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1、基于 Android 智能手机的车辆远程监控系统的设计与开发重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：袁宁指导教师：杨亚联教 授专业：车辆工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二 O 一四年五月Research of the Remote MonitoringSystem of the Vehicle Based on Andriod SmartphoneA Thesis Submitted to ChongqingUniversityin Partial Fulfillment of the Requirement for theMasters Degree of EngineeringBy
2、 YuanNingSupervised by Prof. Yang YalianSpecialty: Vehicle EngineeringCollege of Mechanical Engineering ofChongqing University, Chongqing China.May.2014中文摘要摘要随着我国经济的飞速发展，汽车数量也逐年增加，随之出现的交通问题也日益严重。车辆远程监控系统是智能交通系统（ITS）的核心部分之一，可以对车辆 的出行进行规划，提高道路的利用率，改善交通环境；可以对车辆进行实时监控， 及时发现车辆故障，尽可能避免交通事故的发生，增强行车安全等。本课题是
3、在 重庆产学研合作创新项目“重庆恒通新能源客车远程监控系统开发”和国家重点 实验室专向经费项目的支持下对车辆远程监控系统进行了深入的研究。首先，了解 GPS 车辆监控导航系统在国内外的发展状况，通过分析其总体构 架、软硬件设备、工作原理以及功能模块，挖掘现有车辆监控导航系统中存在的 不足，从而提出了一种以手机作为车载数采终端的车辆远程监控系统的方案，该 方案基于 Android 手机操作系统，利用 3G 网络实现数据通讯，然后监控中心服务 器将上传的数据进行分析、处理，实现对目标车辆的实时监控、历史轨迹回放、 车辆报警等功能。第二，深入剖析车辆远程监控系统所需的关键技术，即：Android 系
4、统、地理 信息系统（GIS）、全球定位系统（GPRS）、3G 无线通信技术等。根据这些关键技 术的工作原理设计出本系统的总体架构，并设计了监控系统各个模块要实现的功 能。第三，基于提出的系统总体方案，设计并建立了系统的软硬件架构。采用 Android 智能手机、ELM327、车辆 OBD 系统的集成为一个车载终端采集车辆动态 数据，从而实现了用专用设备作为数据采集终端的弊端。并采用 B/S 架构搭建监 控中心服务器，完成对上传数据的接收和解析，同时，选用 J2EE 作为软件开发平 台，采用 MVC 模式进行整个系统的软件开发，实现了整个系统的模块化，便于系 统的维护升级。第四，选用 SQL S
5、erver2005 进行系统中心数据库的开发，根据系统的数据需 要，完成了系统中心数据库的概念模型设计、逻辑设计和数据库的物理实现，实 现了系统后台数据的存取，使整个系统的数据管理更加信息化和科学化。第五，结合车辆远程监控系统的功能需求编程实现各个功能模块，根据人机 交互的特性开发系统的界面，方便用户对本系统的操作。最后，对本系统进行了 实车联调测试，完成系统软硬件的配置，实现车载数据的无线传输和实时采集、监控中心的数据解析以及行车轨迹显示等功能。关键词： Android 智能手机，OBD-，中心数据库，B/S 架构，远程监控I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTAs the ra
6、pid progress of economy in our country, the number of car is increasing year by year. As the result, the traffic problem becomes increasingly serious. The remote monitoring system of the vehicle is a core part of intelligent transportation system (ITS), which can be used to plan the vehicle travel,
