物流信息系统设计与开发

课程设计报告(20122013 年度第二学期)名 称： 物流信息系统设计与开发 题 目： 基于 Android 平台的 GPS 车辆定位系统的设计与实现 院 系： 物流工程系 班 级： 10 物流工程 1 班 学 号： 10141032 学生姓名: 王楠 指导教师： 张友华 设计周数： 2 周 成 绩： 2013 年 6 月 26 日一、摘 要GPS 车 辆 监 控 系 统 是 基 于 动 态 车 辆 管 理 监 控 软 件 , 是 运 用 车 辆 专 用 的 GPS 定 位 和 与其 一 体 化 的 通 讯 设 备 （ 车 台 ） 、 无 线 通 讯 接 受 （ 手 机 ） 和 转 发 设 备 （ 短 信 息 中 心SMCC、 通 讯 中 心 CC） 、 计 算 机 软 硬 件 及 网 络 设 备 ， 实 现 对 车 辆 进 行 实 时 监 控 的 一 体 化系 统 。作为智能交通系统的一个重要组成部分，最初是为了解决汽车文明带来的日益严重的城市交通问题。它的发展融合了当今空间定位技术、无线通信技术和地理信息系统的最新成果。而当下日趋完善的智能手机系统为车辆监控提供了更为光明的发展前景。Android 平台作为时下流行的智能手机操作平台，不仅功能强大，更有开放和免费的先天优势。本文所研究的基于 Android 系统的 GPS 车辆定位系统正是将传统的课题研究与时下流行的技术 相结合的应用型尝试。以手机为载体，运用谷歌地图技术将车辆的实时位置显示 于手机屏幕上以实现车辆的实时定位。开发过程以 Eclipse 及 Andriod 虚拟机为主要工具，最终实现了核心的定位功能。 二、研究背景与意义 随着经济的高速发展和城市化进程的加快，交通运输的压力不断加剧，交通拥挤和堵塞的现象越来越普遍，严重影响了人们的生活，制约了社会的生产。如何科学的引导车辆的出行，避开拥挤路段，提高道路通行能力，是现代社会亟待解决的重要问题。与此同时，随着机动车辆的数量日益增多，许多与汽车密切相关的行业迅速发展壮大。例如，出租车、公交汽车、旅游客运、银行、医院急救、物流以及机械施工等诸多行业面临着所辖车辆机动性强、数量众多、难以管理的棘手问题。另外，有的行业对于安全性的要求很高，比如运钞车、夜间出行的出租车、运送重要物资的货车等等。如何有效的控制和管理这些车辆，对车辆进行 合理的调度，提高车辆的利用效率以及保证车辆的行驶安全，已成为政府和公众所关注的热点问题之一。为了很好的解决这些问题，ITS 作为一种新型的技术被广泛提出。ITS 是智能交通系统(ImelligentTransport System)的简称，它将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术 等有效的运用于整个地面交通管理系统 而建立的一种在大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运物管理系统。作为智能交通系统的重要组成部分，车辆监控管理系统的研究和发展受到人们越来越多的重视。而车辆的定位正是监控系统的核心技术。交通运输是城市的命脉，是国民经济和社会发展的基础。随着社会经济的不断发展，汽车已经成为现代交通运输不可或缺的重要工具。汽车数量的骤增势必会对交通运输产生很大的压力，也对城市的发展和人们的生活提出了严峻的挑战。我国改革开放 30 年来，人们的生活发生了翻天覆地的变化，消费水平也有飞跃性的提高，汽车的购买已经不再是很多人可望而不可即的事情了。随着中国加入WTO，国内汽车市场的需求空间潜力巨大。车辆的增多，道路的老化，交通问题不可避免的凸现出来。交通效率成为让人们头疼的问题。车辆监控系统的应用，可以有效的缓解这一问题。例如，北京奥运会期间，奥运服务车上都安装了车载GPS，监控中心通过对车辆的准确定位，结合道路监控录像，准确下发实时路况信息，有效的避免了服务车辆因交通堵塞而发生的潜在事故。 随着交通运输行业的发展壮大， 车辆的有效控制和管理越来越受到相关人员的关注。出租车公司，银行等希望实时监控车辆的位置，保证车辆的安全；公交公司希望根据车辆的位置和路况信息安排发车的间隔时间； 施工单位希望监控机械工程车辆，根据其分布密度做出合理的调度；货运公司希望货车沿着指定路线 行驶，以防司机私改路线等等。另外，我国流动人口众多，社会治安形势严峻。偷窃、抢劫车辆的案件时有发生。司机遇到困难或者危险的时候，希望能与外界快速取得联系，获取帮助，紧急情况时公司也希望能对车辆进行定位搜索。GPS技术作为一项新兴技术，目前在我国正得到越来越多地应用。GPS技术用于交通，对车辆进行远程监控是目前我国对GPS技术应用最为广泛的一个领域。目前，我国应用GPS对车辆进行远程监控主要有3种解决方案：车载台一基站模式，收发双方采用无线连接，控制中心通过基站与GSM 相连，这种模式控制范围大，成本低廉，但速度较慢，稳定性一般，适合小型用户使用；车载台一专线模式，取消基站中转，从地方电信部门直接架设DDN专线，这种模式稳定性高，速度较快，可扩展性好，控制范围大，但成本高昂，适合监视400辆车以上的大型用户使用；车载电台一中心电台模式，这种模式速度非常快，保密性好，性能稳定，价格适中，但控制范围小，只适合局部作业。本文所述的GPS车辆定位监控系统采用车载台一中心基站的CS模式。综上所述，车辆监控系统的研究有着重要的现实意义，它有效的缓解了交通压力，提高了汽车使用效率，对车辆进行控制和管理以及合理的安排，保证了车辆的安全。作为车辆监控的核心技术，车辆定位的有效性和成本控制更显得至关重要。三、 国内研究现状 GPS 车辆应用系统一般分为两大类： 车辆监控系统和车辆导航系统，两者的研究和发展相辅相成。我国 GPS 车辆监控系统始于上世纪九十年代初期。由于当时市场尚未形成，用户还没有迫切需求，而且技术途径尚不完善，做成的大多是实验室内刚出笼的，还达不到商品化程度，所以成功者不多。