基于物联网的车辆智能管理平台-副本.doc

基于物联网技术的车辆基于物联网技术的车辆 智能综合管理信息系统智能综合管理信息系统 建设方案建设方案 目目 录录 1 概述 1 2 建设内容 1 2 1 车载终端 1 2 2 控制中心 2 2 3 通信网络 2 2 4 位置服务系统 2 2 5 应急联动系统 3 3 技术方案 3 3 1 系统应用架构 3 3 2 系统技术架构 4 3 3 通信网络设计 6 3 4 关键业务系统设计 7 3 4 1 车载终端 7 3 4 2 IaaS 服务 7 3 4 3 PaaS 服务 8 4 方案特点 10 1 概述 随着我国汽车工业的发展和人民生活水平的提高 汽车越来越多 地进入普通家庭 由于各种突发性道路交通事故与汽车盗窃案件的 频繁发生 公安机关的工作强度越来越大 人们对汽车安全与防盗 的关注度也日益提高 开发汽车安全与防盗系统 是确保汽车安全 安全雨防止盗窃的有效措施 目前汽车防盗系统发展迅速 种类繁 多 但各有不足之处 现阶段应用最广泛的电子式防盗装置容易被外 界干扰产生误报 且其密码很容易被截获 现重点研究并已经投入 使用的芯片式数码防盗装置抗干扰性强 安全性高 但其报警范围 小 无法对被盗车辆进行定位跟踪 同时提高汽车安全防护能力的 产品很少出现 本项目主要利用物联网和云计算技术提高车辆防护能力 采用射 频识别系统实现对入网车辆动静态信息全面采集 通过车载设备的 地理位置实现对车辆的定位和跟踪 通过公安专网传输到互联网 建设公安机关车辆智能综合管理信息系统 实现对入网车辆的全面 监控 能够在入网车辆发生突发事件时 被盗 车祸 故障 及时 定位车辆 才去应急措施 保证车主财产和运行安全 全面提高车 辆防护能力 2 建设内容 本项目综合运用物联网与云计算技术实现对入网车辆的有效监控 主要包括车载设备 监控中心 通信网络 位置服务系统 应急联 动系统组成 2 2 1 1 车车载载终终端端 车载终端实现报警信息的处理 位置信息的采集 中心指令的执 行 本地控制的管理及无线通信网络的接入等功能 车载终端由车 载报警 车载无线通信和车辆定位三个模块组成 主要实现以下功 能 车载报警 驾驶员在车辆发生突发事件时 通过车载设备向控制中心进行报 警 说明车辆发生状况 方便控制中心采取应急措施 应对突发事 件 位置信息采集 车载终端实时采集车辆位置信息通过无线网络上传到控制中心服 务器 车辆调度 发生突发事件 控制中心向车载终端下达指令 车载终端执行相 应指令 保证车主行车安全 网络接入 通过车载终端内置无线通信模块实现与控制中心的数据交换 2 2 2 2 控控制制中中心心 控制中心实现系统联网 警情处理 设备管理及与其他应用系统 互连等功能 监控中心由通信设备 显示记录设备 计算机系统及 应用软件组成 网络管理 监控中心是系统的网络管理中心 主要实现用户数据 车辆信息 警情接收 交换 转发 设备参数及操作记录等基础信息处理的能 力和故障诊断 设备配置 系统安全和计费管理等网络管理的能力 电子地图 系统提供满足系统监控范围 符合实际应用要求 比例尺适当的 电子地图 能够方便进行地理信息查询 2 2 3 3 通通信信网网络络 通信网络主要由有线网络和无线网络组成 有线网络主要包括公 安专网 互联网接入部分网络 无线网络主要实现车载车载设备与 监控中心的信息联动 主要包括宽带无线网络和由三大运营商提供 的移动通信网络 2G 和 3G 组成 2 2 4 4 位位置置服服务务系系统统 位置服务系统 主要采用基于 GPS wifi 基站等方式进行定位 主要通过车载设备上传的车辆实时运行地理信息 获取全面地车辆 运行轨迹 实现车辆实时定位 向用户提供车辆全面准确的定位服 务信息 主要提供定位信息查询 轨迹信息查询 位置信息发布等 功能 定位信息查询 用户能够根据系统授权 查询入网车辆的实时定位信息 运行轨迹查询 系统综合入网车辆历史定位 提供查询时间范围内的车辆运行轨 迹信息 并在电子地图上进行展现 位置信息发布位置信息发布 发生突发事件时 向应急联动系统发布车辆的实时定位信息 2 2 5 5 应应急急联联动动系系统统 整合交通 汽车维修机构 救援服务机构等资源 实现与整合机 构的资源共享和业务联动 主要实现资源整合 应急联动等功能 资源整合资源整合 