7、to improve the rate of road utilization and the traffic environment. Also, it can be used to monitor the vehicle in real time, to detect the break-down of vehicle timely, to avoid traffic accidents as far as possible, and toenhance road safety. So based on the Chongqing cooperative innovation projec
8、t thedevelopment of remote monitoring system for Hengtongs new energy bus and the special funds of state key laboratories project, the remote monitoring system of the vehicle is conducted in-depth research in the paper.Firstly, the paper introduces the application and progress situation of GPS vehic
9、le monitoring and navigation system at home and on abroad, and analyses the overall structure of these systems to understand the function and works of each part. At the same time, the paper also analyses the existing problem of vehicle monitoring and navigation system. So a new the remote monitoring
10、 system of the vehicle is proposed which uses a mobile phone as vehicle data acquisition terminal. It bases on the Androidmobile phone and uses the 3rd-generation(3G) wireless communications for datacommunications. After that, the data uploaded by the Android mobile phone is analyzed and processed b
11、y monitoring central server, in order to realize the function of real-time monitoring、historical track playback、vehicle alarm, and so on.Secondly, the key technologies which the remote monitoring system of the vehiclerequires are introduced in the paper. They are Android system, Geographic Informati
12、onSystem(GPS),3rd-generation(3G)System(GIS),GlobalPositioningwirelesscommunications technology, and so on. According to the working principle of these key technologies, the overall architecture of the system is designed, and meanwhile, the function of each module is provided.Thirdly, based on the ov
13、erall architecture of the system, the hardware and software of the system are designed. The design of vehicle data acquisition terminal is completed which bases on Android Smartphone, ELM327, and the On-Board Diagnostics (OBD) system of the vehicle. Browse/Server (B/S) structure is used to build the
