位信息，結合生產線生產數據，對車輛的行駛狀態(在站內、去工地路上、在工地、從工地返回路上等)進行監控并把結果群發到相應的GPS客戶端的行車記錄模塊上。

GPS客戶端：GPS客戶端是我們日常看到的GPS軟件，有地圖顯示，有車輛在地圖上移動，有車輛定位信息顯示、有車輛歷史軌跡回放、有用戶密碼權限管理等功能。

（四）網絡結構

在整個軟件系統中，后臺的監控中心具有神經中樞的作用，能集中監控和調度，并提供有關信息服務，對系統軟硬件予以管理和協調。其網絡結構詳見下圖。

（五）車載終端

在車載終端方面，主要是對監控中心進行數據傳輸。在數據傳輸過程中，主要是利用GPRS/CD-MA公共數據網絡來進行，具有車輛定位、監控報警、遠程監聽、斷電斷油等方面的功能[4]。

五、試驗過程

（一）試驗準備

1.基本參數設置

車輛行駛狀態相關參數的設置

2.運行設置

①車輛掉線提示時間：車輛沒有定位信息返回多長時間的提示。

②車輛路上停留時間超時設置：車輛在去工地或從工地返回路上停車超過設定時間提示。

③車輛超速報警設置：車輛時速超過設定值報警提示。

④車輛進入報警區域停留多長時間報警：車輛進入設置報警區域后停留超過設定時間報警提示。

⑤車輛出廠，無發貨單或任務單提示：車輛不在站里，將檢測是否有發貨單，如沒有將進行示。

⑥車輛出廠，無區域工程目的地提示：車輛不在站里，將檢測地圖上是否已設置了工程目的地，如沒有設置，將進行提示。

3.工程區域

設置如下圖：

用圓型方式設置區域，以經緯度為圓心來設置區域的范圍。區域分有工地、攪拌站兩大類。車輛進入報警選項，是設定車輛進入某一特定區域，就進行報警提示，如設置某一個區域為報警區域，那么車輛進行此區域停留超過設定時間就進行報警。

（二）測試過程

1.GPS客戶端測試

由于本次設計中采用了面向對象開發模式，把GPS相關業務邏輯及特性融入，大大縮短了GPS客戶端的研發周期。在對GPS客戶端測試時，得到的運行圖詳見下圖，且主界面以標簽形式顯示。

2.定位測試

在定位測試時，主要是根據接收和顯示GPS服務端發過來的車輛定位信息，下圖1是定位測試的具體過程，說明測試的精準率較高。

3.掉線測試

掉線測試時，主要是記錄GPS終端掉線與上線的信息，具體的測試過程如下，所有測試結果均與實際相符[5]。

4.行車記錄測試

行車記錄測試時，主要是記錄車輛行駛過程的狀態，如車輛在站里、車輛在去工地路上、車輛在工地、車輛從工地返回路上等。具體的測試過程如下圖2，所有測試結果均與實際相符。

5.信息采集分析模塊的測試

對GPS信息采集與分析模塊進行測試時，主要是用前端硬件和模擬串口來接收來自GPS的信息，并對GPS信息軟件進行解析。具體就是把GPS模塊與電路板相接之后，借助預留的車載導航接口，將GPS信息直接輸出，再通過PC端進行串口調試和接收，當GPS的接收模塊調試達標后，在電路中接入微控制器，并將微控制器的外部中斷，用模擬串口來接收GPS信息，從而更好地測試了數據接收可靠性與控制性。為檢驗其信息接收準確與否，在測試中采取讀出數據的基礎上，直接利用串口向顯示器純輸出，但是在所接收數據存在數據雜亂的情況下，對其關鍵字進行了過濾，這樣通過測試，能有效地解決GPS信息方向與速度數據長度不定而導致解析錯誤的問題。

圖1

圖2

6.無線傳輸模塊的測試

在這一測試中，主要是就無線傳輸模塊的TA命令進行調試，測試終端對命令相應的情況、短信收發的情況和數據傳輸的情況進行測試。通過測試發現，采取短信轉發的方式更為有效和便捷，但是又面臨著短信丟失的問題，所以在本系統中，最終采取先存儲短信再通知的方式，這樣在微控制器程序設計中通過即時響應串口中斷接收短信到達通知后以指定序號的方式讀取短信內容，既保證了短信的可靠接收，又具有較高的實時性。最終，該軟件通過在該混凝土攪拌站中運行三年的實踐來看，取得了良好的效果[6]。

六、結語

綜上所述，GPS車輛管理軟件在混凝土攪拌站的應用，對于確保其安全高效運行有著十分重要的意義，所以我們必須切實強化對其的設計，并在明確設計背景、設計目標和設計原則的基礎上，切實加強對其設計要點的掌握，這樣才能更好地確保運行的安全性和高效性。