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1、基于物联网技术的车辆智能综合管理信息系统建设方案山东成城物联网科技有限公司2011年9月目 录1.概述12.建设内容12.1.车载终端12.2.控制中心22.3.通信网络22.4.位置服务系统22.5.应急联动系统33.技术方案33.1.系统应用架构33.2.系统技术架构43.3.通信网络设计63.4.关键业务系统设计7车载终端7IaaS服务7PaaS服务84.方案特点101. 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
2、，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、
3、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。2.1. 车载终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：l 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。l 位置信息采集车载终端实时采集车辆位置信息通过无线
4、网络上传到控制中心服务器。l 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。l 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. 控制中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。l 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。l 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
5、够方便进行地理信息查询。2.3. 通信网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。2.4. 位置服务系统位置服务系统，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l 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。l 运行轨迹查询系统
6、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。l 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。2.5. 应急联动系统整合交通、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。l 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。l 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：
7、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3.1. 系统应用架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。3.2. 系统技术架构由于系统涉及到车辆运行的动静态信
8、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
9、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. 通信网络设计本项目通信网络建设分为两类，分别入网车辆和
10、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
11、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。3.4. 关键业务系统设计3.4.1. 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
12、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. IaaS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，
13、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. PaaS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
14、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
15、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
16、、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l 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。l 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
17、性。l 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。l 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。l 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%。 l 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，也减少了电力和散热需求。采用更出色的管理工具可以提高服务器/管理员比率，
18、因此人员需求也得以减少。 l 提高硬件和应用程序的可用性，进而提高业务连续性：可安全地备份和迁移整个虚拟环境而不会出现服务中断。消除计划内停机，并可从计划外故障中立即恢复。l 采用移动通信网和公安专网作为系统接入网，提高了汽车信息的安全性和传输可靠性，在对车辆全面防护的同时降低了实现成本。l 系统利用电子标签的地理位置对汽车进行定位和跟踪，能及时追回被盗汽车，有效打击汽车盗窃行为。l 系统整合公安、交通、汽车维修等机构资源，在提供防盗服务外，还能提供救援及维修等服务，扩展系统业务范围，方便业务扩展。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur fr den persnlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales. , , . 以下无正文