19961998 年期间，GPS 车辆监控系统市场经历了整顿、巩固、充实和提高，在对原有的不良系统进行改造的同时，也有新的系统相继出现，还有多个具有水平的集群系统出现。19992000 年 GPS 车辆监控系统市场又出现了新的一波，出现了快速增长的势头，此时的市场逐步趋于成熟，我国的 GPS 车辆监控系统的技术有了较大的提高与发展。值得指出的是，在 GPS 车辆监控系统上，我国在应用面和规模上在国际上居于领先地位，但是从系统的技术水平和产品的质量和成熟程度来说，我们还处在发展阶段。四、系统开发技术概述 4.1 手机客户端手机客户端包括 Android App、GPS 模块、Text View 显示、更新程序、XML 数据和发放程序等几个部分组成。手机地图服务是指在手机上利用 GPS 或者网络实现精确定位，并使用 WAP 方式或客户端方式，通过移动通信网络与手机地图应用服务器之间的互联通信，查找自己的位置、搜索地点、查询行车路线的一种与地理信息相关的位置业务。用户在查询过程中，不仅可以得到相关的文字信息，还可以通过手机终端友好的人机界面得到直观的地图信息。手机地图查询中的客户端为用户提供了查询的输入接口和与服务器连接的接口，并在手机上显示查询后的地图。服务器端以 HTTP 方式接收客户端的请求，并根据请求将地图数据以栅格数据的方式返回给客户端。手机客户端输入具体查询的地点，以 HTTP 方式发送请求，服务器端根据请求，查询具体地点、显示地图、返回数据图片。根据请求制作地图图片，并对地图进行放大，缩小或移动以 HTTP 方式发送请求。美国采纳了子午仪系统的成功经验，具有全球性，全天候、高精度三维定位的特点。GPS 系统主要由三大部分组成：GPS 卫星星座( 空间部分)、地面监控系统(控制部分) 和 GPS 信号接收机( 用户部 分) 。GPS 的定位原理就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。4.2 服务器端 Webservice服务器端由处理接收、XML 解析和存储程序三个部分组成。系统流程分析A n d r i o d A P PG P S 模 块T e x t V i e w 显 示更 新 程 序X M L 数 据发 送 程 序S D A P协 议处 理 接 收X M L 解 析存 储 程 序S Q LH T M L / J a v a s c r i pA j a x p mJ a v a s c r i p手 机卫 星IPD A T A服务器1 234657891 01 11 20解释说明：0：GPS 应用手信号，将所处信息数据传输到卫星处，卫星根据其三维坐标将 gps 所处的位置反馈给 gps，实现数据的空间确认。1：Andriod 手机内部的 APP 向 GPS 获取所处信息数据请求。2：GPS 将卫星反馈回来的数据分析处理后转送 APP。3：数据在 APP 里面处理更新后，经过传输到 TextView 显示出来。4、5：将数据从 APP 里面定时更新后，进行循环更新。6：更新后的数据经过 XML 数据分析成程序数据。7：XML 将分析后的程序数据传输到发送程序处。8、9、10：发送程序启动后经过网络协议（SDAP）协议和 IP 协议将数据发送到服务器中进行WebService，解析，存储等。11、12：经过服务器与 WEB 网站的连接和数据归类，显示到 WEB 界面中，操纵者便可从网页中获取相应的数据。4.3 Web 页面程序4.3.1Android 如何获取经、纬度移动是手机与手持设备的最大特点，可以通过 Eclipse 的 DDMS 视图，模拟设备的位置变化，改变经纬度后，点击 send，然后运行程序，在应用程序中，动态的获取设备位置，然后显示当前的位置信息。获取位置信息分为三步:1.添加系统权限，来支持对 LBS 硬件的访问Java 代码：2.得到系统服务的 LocationManager 对象Java 代码：LocationManager loctionManager;String contextService=Context.LOCATION_SERVICE;/通过系统服务，取得 LocationManager 对象loctionManager=(LocationManager) getSystemService(contextService);3. 得到位置提供器，通过位置提供器，得到位置信息，可以指定具体的位置提供器，也可以提供一个标准集合，让系统根据 标准匹配最适合的位置提供器，位置信息是由位置提供其提供的。a. 通过 GPS 位置提供器获得位置( 指定具体的位置提供器)Java 代码：String provider=LocationManager.GPS_PROVIDER;Location location = loctionManager.getLastKnownLocation(provider);b. 