基于android平台和3G的公路协同巡查系统研究

陈宁 黄安 姜雪

摘 要：随着江苏社会经济的快速发展，交通流量日益增大，人民群众对公路出行服务信息的需求日益增强，公路管理的压力也随之增大。为切实保证公路巡查此项工作地有效落实，通过智能移动终端实现路政、养护、应急巡查业务的整合，提升公路管理运行效能以及与省局、县站（处、所）的网上协同办公。本文针对以上问题讨论一种基于android平台的手机或手持移动设备并且结合3G、GIS等技术的手机或手持移动设备上的公路协同巡查系统的设计与实现

关键词：android；3G；协同巡查；移动终端；路政

1 系统简介及架构

系统由三部分组成：手持移动终端，无线传输网络以及中心平台管理系统。

公路协同巡查系统将智能化巡查方式与android手持移动终端相结合，高效地解决公路巡查管理中信息管理及事件处理的信息化问题，同时通过智能手机终端与3G智能传输技术的结合，巡查过程中发现相关问题如事件信息、解决情况、路网信息等可及时回传服务器，并且可在服务器查询相关信息。在GIS中对巡查轨迹的展示提高了对公路巡查人员及公路管理的可视化程度。

根据南通市公路协同巡查系统的业务目标，并综合考虑作为已经在用的江苏公路协同工作平台的子系统，系统总体结构图如下：

2 Android

Android一词本意是指“机器人”，是Google于2007年11 月宣布的基于Java运行在Linux内核上完全为移动手持设备环境打造的开源操作系统，得到了Open Handset Alliance（ 开放手持设备联盟）的支持，其软件层次结构包括操作系统（OS）、中间件（MiddleWare）、用户界面（UI）和应用软件（Application）组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件[1]。

由嵌入式Linux和Java构成的Android智能手机系统，其架构和工作原理决定了它是目前最具可移植性的移动设备操作系统，本研究在众多嵌入式软件中选择Android操作系统作为导航系统终端软件，便于软件升级和维护，能够有效降低软件的成本，降低移动设备价格；系统内部使用开源库类，既为开发人员提供一个非常便捷的开发环境，也为同行设计人员的方案设计提供有用参考，促进嵌入式系统的发展。

3 Android数据传输

Android中，Activity是最基本的模块之一，Activity是所有程序的根本，所有程序的流程都运行在Activity之中。在Android的程序当中，Activity一般代表手机屏幕的一屏。一般一个应用程序有多个Activity构成，这些Activity之间可相互跳转，即可理解为不同页面之间的切换，完成与用户的交互[2]。

Android间数据传输也就是Activity间数据传输。Android程序UI框架接近于Web页面的概念。每一个用于呈现页面的组件，Activity都是彼此独立的，它们通过系统核心来调度整合，彼此之间的通过Intent机制来串联。由于本系统主要应用于触屏移动终端这一情况，开发人员基于Android的以上主要优势，很好的解决了用户使用界面的设计及开发问题，各个界面之间的相互跳转十分流畅，巡查人员在使用中可清晰的了解各项功能并充分利用该优势完成巡查，上报，处理事件后反馈等任务。

系统充分利用android平台技术资源优势，结合GPS、ARCGIS，应用3G无线传输技术，移动手持设备等综合技术，实现对公路巡查的动态跟踪，巡查数据的智能采集，巡查轨迹的动态监控，巡查数据的智能分析，为用户提供高效率的决策响应。

4 Android组件的应用

Android中没有入口函数，应用程序以各种组件为基础，所有的组件都是平行的，都可以单独实例化[3]。

Android组件是Android应用程序的核心，设计中运用到的Android组件包括：

4.1 屏幕组件——Activity

Activity是Android的核心類，可以理解为一个屏幕，显示给用户的界面。一个Android应用程序可以认为由多个Activity的交互组成的，多个Activity之间可以进行相互跳转，不同的Activity实现不同的功能。

本系统中主要设计的Activity包括登录界面，系统主界面，各功能界面，利用Activity之间的相互跳转并且互不干扰的主要优势完成各界面之间的切换及各个功能的独立实现。

4.2 服务组件——Service

Service是Android的服务组件，没有用户界面，在后台运行，对用户完全透明。本设计需要手机在开机后自动后台运行，因此手机软件的定位和通信功能在Service中设计实现。本系统中GIS定位模块及GPRS通信模块的实现就是依靠Service建立的。