主要是整合交通部门的视频监控信息 确认车辆的运行状态和现 场情况 例如 入网车辆发生在高速公路出现故障 控制中心根据 入网车辆位置信息 调取交通部门对应视频信息 方便确认报警车 辆状态以及现场信息 应急联动应急联动 与交通 汽车维修 救援服务等机构进行制定联动规则和应急预 案 实现突发事件发生的应急联动 例如 入网车辆出现故障 向 控制中心报警后 控制中心根据入网车辆位置信息 通知相关入网 维修与救援服务机构 提供现场应急维修与救援服务 3 技术方案 3 3 1 1 系系统统应应用用架架构构 系统应用架构如下图所示 主要业务流程 1 车载终端采集车辆动静态信息 通过无线通信网络 上传 至控制中心 2 控制中心接受位置信息 进行处理 提交到位置服务系统 3 位置服务系统 对车载终端信息进行处理 生成车辆位置 信息 对外提供位置服务 进行车辆的跟踪定位 4 车辆发生突发事件 车主报警 应急联动系统根据车辆位 置信息和现场情况 启动预案进行处理 实现公安机关 服 务机构业务联动 3 3 2 2 系系统统技技术术架架构构 由于系统涉及到车辆运行的动静态信息实时采集 在入网车辆达 到一定规模后 将会出现海量信息和业务处理 传统 IT 架构将无法 满足系统运行要求 为保证将来系统的正常运转 采用云计算平台 进行系统的建设工作 技术架构如下图所示 IaaS 层 主要实现物理资源 服务器 存储 网络 虚拟化管 理 并实现计算 存储 网络 含安全 的资源池的统一 自动化 的调度控制和管理 实现资源的按需配置 弹性扩展和负载均衡 削峰填谷 提高软硬件资源利用率 位系统建设提供统一的基础运 行平台 PaaS 层 主要提供应用支撑和应用开发所需环境和服务 面向 应用的部署与发布构筑一个强大而稳定的服务基础架构 能够快速 便捷地进行应用开发 部署 运行和管理 为构建多层 分布的应 用提供一个稳定高效 安全可靠的平台 可为应用提供更加丰富灵 活的集成开发环境 并支持应用集成从建模 开发 集成 部署 运行 监控 维护的完整生命周期过程管理工具 提高服务的可重 用性 灵活性 可扩展性 做到 随需应变 快速构建 主要提 供应用的部署与发布服务 数据集成服务 工作流服务 报表服务 统一认证授权服务 门户服务 内容服务等 应用层 主要基于 PaaS 进行业务系统构建 系统的主要业务都 在这一层构建 主要提供监控系统 位置服务系统和应急处置业务 系统 接入层 主要为不同用户提供访问系统的入口 主要提供对网络 手机 智能终端的接入支持 3 3 3 3 通通信信网网络络设设计计 本项目通信网络建设分为两类 分别入网车辆和控制中心之间的 网络建设以及控制中心和其他机构的网络建设 其中入网车辆和控 制中心之间的网络为接入网 控制中心与其他机构之间为骨干网 接入网设计接入网设计 本项目中接入网采用移动通信网和公安专网 移动通信网可以实 现无缝覆盖 公安专网采用光纤通信 通信质量稳定可靠 安全性 高 可减少汽车信息丢失或被窃取的可能性 此外 公安专网还可以 直接与公安车辆管理系统进行信息交互 以获取被盗汽车更详细的 信息 如车主的住址 备用电话等 公安专网业务量少 频带资源丰 富 传输汽车信息的 信道分配方式可采用静态分配 骨干网设计骨干网设计 通信网络的功能除了将信息采集系统所采集的信息传输到控制中 心外 更重要的功能是让车主通过网络获取汽车的实时信息和历史数 据 所以骨干网应采用技术最成熟 应用最广泛的网络 本项目中骨干网采用互联网 信息采集系统收集的汽车信息经过 云计算系统过滤汇总后通过接入网被及时准确地传送至互联网 并 被存储在相关数据库中 使汽车信息全球互联 车主通过互联网可方 便地获取汽车的实时信息 3 3 4 4 关关键键业业务务系系统统设设计计 3 4 1 3 4 1 车载终端车载终端 RFID 系统为车载终端的核心组成部分 一般由标签 TAG 即射 频卡 阅读器 射频天线三部分组成 标签由耦合元件及芯片组成 含有内置天线 用于和射频天线间通讯 阅读器用于读取 在读写卡 中还可以写入 标签信息 射频天线用于在标签和读取器间传递射频 信号 系统的基本工作流程是阅读器通过射频天线发送一定频率的 射频信号 射频卡进入射频天线工作区域时即产生感应电流 射频卡 获得能量被激活 然后由射频卡将自身编码等信息通过卡内天线发 