使用标准集合，让系统自动选择可用的最佳位置提供器，提供位置Java 代码：Criteria criteria = new Criteria();criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);/高精度criteria.setAltitudeRequired(false);/不要求海拔criteria.setBearingRequired(false);/不要求方位criteria.setCostAllowed(true);/允许有花费criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);/低功耗/从可用的位置提供器中，匹配以上标准的最佳提供器String provider = loctionManager.getBestProvider(criteria, true);/获得最后一次变化的位置Location location = loctionManager.getLastKnownLocation(provider);最后将位置信息显示在 TextView 中，如图：监听位置的变化/监听位置变化，2 秒一次，距离 10 米以上Java 代码：loctionManager.requestLocationUpdates(provider, 2000, 10, locationListener);/位置监听器private final LocationListener locationListener = new LocationListener() Overridepublic void onStatusChanged(String provider, int status, Bundle extras) Overridepublic void onProviderEnabled(String provider) Overridepublic void onProviderDisabled(String provider) /当位置变化时触发Overridepublic void onLocationChanged(Location location) /使用新的 location 更新 TextView 显示updateWithNewLocation(location);4.3.2 百度地图 API 程序分析：获取地图连接并设置地图显示规格： 百度地图的 Hello, Worldvar map =new BMap.Map(“container“); / 创建 Map 实例var pp =new BMap.Point(116.404, 39.915); / 创建点坐标map.centerAndZoom(pp,15); / 初始化地图,设置中心点坐标和地图级别。获取卫星反馈回来的经纬坐标点：var points = /10 个坐标点new BMap.Point(116.411776,39.942833),new BMap.Point(116.320791,40.003682),new BMap.Point(116.275186,39.896095),new BMap.Point(116.425098,39.946249),new BMap.Point(116.359823,39.984761),new BMap.Point(116.316479,39.98323),new BMap.Point(116.385986,39.946124)var marker1 =new BMap.Marker(points1); / 创建 10 个标注var marker2 =new BMap.Marker(points2);var marker3 =new BMap.Marker(points3);var marker4 =new BMap.Marker(points4);var marker5 =new BMap.Marker(points5);var marker6 =new BMap.Marker(points6);var marker7 =new BMap.Marker(points7);var marker8 =new BMap.Marker(points8);map.addOverlay(marker1); / 将标注添加到地图中map.addOverlay(marker2);map.addOverlay(marker3);map.addOverlay(marker4);map.addOverlay(marker5);map.addOverlay(marker6);map.addOverlay(marker7);map.addOverlay(marker8);4.3.3 在百度地图界面上进行标的，并在该图上显示出来。 var map =new BMap.Map(“container“);var point =new BMap.Point(116.404, 39.915);map.centerAndZoom(point, 14);var points = new BMap.Point(116.411776,39.942833),new BMap.Point(116.320791,40.003682),new BMap.Point(116.275186,39.896095),new BMap.Point(116.425098,39.946249),new BMap.Point(116.359823,39.984761),new BMap.Point(116.316479,39.98323),new BMap.Point(116.385986,39.946124),new BMap.Point(116.427545,40.00796),new BMap.Point(116.446965,39.911603),new BMap.Point(116.454579,39.946652); var marker1 =new BMap.Marker(points1,icon:myIcon); var marker2 =new BMap.Marker(points2,icon:myIcon);var marker3 =new BMap.Marker(points3,icon:myIcon);var marker4 =new BMap.Marker(points4,icon:myIcon);var marker5 =new BMap.Marker(points5,icon:myIcon);var marker6 =new BMap.Marker(points6,icon:myIcon);var m