4.3 广播接收组件——BroadcastReceiver

BroadcastReceiver组件的功能就是用来接收广播并且做出回应，本系统利用该组件完成巡查事件上报下发等数据传送接收的部分功能。该组件和Service组件类似，没有用户接口，但是广播接收者能启动Activity来对接收到的广播做出回应，当巡查人员使用的移动终端接收到上级人员下发的任务时，该组件会在收到广播后，可通过调用Context.start Service（）语句启动服务，实现提醒服务，在通知栏提醒巡查人员有新的任务下发。Activity向Service传递数据也可借助于Broadcast Receiver实现，在上报任务时，向PC平台通过GPRS模块发送数据。

5 3G技术简介及应用

随着3G技术的快速发展，移动通信数据网络为数据信息及多媒体信息的传输提供了更好的条件和保障。基于3G的无线数据传输的设计与应用，是将卫星导航系统（GPS）与地理信息系统（GIS）相结合，同时参照天气情况，地面交通情况，通过3G网络与监控调度中心通信，智能定位事发地点，具体体现出巡查人员的工作轨迹，实时传递事件上报处理等信息。南通公路协同巡查系统基于以上思路充分利用3G传输的优势，建立高效安全的信息传输网络，其主要技术原理如下：

移动终端的通信模块通过使用域名解析（DNS）的方法获取上位机（数据中心）IP地址，从而与上位机（数据中心）建立连接并互相传输数据[4]。该方案的优点在于其上位机（数据中心）不必拥有固定IP地址，而是通过域名解析服务提供商获取域名，系统通过CPU控制无线通信模块与远端PC机进行通信而组建的一个通信网络。

组建网络成功之后即可进行数据传送，系统使用3G网络传输巡查人员的各种数据信息，及时高效的完成事件的上报、下发、处理、及反馈。巡查人员上路巡查发现事件及时录入事件基本信息及多媒体信息，点击发送后移动终端上的通信模块会自动获取数据中心（即上级指挥中心的系统）的IP与其建立连接，然后按照固定的通信协议将数据打包后通过Internet传输到数据中心。上级系统接收到数据后，其通信模块根据通信协议解析数据包，经过处理后以固定的格式显示事件信息，完成数据传输。

6 系统实现

基于android平台手机或手持移动终端的公路协同巡查系统，主要是利用android智能移动终端的3G无线技术支撑信息的传输，打破传统的工作模式，形成一套具有很强的系统完整性的巡查模式，通过android平台的强大的扩展性特点，主要实现以下目标：

（1）日常的巡查工作，巡查基本信息设定。

（2）事件处理，将巡查时的表单整理至手持移动终端上进行填写，巡查人员及事件处理人员按照指定的工作规范，完成巡查任务。

（3）数据传输，利用智能手机填写好事件信息，通过3G智能传输将数据上传，系统上级管理人员根据事件信息做出判断，选择合适处理方式。

（4）任务提醒，接收到新的任务后，利用android的智能通知功能，实时提醒工作人员。

（5）客户端软件的下载、安装及更新，保证软件运行于android平台上的稳定性。

结合目前技术发展水平，本着“巡查-上报-处理-反馈”的流程管理思路，将工作流程体现在系统具体实现方案上，实现全天候的事件上报、任务提醒等功能。不同级别的巡查工作人员按不同的角色层次上报事件或下发任务，实现移动智能巡查的信息多样性。

7 结束语

随着3G智能移动技术的发展，android系统凭借其优势已经成为移动智能终端系统开发的首要选择。本系统基于android平台，结合3G、GIS等技术，利用移动智能终端的优势，配合相应的硬件系统所开发出来的公路养护巡查系统能够高效实时地完成养护路政的协同工作。

实践证明，使用本系统后，解决了以往巡查工作中的弊端，工作人员可及时上报事件及提交反馈信息，巡查事件信息的电子存档也保证了信息的安全性，且为业务的阶段性整核提供很大方便。

[参考文献]

[1]赵建勋.基于Android平台的移动位置服务的开发与实现[J].现代商贸工业，2010，22（20）：271-273.

[2]楊丰盛.Android应用开发揭秘.机械工业出版社，2010.

[3]张元亮.Android开发应用实战详解[M].北京：中国铁道出版社，2010，39-55.

[4]李鹏.3G通信技术及其应用[J].信息通信2011，（4）：70-71.