GPS车辆管理软件在混凝土搅拌站的应用

覃景河

（广西大都混凝土集团有限公司，广西 南宁 530031）

鉴于GPS车辆管理软件在混凝土搅拌站的重要性以及结合实际的需要，某混凝土搅拌站结合实践，借助Delphi工具，开发设计了一款更贴近混凝土搅拌站行业实际车辆管理特点的GPS车辆管理软件，并对其进行了严格的设计和调试。经过4年多的运行、优化和完善，该软件对砼行业运输车辆的管理较为便捷和高效。

一、开发背景

某混凝土搅拌站使用的GPS车辆管理软件是在2006～2007年委托某软件公司研发的，2009年后就没有技术支持了，这无法满足该搅拌站当前对车辆管理的需求。同时原系统没有考虑到系统运行效率及众多终端并发问题，导致系统运行慢，稳定性不佳。权衡之后，某混凝土搅拌站决定重新开发一套更适合混凝土行业特点的GPS车辆管理系统[1]。

二、设计目标

（一）车辆追踪功能

本软件的车辆追踪功能不仅能对车辆进行定位追踪，而且还能实现多车追踪。其具体的设计要点如下：一是实时定位；二是对车辆的位置默然连续记录30s；三是对车辆的速度、位置、行驶的方向与报警状态等进行记录；四是通过新建窗口，能同时对多车进行追踪和对比。

（二）卸料跟踪报警功能

本软件的卸料报警功能的设计要点主要有以下几点：一是卸料开关方面，主要是在车辆的机械卸料手柄中安装卸料检测开发；二是信号检测方面，主要是采取电气式卸料，因此能实现直接检测，不用外接其他开关；三是卸料检测方面，本系统中有两路检测信号，能满足高、低电平检测的需要；四是卸料报警方面，用户可以自主选择是否需要报警，直接在平台上设置即可。

（三）安全监控功能

本软件的安全监控功能的设计要点主要有以下几点：一是对超速的情况进行实时报警和监控，且对不同路段中的限速值进行针对性的设计；二是对疲劳驾驶的情况进行监控和报警，若驾驶员连续行车4小时，则会报警。

（四）轨迹监控功能

本软件的轨迹监控功能的设计要点主要有以下几点：一是定位轨迹的时间间隔在5～65535s，默认为30s；二是轨迹保存功能长达12个月；三是轨迹回放，对车辆驾驶轨迹进行回放，而且还能对回放的速度进行调整和暂停；四是轨迹信息检查，比如车辆行驶的路线，加油站和过路费等方面的信息。

（五）车辆调度功能

本软件的调度功能的设计要点主要有以下几点：一是文字调度，调度中心将文字调度指令下发到车载显示屏；二是语音调度，调度中心将语音调度信息在车载文字播报器中播放出来；三是电话调度，安装车载电话手柄，驾驶员可以利用其接听和拨打电话。

（六）区域限制功能

本软件的区域限制功能主要是对行车范围进行限制，其设计要点主要有以下几点：一是电子围栏，在平台客户端的电子地图中设置行驶区域；二是区域报警，就是对用户车辆出入某一区域时给监控中心后台报警。

（七）防拆机保护功能

本软件的防拆机保护功能的设计要点主要有以下几点：一是断电报警，当GPS电源被切断之后，能及时地向后台发出断电报警信号；二是后备电池，其在断电后还能连续运行两小时。

（八）远程断油功能

本软件的远程断油功能的设计要点主要有以下几点：一是停车断油，当车辆的速度被判定为0时，后台可以给设备下发断油的指令，从而使车辆断油，但是设置了密码权限保护；二是分级管理，只有高级用户才能实施远程断油，而监控员只能对车辆定位；三是断油恢复，后台可以向车辆远程恢复供油，解除对其的锁车。

（九）防盗报警功能

本软件的防盗报警功能主要是将原车防盗器与后台对接，设置自定义检测线束，当防盗器发出被盗报警之后，报警数据可以上传到后台车[2]。

表1

三、设计原则

该公司在GPS车辆管理软件开发设计中，为了满足实时监控、卸料报警、安全管理、全程记录、调度指挥、区域报警、线路稽查、远程断油、远程恢复、可靠性高、方便维护、体积小巧等功能的需要，坚持了以下几个设计原则：一是科学性原则；二是经济性原则；三是适用性原则[3]。

四、设计要点

（一）系统硬件配置

在本次设计中，采用的硬件较多，具体详见表1。

（二）软件配置

在本次设计中，采用的软件较多，具体详见下表。

项目服务器操作系统服务器数据库系统监控坐席操作系统监控坐席数据库地图格式：Mapinfor开发工具软件类型Windows2003Server企业版SQL2000企业版WindowsXP SQL2000个人版比例：全国1∶100000，本省1∶10000，本市1∶5000 Delphi7