14、 monitoringcenter server. Meanwhile, J2EE is chose as the software development platform. And theIII重庆大学硕士学位论文software development of the system is completed by using the MVC pattern.Fourthly, SQL Server2005 is used to develop the center database of the system. According to the data which the system
15、needs, the conceptual design, the logic design and the physical implementation of the center database have been completed. The data management of the whole system becomes informatization and scientization.Fifthly, combining the functional requirements of the remote monitoring system of the vehicle,t
16、he function of each module is achieved by programming. The interface of the system is developed via the characteristics of human-computer, in order that users are convenient to operate it. Finally, we carried out real vehicle test of the system, and completed the hardware and software configuration
17、of the system. Then, the system realized the function of real-time acquisition of vehicle data and wireless transmission,data analysis, track display, and so on.Key words: Android Smartphone, OBD-, central database, B/S architecture,remotemonitoringIV目录目录中文摘要 I英文摘要 III1 绪论 11.1 论文的目的和意义 11.2 国内外发展现状
18、 21.2.1 国外发展现状 21.2.2 国内发展现状 51.3 论文研究的主要内容 71.4 本章小结 82 车辆远程监控系统的相关技术与系统架构 9车辆远程监控系统的关键技术 92.1.1 Android 简介 92.1.2 地理信息系统 GIS 概述 102.1.3 GPS 卫星定位技术 122.1.4 无线通信技术 13系统的总体方案设计 162.2.1 系统的架构 162.2.2 系统工作原理 16系统各部分的主要功能 172.3.1 车载终端 172.3.2 3G 无线通信网络 172.12.22.32.3.32.3.42.3.5监控中心服务器 17监控中心软件 18客户端 18
19、本章小结 182.43 车辆远程监控系统的软硬件平台设计 193.1 系统性能需求分析 193.2 系统硬件平台设计与选型 193.2.1 车载终端数据采集模块 203.2.2 监控中心服务器的搭建 263.3 系统软件平台设计 27V重庆大学硕士学位论文3.3.1 系统开发平台介绍 283.3.2 数据传输 303.3.3 监控中心的设计 333.4 本章小结 344 中心数据库的设计 354.1 数据库的选择 354.2 中心数据库概念模型设计 364.2.1 中心数据库的需求分析 374.2.2 中心数据库的概念结构设计 384.3 中心数据库的实现 404.3.1 中心数据库的逻辑结构
20、设计 404.3.2 中心数据库物理结构的实现 424.4 本章小结 465 车辆远程监控系统的实现与测试 475.1 用户登录模块 475.2 系统主界面的设计与实现 495.3 GIS 操作模块 495.3.1 百度地图 API 505.3.2 电子地图初始化 505.3.3 电子地图的操作 515.4车辆监控模块 535.4.1 车辆定位 535.4.2 实时监控 545.4.3 轨迹回放 565.4.4 车辆报警 57数据管理模块 595.5.1 数据的存储 595.5.2 数据库与系统的数据交互 62车辆远程监控系统实车联调测试 635.6.1 测试的硬件平台 635.6.2 系统的
