基于Android的智能货运安全监控系统研究

张晓诺　杨辉

摘 要：本文以一个案例讨论了关于货运过程中货物安全监控系统的设计与实现。本文综合应用Android软件开发平台和物联网技术解决货运安问题，通过论述货运安全监控系统的设计和实现，达到了货运信息的实时查询和监控，确保货物的安全，同时为物流信息化建设提供一个实现应用实例。

关键词：Android；物联网；货运安全

中图分类号：TP311 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

在货物运输的过程中，货物的汽车运输是占整个货物运输的份额大、货物运输过程的成本较高、也是货物运输过程中出现风险最大的方面，如何有效的在货物运输过程中的实时跟踪与监控是其中关键环节。以前的实时监控系统多数采用网页形式，监控地点固定，需要专门的人员进行实时观察。用户不能及时了解到货物的运输情况。

为此，我们设计研发了基于Android的“货物物流运输的安全监控系统”，本系统就是针对在途货物的实时监控的一套全新的解决方案。它综合并充分利用传感采集技术、移动通信技术和数据库以及数据安全技术，构成一个可多方接入的公共物流信息平台，为用户提供在途货物的实时监控。

2 系统设计（System design）

2.1 系统架构设计

本系统分为三部分，分别是车载部分、网络服务部分和客户端部分。车载部分包括智能数据网关、数据采集端两大模块，其中智能数据网关包含3G模块、GPS模块及Android系统[1]，负责接收来自数据采集端的数据发送给服务器端，发出控制指令，利用3G模块进行位置定位；数据采集端主要负责采集来自RFID、压力传感器、监控录像和电子锁的数据及状态，接收来自智能数据网关的指令。网络服务部分包括服务器、3G网络服务功能，主要负责接收来自智能数据网关通过3G模块传来的数据，负责保存数据、查询历史数据、分析历史数据等功能。客户端部分主要为客户提供车辆运行数据、实时监控车辆状态及运行状况，发出告警等功能[2]。系统架构示意图如图1所示。

图1 智能货运安全监控系统架构图

Fig.1 Intelligent safety monitoring system of freight chart

2.2 系统功能设计

2.2.1 车载功能设计

本系统的车载部分主要提供以下功能：

（1）实时监控录像：通过使用实时录像，为用户提供货物运输过程的全部录像音像资料。

（2）3G模块和GPS模块定位：提供3G模块的定位功能和GPS全程定位，车辆行进有迹可循，GPRS/WCDMA通信将各类信息传送至服务器端，在服务器端绘制电子地图显示，掌握车辆最新动态，车辆行经的路线查看并进行回放。

（3）实时影像监看：远程视频监控，掌握现场实时状况。

（4）货物安全监控：电子封条，免人工押运，降低成本，货箱打开或货物丢失实时告警，降低货物失窃及防盗。

车载部分功能示意图如图2所示。

图2 车载功能设计示意图

Fig.2 Schematic diagram of the vehicle function design

2.2.2 服务器端功能设计

服务器主要接收来自智能数据网关的数据，并画出车辆行驶轨迹、车辆监控数据显示，历史查询、车辆调度、报表管理等功能。其功能结构示意图如图3所示。

图3 货运安全监控系统结构示意图

Fig.3 Schematic diagram of freight safety

monitoring system structure

2.2.3 客户端功能设计

客户端包括Web客户端和手机客户端。Web客户端主要为使用计算机的办公室人员使用，展示服务器端的各种功能。手机客户端主要为领导和客户提供方便，主要查看车辆运行状态、车辆所在地和历史轨迹。客户端功能示意图如图4所示。

图4 货运安全监控系统客户端功能示意图

Fig.4 Schematic diagram of freight safety monitoring

system client function

通过以上设计可以实现货不离柜、柜不离车、车不偏驶的设计思路。

3 系统实现（System implementation）

3.1 车载功能实现

（1）3G模块和GPS全程定位：通过定位模块对车辆行驶进行全程的定位，做到有痕可查。通过3G模块的网络通信功能将车载信息、位置信息和需要的音像资料传送至服务器端。通过public String locationData（String autoData，String location，String date）方法实现监控车辆的位置信息数据，将车辆的监控数据、获得的GPS定位信息和当时的时间以JSON格式进行封装，由车载智能数据网关的3G功能模块通过sendData方法主动发给服务器端[3]。

（2）实时监控录像安装位置：共安装四个监控录像头。车的前端安装一支用于监控路况。货柜部分安装两个支，货柜的两边分别各一支，货柜的后部一支，同样用于监控路况和货柜的门。货物运输过程中开启所有监控录像，由车载电池进行供电，将整个货物的运输全部存在车载的硬盘中。这样在运输过程中货柜的开启情况就一目了然。如果遇到非正常开启货柜等异常情况，录像资料就会通过3G模块上传送至服务器，服务器也可以根据实际情况或需要在服务器端将录像资料打开，实时观察或者查询历史运输情况。

（3）RFID安全识别：只有授权才能打开货柜，否则系统自动报警。

（4）压力传感器：放置于车架，监测货柜的重量，实时传输货柜的重量变化。

（5）电子锁：基于WSN的电子锁安装在货柜的后面及两侧，在运输车辆进出各货物周转站时将自动进行上解锁操作，并能发送电子锁具的状态，监控货柜门的打开或关闭。

3.2 服务器端实现

车载定位系统接收卫星数据后计算出车辆的位置信息，通过智能数据网关的3G模块将数据发送至服务器端。服务器端收到位置信息后经过处理与离线地图进行匹配，将车辆运行的轨迹显示在离线地图上。

3.3 客户端实现

（1）web端实现

web端由Java从数据库中读取的位置信息返回给JavaScript，然后再由JavaScript调用地图API，绘制车辆行驶轨迹。Web端实现效果图如图5所示。

图5 货运安全监控系统实现图

Fig.5 The realization of graph of safety monitoring

system of freight

（2）手机端实现

手机端通过JSON方式访问服务器端，得到相关的位置信息，比如利用时间段进行查询。然后通过手机端的地图API绘制相关的地图及车辆运行轨迹。

4 结论（Conclusion）

本文论述了货运安全的监控系统，主要从系统设计、系统实现等方面进行研究，阐述了智能货运安全监控系统的整个过程，为现代物流信息化建设提供一个实例。

参考文献（References）

[1] [美]Wei-Meng Lee.Android4编程入门经典（第1版）[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2] 李光革，苗建松.基于Android的物联网环境监控应用设计与实现[J].软件，2013，34（9）：32-35.

[3] 李志敏.基于Android系统的位置监控与查询系统的设计和实现[D].天津大学电子信息工程学院，2012.

作者简介：

张晓诺（1975-），男，硕士，讲师.研究领域：信息化建设，大数据，物联网.

杨 辉（1972-），男，硕士，讲师.研究领域：信息化建设，大数据，物联网.