（三）系统主要核心模块

GPS外网服务端：主要功能是接收GPS终端的定位包、解析包，然后群发到相应的GPS客户端。此服务端采用微软Windows平台并发性最好的通信模型完成端口(IOCP)来研发，完成端口支持上万级别的并发访问量。经过GPS终端模拟器测试，这个服务端能轻松同时上线6000台GPS终端。考虑到GPS外网服务器的IP地址是对外的，为了能接收到GPS终端发送过来的定位信息，服务器必须对外公开某一个端口(在不与系统冲突的前提下，可自由设定)，如16000端口。这个16000端口很容易被黑客利用进行攻击，主要手段为无限攻击。打个比方，就是有很多人不停地给你打骚扰电话，但又不和你说话，这时候你只能不停地接电话，而真正有事打电话找你的人，根本就无法打进来。根据这种情况，服务端软件做了相应的应对方法，把所有需要用到的电话号放入通信录中，所有来电都要通过通信录的验证，验证不通过的马上杀掉，这样就保证你接到的电话都是认识的人的电话了。

内网监控中心服务端：接收GPS外网服务端发送过来的定位信息，结合生产线生产数据，对车辆的行驶状态(在站内、去工地路上、在工地、从工地返回路上等)进行监控并把结果群发到相应的GPS客户端的行车记录模块上。

GPS客户端：GPS客户端是我们日常看到的GPS软件，有地图显示，有车辆在地图上移动，有车辆定位信息显示、有车辆历史轨迹回放、有用户密码权限管理等功能。

（四）网络结构

在整个软件系统中，后台的监控中心具有神经中枢的作用，能集中监控和调度，并提供有关信息服务，对系统软硬件予以管理和协调。其网络结构详见下图。

（五）车载终端

在车载终端方面，主要是对监控中心进行数据传输。在数据传输过程中，主要是利用GPRS/CD-MA公共数据网络来进行，具有车辆定位、监控报警、远程监听、断电断油等方面的功能[4]。

五、试验过程

（一）试验准备

1.基本参数设置

车辆行驶状态相关参数的设置

2.运行设置

①车辆掉线提示时间：车辆没有定位信息返回多长时间的提示。

②车辆路上停留时间超时设置：车辆在去工地或从工地返回路上停车超过设定时间提示。

③车辆超速报警设置：车辆时速超过设定值报警提示。

④车辆进入报警区域停留多长时间报警：车辆进入设置报警区域后停留超过设定时间报警提示。

⑤车辆出厂，无发货单或任务单提示：车辆不在站里，将检测是否有发货单，如没有将进行示。

⑥车辆出厂，无区域工程目的地提示：车辆不在站里，将检测地图上是否已设置了工程目的地，如没有设置，将进行提示。

3.工程区域

设置如下图：

用圆型方式设置区域，以经纬度为圆心来设置区域的范围。区域分有工地、搅拌站两大类。车辆进入报警选项，是设定车辆进入某一特定区域，就进行报警提示，如设置某一个区域为报警区域，那么车辆进行此区域停留超过设定时间就进行报警。

（二）测试过程

1.GPS客户端测试

由于本次设计中采用了面向对象开发模式，把GPS相关业务逻辑及特性融入，大大缩短了GPS客户端的研发周期。在对GPS客户端测试时，得到的运行图详见下图，且主界面以标签形式显示。

2.定位测试

在定位测试时，主要是根据接收和显示GPS服务端发过来的车辆定位信息，下图1是定位测试的具体过程，说明测试的精准率较高。

3.掉线测试

掉线测试时，主要是记录GPS终端掉线与上线的信息，具体的测试过程如下，所有测试结果均与实际相符[5]。

4.行车记录测试

行车记录测试时，主要是记录车辆行驶过程的状态，如车辆在站里、车辆在去工地路上、车辆在工地、车辆从工地返回路上等。具体的测试过程如下图2，所有测试结果均与实际相符。

5.信息采集分析模块的测试

对GPS信息采集与分析模块进行测试时，主要是用前端硬件和模拟串口来接收来自GPS的信息，并对GPS信息软件进行解析。具体就是把GPS模块与电路板相接之后，借助预留的车载导航接口，将GPS信息直接输出，再通过PC端进行串口调试和接收，当GPS的接收模块调试达标后，在电路中接入微控制器，并将微控制器的外部中断，用模拟串口来接收GPS信息，从而更好地测试了数据接收可靠性与控制性。为检验其信息接收准确与否，在测试中采取读出数据的基础上，直接利用串口向显示器纯输出，但是在所接收数据存在数据杂乱的情况下，对其关键字进行了过滤，这样通过测试，能有效地解决GPS信息方向与速度数据长度不定而导致解析错误的问题。

图1

图2

6.无线传输模块的测试

在这一测试中，主要是就无线传输模块的TA命令进行调试，测试终端对命令相应的情况、短信收发的情况和数据传输的情况进行测试。通过测试发现，采取短信转发的方式更为有效和便捷，但是又面临着短信丢失的问题，所以在本系统中，最终采取先存储短信再通知的方式，这样在微控制器程序设计中通过即时响应串口中断接收短信到达通知后以指定序号的方式读取短信内容，既保证了短信的可靠接收，又具有较高的实时性。最终，该软件通过在该混凝土搅拌站中运行三年的实践来看，取得了良好的效果[6]。

六、结语

综上所述，GPS车辆管理软件在混凝土搅拌站的应用，对于确保其安全高效运行有着十分重要的意义，所以我们必须切实强化对其的设计，并在明确设计背景、设计目标和设计原则的基础上，切实加强对其设计要点的掌握，这样才能更好地确保运行的安全性和高效性。