21、运行结果 655.6.3 系统的性能分析 67本章小结 685.55.65.76 结论与展望 69VI目录6.16.2论文总结 69展望 70谢 71致参考文献 73附录 77作者在攻读学位期间发表的论文目录 77作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 77A.B.VII重庆大学硕士学位论文VIII1 绪论1 绪论1.1 论文的目的和意义随着我国经济的持续、稳定、高速的发展，道路交通等基础设施智能化水平 的不断提高，中国汽车市场高速发展，车辆的数量日益增多。作为人们最重要的 交通工具之一，汽车在社会经济和生活中扮演着重要的角色。然而，车辆数量的 增加带来了一系列严重问题。交通事故频繁发生、交通拥
22、堵也越来越突出，这些 问题直接影响着社会的发展和人民的生活和生命财产安全1。同时，利用车辆作案 和以车辆作为犯罪对象的案件日益增多，由于车辆的机动性，犯罪分子快速作案、 逃离现场、藏匿赃物，这为公安民警破案，取证带来了极大的困难2。另外，出租 车公司、物流公司、公交公司、特种车辆如公安 110、急救中心 120、银行运钞 101、 消防 119 等单位对各自车辆的调度、监管要求也越来越高。尤其是近年来随着家 庭私人用中高档车辆数量的急剧攀升，私家车主对自己爱车寻求安全保护，以及 要求提供必要服务的愿望日益强烈。为了解决这一系列的问题，从而提出了智能 交通系统 ITS（Intelligent T
23、ransport System），并得到了迅速的发展。所谓智能交通 系统 ITS3，就是将先进的通信技术、自动控制技术、计算机技术等应用于交通管 理体系，通过科技手段控制交通状况，建立一种全方位发挥作用的实时、准确、 高效的交通综合管理和控制系统。ITS 的发展降低了交通事故，优化了对汽车的管 理，提高了交通运输效率，增强了汽车的安全性和控制性，缓解了由交通带来的 经济和能源的巨大压力。因此，ITS 的设计与开发正成为学者们研究的热点，而车 辆远程监控系统是 ITS 的重要组成部分，是极具市场潜力和经济效益的应用项目 之一，所以集技术、管理、服务为一体的远程车载监控系统已成为非常活跃的研 究领
24、域。Android 是 Google 于 2007 年底开发出来的开源手机操作系统，是首个为移动 终端打造的真正开放和完整的移动软件4。Google 始终把移动智能手机终端作为 切入点，引领其整合全球信息的战略，同时也是对下一代信息技术革命大趋势的 把握。至今，Android 操作系统除了应用于移动手机外，还广泛用于物联网的信息 终端。从 2009 年第一款实现可测量血压的 Android 终端面世开始，陆续出现了可 以作为车载导航的基于 Android 的终端，以及可以扫描二维码、控制微波炉冰箱、 可以控制机顶盒的 Android 终端4-5。可以看出，Android 不仅是手机操作系统，其
25、 在推动信息社会的发展起到了实实在在的作用。随着社会的发展，人们对车辆的运行质量、安全性和交通提出了越来越高的要求，因此，建立 Android 智能手机上的车辆远程监控系统具有重要的现实意义，1重庆大学硕士学位论文主要体现在一下几个方面：对于用户来说，车辆远程监控系统可以实时监控汽车的状态，获取车辆的运 行数据，及时发现车辆的潜在故障并对用户发出报警提示，在一定程度上可以避 免交通事故和由于车辆故障带来的交通堵塞；同时，GPS 地图导航功能可以显示 车辆的地理位置，增强了车辆的防盗功能，当车辆发生故障时，可以第一时间将 车辆位置信息和故障信息发送给维修部门，方便维修部门掌握车辆状况针对性地 解
26、决问题。对于汽车厂商来说，该系统实现了实时数据的无线传输，解决了采集数据的 距离限制问题，提高了数据分析处理的效率；同时，该系统可以长期地、实时地 监控车辆各个部件的参数，从而获取大量真实的汽车状态参数，通过对这些参数 进行分析可以对车辆的性能进行评估，以指导对车辆的改进工作。对于整个交通系统来说，车辆远程监控系统可以综合实际的交通状况对车辆 进行调度、诱导和路径优化，合理选则车辆出行路线，提高了交通利用率。对于整个系统来说，采用 Android 智能手机作为车辆数采终端，无需专用的、 昂贵的车载终端，降低了系统成本，使整个系统更易被用户所接受，从而推广整个系统的安装。1.2 国内外发展现状车