送出去 射频天线接收到从射频卡发送来的载波信号 并经调节器送 到阅读器后 阅读器对接收的信号进行解调和解码 然后送到后台 主系统进行相关处理 主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性 同时 针对不同的设定做出相应的处理和控制 并发出指令信号控制执行 机构动作 车载终端定位如下图所示 3 4 2 3 4 2 IaaSIaaS 服务服务 IaaS 服务实现物理资源 服务器 存储 网络 安全 虚拟化 管理 并实现计算 存储 网络 含安全 的资源池的统一 自动 化的调度控制和管理 实现资源的按需配置 弹性扩展和负载均衡 削峰填谷 提高软硬件资源利用率 IaaS 云服务平台采用下图所示的架构 3 4 3 3 4 3 PaaSPaaS 服务服务 PaaS 服务主要提供应用支撑和应用开发所需环境和服务 平台 网络的 PaaS 框架图如下 主要实现以下服务 1 应用服务 应用服务面向应用的部署与发布 通过采用先进 的插件体系结构思想构筑了一个强大而稳定的服务基础架构 能对 部署其中的应用程序提供高可用性和高可靠性 为企业信息化总体 架构提供完备的基础设施和机动的 SOA 设施 2 数据集成服务 数据集成服务采用面向服务的体系架构和 软总线 软构件 的软件架构 提供即插即用的构件框架和服务 发布机制 支持事务管理 集群 可靠安全传输 永久存储和智能 路由 可为应用提供更加丰富灵活的集成开发环境 并支持应用集 成从建模 开发 集成 部署 运行 监控 维护的完整生命周期 过程管理工具 提高服务的可重用性 灵活性 可扩展性 做到 随需应变 快速构建 3 工作流服务 工作流服务采用工作流服务灵活定制业务流程 建模工作 流程设计具有图形化的工作流定义功能 图形化建模工 具采用直接拖拽方式建立工作流 具有人性化的各种选项设置和多 窗口的用户界面以及丰富的过程图形元素 流程设计遵循 XPDL 规范 将流程定义保存为 XML 并可将 XML 定义文件导入到数据库中供引 擎使用 工作流服务为工作流自动化和构建流程应用提供基础服务 实现了流程逻辑与业务逻辑的分离 支持业务流程的分析和规范化 定义以及业务单元的自动组装 提高应用系统的管理效率 4 报表服务 报表服务主要处理中国式报表展现 可快速实现 中西式复杂报表设计 部署 生成 展现 打印和管理的开发运行 平台 仿 Excel 等可视化配置界面 完全遵循通用配置操作习惯 支持各种类型的复杂报表 支持报表 所见即所得 的图形化设计 支持证件和票据套打 适应多种平台及数据库环境 并可以与应用 无缝集成 快速构建图文并茂的报表应用 统计报表服务可以为平 台网络所需的各类报表提供应用服务 5 统一认证授权服务利用公开加解密算法 数字签名技术 身 份认证技术 运行安全管理技术及可靠的信任责任体系和基础设施 等 对用户的身份进行数字认证 对信息进行数据签名等 保障信 息的保密性 认证性 完整性及不可抵赖性 6 门户服务的搭建主要是提供中小企业日常业务处理支撑 实 现跨系统整合 采用门户技术建立信息统一门户 提供各种系统统 一访问界面 集中进行用户管理和授权 为用户提供统一的工作任 务列表 7 内容服务 为满足更多用户在功能上 内容服务提供了灵活 的栏目设置功能 类型管理功能 页面模板功能 可视化内容设计 实现对多种内容 包括文本 图片 视频等 的有效支持 灵活的 信息发布模式和权限系统结合 提供灵活的权限控制策略 4 方案特点 采用了物联网技术实现对远距离高速行进中的汽车进行信息 采集 识别率高 耗能低 采用云计算技术对采集的信息进行校对 可消除冗余 提高 信息传输的有效性 采用虚拟化整合系统基础硬件和软资源 减少系统管理和维 护的工作量 降低运维成本 采用云计算技术平台进行系统整体构建 具有按需计算 弹 性扩展 高可用性和高可靠性等特征 能够满足将来入网车 辆大幅增加所带来的服务和资源压力要求 提高现有资源的利用率 通过 整合服务器将共用的基础架构 资源聚合到池中 打破原有的 一台服务器一个应用程序 模式 提高资源的利用率 由过去 10 15 的利用率提高到 80 通过缩减物理基础架构和提高服务器 管理员比率 降低数据 中心成本 由于服务器及相关 IT 硬件更少 因此减少了占地 空间 也减少