应用于局域网的车辆监控系统解决方案

黄 伟，陈世亮

(肇庆学院 电子信息与机电工程学院，广东 肇庆 526061)

1 拟解决的问题

1.1 2个局域网之间的主机互访

默认情况下，GPRS设备联网时所获得的IP地址为移动网内动态局域网IP地址，网外的主机无法对其进行访问；此外，本设计方案网络环境是局域网，如果要使车辆监控中心正常工作，则要解决2个局域网之间的数据访问问题.一般情况下，要解决这个问题的方案是采用1台拥有固定Internet IP的主机作为中介，联通2个局域网内的主机，使之可以相互访问；此外，也可以为监控中心主机申请1个固定的静态IP地址.很明显，这2种方案都需要比较高的额外费用，不是本次设计的首选方案.GPRS数据传输是本次设计的关键[1]，如果GPRS设备不能正常地给监控中心传输车辆状态数据，那么其他部分无法正常工作.可以说，GPRS设备能否正常工作直接影响到整个系统的完整性.

综上分析，2局域网之间的主机相互访问的低成本方案的实现是非常必要的.

1.2 GPRS网络接入点的选择

目前GPRS网络的接入模式主要有2种：NET模式和WAP模式[2].如中国移动的CMWAP和CMNET.其中NET模式是可以直接对Internet网进行访问的，可以满足本次设计要求，但它的资费比较昂贵，所以NET模式不是首选.WAP模式采用的实现方式是“终端＋WAP网关＋WAP服务器”的模式，采用WAP模式，设备无法直接对Internet进行访问，但资费比NET模式便宜很多，如果能突破这一访问限制，会使本系统节省不少成本.下面将探讨如何突破WAP模式限制，充分利用WAP模式的廉价优势降低系统的开发与应用成本.

2 解决方案

2.1 2个局域网之间的主机互访方案

图1为2个局域网之间主机互访方案的无线传输总体部署图.

本解决方案的部署图与普通GPRS数据传输方案有1个不同的地方，就是本解决方案多用了1台Web虚拟主机（下文中称其为数据中转服务器），主要充当数据中转作用.因为有了这个数据中转服务器，所以移动终端可以通过GPRS设备来将数据上传到这个数据中转服务器暂存，而监控中心则会实时地从这个中转服务器下载车辆的状态数据.那么，2个局域网之间的主机因有了这台中转服务器就可以相互进行数据传输了.

图1 无线传输总体部署图

数据中转服务器实际上为1台Web虚拟主机，访问端口为80，是一种比较廉价的Web服务器，每年只需要支付不足100元的租用费就可以满足本系统的要求，相比申请固定IP地址的租用费而言，运行成本低很多.具体的通信流程为：(1)GPRS模块与移动网关采用TCP/IP协议连接；(2)GPRS模块向移动网关发送请求，与数据中转服务器数据进行通信，提交当前的GPS定位数据；(3)数据中转服务器对GPRS模块所提交的数据进行缓存，等待监控中心对数据进行提取；(4)监控中心服务器访问数据中转服务器的数据下载接口，将最新的数据下载到本机数据库.

2.2 GPRS网络接入点的选择

CMWAP虽然不能直接访问互联网资源，但可以实现间接访问，方案是借用CMWAP的对外网关就可以完成这个任务.每次要上传数据到监控中心的服务器时，只需与CMWAP的网关建立连接，然后向网关发送POST或GET请求就可以实现GPRS与外网Web服务器的相互通讯.

3 解决方案的实施

3.1 GPRS模块与数据中转服务器的间接通信过程

由于数据中转服务器实际上为Web服务器，而本次使用的GPRS设备为BenQ M22，支持TCP/IP层协议，并且HTTP是基于TCP协议的，所以我们可以通过GPRS模块的TCP/IP AT指令来实现HTTP的数据通信.具体实现如下：

(1)连接到网关的AT指令组[3]：

(2)发送HTTP数据请求格式

GET中转服务器域名/UPDATA.ASP?MSG=传输的数据 HTTP/1.1

3.2 数据中转服务器的任务实现

数据中转服务器作为本解决方案的中介服务器，运行2个主要的线程，一是响应GPRS的数据上传，将收到的数据暂存到自己的数据库；二是随时响应监控中心服务器的数据下载请求.响应数据上传请求和响应数据下载请求线程，离不开数据库的访问.所以要先建立1个用于数据存储和访问的数据库.数据库的存储结构如表1和表2所示.

为了减小GPRS的通信流量，所以将车辆的状态进行合并，而不单独进行变量划分，本方案规定GPRS模块要上传的数据格式为：

表1 状态信息表(TB＿DATA)的存储结构

MSG＝时间＠北纬＠东经＠速度＠方向角＠用户名＠密码.

那么，根据上面的数据格式和数据表的存储结构,可以通过数据中转服务器支持的脚本语言来实现响应数据上传和数据下载.具体实现如下.

3.2.1 上传数据页面程序设计（采用ASP VBScript语言编写）

1）建立数据库连接

表2 车辆信息表(TB_Car)的存储结构

2）获取用户名和密码

3）获取用户ID

4）保存提交的数据

3.2.2 下载数据页面程序设计

1)建立数据库连接

2)获取未取的数据

3)数据打包并发送

4 结论

本文讨论的网络解决方案主要是针对局域网用户，延迟时间小于3 s，对于实时性要求不高的车辆监控系统有一定的应用价值.

[1] 文志成.通用分组无线业务——GPRS[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2] 周学泳.短信息(SMS)与WAP的开发及应用[M].北京：电子工业出版社，2002.

[3] BENQ Corporation.BenQ M22 GSM/GPRS Wireless Module AT Command List[M].Taipei:BenQ Corporation Networking& Communications BG,2004.