27、辆远程监控系统是智能交通系统（ITS）的关键部分，是目前国内外研究的 重要前沿课题，各国都展开了积极的研究。世界范围内，在野外探测、特种车辆 导航、物流运输、交通监管等领域都涉及和运用到车辆导航技术6。随着地理信息 系统 GIS（Geographic Information System）、全球卫星定位系统 GPS（Global Position System）、3G 无线通信技术以及计算机云计算技术的发展，车辆远程监控系统逐渐 成为国内外研究的热点。1.2.1 国外发展现状从 20 世纪伊始，国外就致力于智能交通系统的研究工作，尤其是美国、日本和欧洲各国。进入 20 世纪 90 年代以来，计
28、算机技术、通信技术和导航技术的发 展使车辆的定位和导航系统的应用成为现实7，特别是美国全球卫星定位系统 GPS 的建立和民用化，为用户提供了一种廉价、实用的定位手段，同时，降低了研究 者的开发成本和用户的使用成本，从而推动了车辆监控系统进入了新的高潮。1997 年 1 月，麻省理工大学和斯坦福大学就联合主办了首届基于 Internet 的远程监控系 统和诊断工作会议8，有来自 30 多个研究机构和公司的 50 位代表到会，会议讨论 了远程监控系统的开放式体系、传输协议、诊断信息规程以及对用户的合法限制等，并对未来的科技发展做了展望。由麻省理工大学和斯坦福大学联合开发的基21 绪论于 Inter
29、net 的下一代远程监控系统和诊断示范系统得到了一期仪表行业、计算机行业的惠普（HP）、SUN、福特（Ford）、英特尔（Intel）以及波音（Boeing）等 12 家公司的热情支持和配合。之后，这些同时共同合作开发出了一套新的试验系统 Testbed，该系统的特点是：采用嵌入式的 Web 组网方式；采用 Bayesian Net 和 JAVA 搭建平台；实现在 Internet 范围内的监控信息和诊断推理。上世纪 60 年代末期到 1997 年，美国政府用于智能交通系统（ITS）的研究开发费用年度预算总计为 12.935 亿美元。当时就提出了一种用于控制和疏导交通的 电子路径引导系统 ER
30、GS，这只是具有路径规划与引导能力的导航系统。从 90 年 代开始，美国就相继完成了车载导航系统、车载服务系统、通信媒介和其他智能 交通系统的研究与试验。美国较多将码分多址 CDMA、蜂窝数字式分组数据交换 网 CDPD 和 Internet、结合 GPS 应用于车辆导航、急救和物流的终端机上9，如美 国的联合包裹服务公司（UPS），通过引进 WEBGIS 技术，监控服务商向用户提供 网上查询和跟踪邮件服务，同时，公司可以在远程知道邮件配送车辆的位置和状 态；2000 年美国通用福特汽车公司首先推出的“on-Star”系统，如图 1.1 所示， 它通过无线网络将车辆的位置信息与用户的要求反馈给
31、服务中心，服务中心以最 快的速度响应用户的要求，在 2001 年，“on-Star”系统的车载导航仪已经作为汽 车的标准配置安装在 30 多种型号的汽车上了。同时，美国的 Aerovironmevt 公司 利用车辆远程监控的原理开发出了一套故障诊断系统：SmartGuard 系统10，该系 统的具备的诊断功能主要是：电池历史记录和归档；放电极性反向报警。从上世纪 70 年代开始，日本政府就在智能交通（ITS）领域进行了大量的资 金和政策方面的投入，以期形成的智能交通系统产业能推动日本经济的发展，其 致力于综合车辆交通控制系统的研究，在车辆与导航系统和智能交通系统上走在 世界的前列。随着 GPS
32、 发展、语音引导技术和地图匹配的应用，市场上出现了各 种各样的车载导航系统产品，如日本 SMUTIMOO 电子公司研制的汽车电子导航 系统 CurisMeate。目前日本利用导航定位技术进行车辆信息与通信系统、不停车收 费系统和道路支援系统的研究与开发11。欧洲在智能交通和车辆导航应用方面的发展介于美国和日本之间，由于欧洲 各国政府的分散投资和各国的需求不一致，在整个欧洲建立统一的交通信息系统 困难重重。然而，先后推出的 CHRIN 和 EVA 自主车辆导航系统在欧洲得到了广泛的应用。CHRIN 是使用推算定位和地图匹配技术将车辆显示在 CD-ROM 存储的3重庆大学硕士学位论文数字地图上；而
33、 EVA 除了能进行推算定位和地图匹配技术外，它还可以用图形化指令和合成语音为司机提供路径引导。法国的 Sercel 公司研发的车辆跟踪系统 SYLETRACK 采用时分多路通信方式，利用它的通信模块与 GPS 集成开发出的 GPSTRACK 车辆跟踪系统已在机场的车辆监控中应用。在德国，以 Werner Retzlaff 和 Menter Electronic Gmbh 为首开发的车辆故障诊断系统：BADICOaCH 系统10也 得到长足发展，BADICOaCH 系统是 BADICHEQ 系统的改进，它具备的诊断功能 是：对最近 24 个充放电周期内的电池详细数据进行存储；允许在对电池的好坏
34、做判断时行快速的查找基本信息和错误使用情况。图 1.1 “on-Star”系统Fig.1.1 on-Star system除了美国、日本、欧洲以外，新兴的工业国家和发展中国家也开始了对智能交通系统（ITS）和车辆导航监控系统的开发和研究。如：在韩国，由建设部牵头 制定了全国的 ITS 框架结构和发展计划；新加坡已经在全国开始推行不停车电子 收费。同时，国际上其他许多组织，如 COMADEM（Condition Monition and Engineering Management ）、 SMFPT （ Society for Machinery Failure Prevention Techn
35、ology）、MIMOSA（Machinery Information Management Open System Alliance） 等也纷纷通过 Internet 进行远程监控和故障诊断的技术推广工作，并且制定了数据 交换的标准和格式。许多工作也在他们的产品中加入了 Internet 功能，如宾利（Bently）公司研制出的计算机设备在线运行检测系统 Data Manager2000，它可以 通过网络动态数据交换（Net DDE），向远程终端发送设备的运行状态信息。另外， 国外的一些研究学者也积极地进行车辆导航和监控系统的研究。例如 Ledwitz 建立自动调度体系 DART，监控中心通
36、过与汽车通信来获取数据，完成对公共交通运输41 绪论系统汽车的调度和管理12；Joshua Green 等人研究的自动车辆定位系统 AVL 结合了 GPS 技术和准确的 GIS 数字地图，GIS 的使用使汽车的状态的显示更加直接， 这套体系也越来越多的运用于公交、出租和物流运输车上13-15；Trias 研究了车辆 监控系统中的实时地预报和发布乘客信息的技术，这使系统显示内容更加多样化， 拓展了车辆监控系统的功能16。1.2.2 国内发展现状20 世纪 80 年代以来，我国就开展了对 GPS 导航和车辆定位方面的研究，在这过程中，GPS 车辆监控系统的发展经历了几个阶段。从 1994 年到 1
37、995 年，GPS 车辆监控系统的应用由于技术的缺乏、高昂的价格和市场的需求等原因而未能形 成规模；到 1999 年，由于 GSM 短消息业务和 GPRS 无线通信网络的兴起，解决 了 GPS 车辆监控系统多年面临的难题，推动了 GPS 车辆监控系统在我国的发展； 直到近几年，地理信息系统 GIS 技术的逐渐成熟，以及 3G 网络的普遍运用，使车 辆监控系统发展十分迅速，并取得了许多成果，相继在公交系统、银行、物流、 勘探等领域得到应用。虽然车辆远程监控和导航系统的市场基础已经具备，但是，它仍然属于新兴 话题，汽车生产厂商与无线通信运营商这两大巨头之间的博弈在所难免。汽车生 产厂商、导航终端制
38、造商、电信运营商、独立服务运营商已经纷纷加快了在车辆 监控和导航系统市场的布局。2009 年，中国电信与 OnStar、G-Book 的国内业务提 供者达成了合作，提供网络服务；另外，中国电信还推出 GPS 车辆调度解决方案 与业务。2010 年 1 月，中国联通与中国一汽签署合作协议，将在远程诊断、位置 服务、咨询服务、娱乐服务、通信服务呼叫中心等相关的产品及服务方面开展广 泛合作。虽然它们所退出的业务不是完全意义上的 Telematics 服务，但是为移动运 营商的 Telematics 业务的开展奠定了基础。在国内的汽车远程监控领域，上汽走在国内企业的前列。2007 年以来，上汽 在“十
39、城千辆”新能源汽车推广项目以及智能交通汽车项目的推动下，启动了 “上汽新能源汽车远程监控系统”的项目，成功研发了功能完善的实时远程监控 系统，实现了新能源汽车在示范运行过程中的全程监控及数据采集。2010 年，由 中国航天科技集团公司第五研究院 503 所牵头、上海硅谷知识产权交易中心、同 济大学新能源汽车工程中心等单位共同承担的“北斗”卫星定位技术应用于上海 世博会新能源汽车的远程监控系统上，此套系统具有车辆定位、车辆实时状态监 控、车辆故障诊断、车辆管理以及应急服务等功能，其监控界面如图 1.2 所示。烟台华东电子软件技术有限公司开发出一套小型图形化车载终端系统：HD-RWT800317，
40、如图 1.3 所示，该终端支持 Zigbee、WiFi、GPRS 以及 3G 等多 种通讯方式，主要应用于港口车调度、物流车辆远程定位监控与调度、仓库物流5重庆大学硕士学位论文叉车调度等场合。图 1.2 监控界面Fig.1.2 Monitoring interface图 1.3 HD-RWT8003 和网络拓扑图Fig.1.3 Schematic of HD-RWT8003 and network topology随着车辆远程监控系统成为研究的热点问题，国内许多高校和学者对车辆远程监控系统的各个方面进行了深入的研究。由北京理工大学副校长孙逢春教授领 先研制的锂离子动力电池客车在 2008 年奥
41、运会期间被大规模投入使用，为了防止 车辆在行使过程中发生故障，尤其是车辆重要部件电池的情况，负责整车设计研 发的北京理工大学林程教授还研发了智能调度监控系统，使得电动客车实现整车 信息化和自动化，即使任何一辆车上的任何一块电池出现问题，专家小组也可以 实时对其进行远程监控。吉林大学研究的基于 GPS/GPRS 的高速公路车辆监控系统18，利用单片机搭载 GPS 和 GPRS 模块控制内部运行软件和车辆与 GPS、GSM61 绪论的通信，同时利用语音通话功能完成监控中心与车辆人员的通话；清华大学对车辆监控调度系统中心软件进行了研究19，利用超图公司的 SuperMap Object 的核心 控件
42、 SuperMapWorkSpace 和 SuperMap 完成 GIS 功能，实现对电子地图的操作， 完成系统对目标的监控、路径优化和路径选择的功能，但未考虑实际交通网络中 红绿灯、道路级别等因素对路径选择的影响；武汉大学研究了 GPS/GPRS/GIS 集 成技术在车辆定位和监控中应用20，系统以鞍山环保局车辆管理系统为对象，由 车载终端采集 GPS 信息并通过通信链路将 GPS 信息上传到监控中心服务器，通过 对数据的解析和打包、共享内存管理实现车辆的轨迹查询，利用 TCP 记录的批处 理实现车辆位置数据通信流量的动态控制，节省了通信费用；太原理工大学利用 LPC2294 微控制器设计了
43、一种嵌入式车载采集终端的车辆远程监控系统21，通过 GPRS 完成车载终端与服务器的通信，重点对嵌入式车载终端的设计，以及与汽车 CAN（Controller Area Network）、服务器的通信进行了研究；哈尔滨工业大学对车 辆定位系统的匹配算法进行了研究22，通过研究的地图匹配算法，将 GPRS 上传 的运动中的车辆 GPS 信息采用 D-S 证据推理的方法匹配到道路上，着重研究了车 载智能终端的硬件电路、单片机控制程序以及地图匹配算法。虽然车辆远程监控 系统在我国研究比较多，但是并未得到广泛的应用23，在市场上的导航类产品繁 多，但大多功能简单，只能提供电子地图导航的功能，不能为用户
44、提供更多的功 能，因此，开发技术稳定、价格合理、用户能接受的车辆远程监控产品还有很远的路要走。1.3 论文研究的主要内容随着社会和智能化交通的进一步发展，原有的车辆监控系统已经不能满足用 户和智能交通系统的要求。因此，本论文旨在吸收国内外车辆监控系统优点的基 础上，采用 Android 智能手机作为车载终端的数据采集设备，充分融合 GPS 导航 定位技术，以汽车 OBD-接口、3G 无线网络技术和 GPS 导航定位技术相结合的 车辆远程监控系统为研究目标，开发车辆远程监控系统中心服务器软件，实现车 辆的实时监控、轨迹回放、车辆报警等功能；建立以车辆为核心的数据库，实现 对车辆状态数据管理和查询
45、等。论文具体研究内容如下：分析车辆远程监控系统的相关技术，包括 Android 开源系统、全球卫星定位 系统 GPS、地理信息系统、3G 无线通信系统等；针对以 Android 智能手机为车载 数据采集终端的车辆远程监控系统的要求，设计并确定系统的总体架构和方案， 并介绍各个模块的功能。根据车辆远程监控系统的工作要求和实现的功能，合理地对系统进行软硬7重庆大学硕士学位论文件设计。系统硬件：对 Android 智能手机、接收车辆 OBD-接口数据的蓝牙发送模块进行选型，完成监控中心数据服务器与客户端设备的选型的组网；系统软件： 根据系统的实际需求和系统的性能，选用合适的开发平台，实现解析车辆状态
46、数 据的程序，同时，设计监控中心服务器和客户端软件，实现监控中心的各个功能 模块。通过比较不同数据库的优缺点和系统的性能要求，选择合适的数据库管理 系统作为中心服务器的数据库。根据系统的各个功能模块，设计中心数据库的概 念模型、逻辑结构以及物理结构，最后实现中心数据库的建立，实现对解析后的 车辆状态数据的存取和对数据、各种信息的管理，完成与监控中心的数据交互。分析车辆远程监控系统的需求，设计并实现监控中心的各个功能模块，完 成界面显示，为验证系统的稳定性、可用性，对系统进行实车联调测试，以便进一步完善系统。1.4 本章小结本章开始先分析了研究本课题的目的和意义，在此基础上分析了车辆远程监 控系统以及相关的信息在国内外的发展现状。最后，介绍了本课题研究的主要内 容，从整体上把握本文将要完成的工作。82 车辆远程监控系统的相关技术及其架构2 车辆远程监控系统的相关技术与系统架构车辆远程监控系统是 ITS 的一个重要应用，主要有车载数据采集终端、无线链路通信、监控中心和客户端四个部分组成，是集 Android 技术、GPS 技术、GIS 技术以及无线通信技术于一体的综合车辆管理系统。其关键技术如下。2.1 车辆