应急物流车辆监控导航实验平台开发.docxVIP

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应急物流车辆监控导航实验平台开发

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为建立并验证前述应急物流配送车辆导航地图多尺度空间数据模型，需要实际搭建物流车辆监控导航实验平台进行试验，为此在大连理工大学管理学院的现代物流技术实验室进行了物流车辆监控导航的模拟：以台式机作为地图服务器，以嵌入式实验开发板作为车载导航终端，来模拟监控中心与车载终端分布式计算模式。具体步骤如下。

①嵌入式试验开发板的调试；

②WindowsCE嵌入式操作系统的交叉调试；

③嵌入式GIS平台的选择和安装；

④电子地图的格式转换和装载；

⑤物流车载终端程序的开发；

⑥服务器-车载终端分布式物流车辆监控导航试验。

下面先对应急物流车辆监控导航实验平台的总体设计进行介绍，然后分小节分别对具体的试验步骤展开详细介绍。

第一节应急物流车辆监控导航实验平台总体设计

在进行应急物流车辆监控导航实验平台总体设计之前，先确定应急物流配送对应急物流车辆监控导航实验平台的要求。

1.可靠性要求：应急物流配送车辆外部运输环境恶劣，行驶过程中颠簸不断、震动剧烈，应急物流配送车载导航终端必须克服通用计算机构造脆弱、易损的缺陷，因此采用嵌入式计算机系统。

2.可定制要求：应急物流配送车载终端的操作系统运行在资源受限的嵌入式计算机系统中，没有必要采用庞大的全功能标准操作系统，必须采用可定制的操作系统，将无关的操作系统功能裁剪掉。

3.分布式要求：应急物流配送车载导航终端的计算资源有限，应该充分利用监控中心强大的计算资源，将耗时费力的工作配置在监控中心，只将计算结果传回车载终端。

此外还有软件开发标准化、系统成本考虑等要求，但与应急物流配送相关的主要是以上三点，这些原则会在后面的章节逐渐体现出来。

为降低物流运输企业运营成本，合理配置资源，提高装载率，本书采用GPS与地理信息系统GIS实现车辆的定位、导航与报警，建立监控中心实现车辆的监控与调度，以解决车辆的安全行驶与管理问题，拟开发汽车监控导航与调度系统原理如图6-1所示。

图6-1汽车监控导航与调度系统原理示意

一系统结构

监控调度中心和车载导航通信设备之间的关系如图6-2所示。

图6-2汽车监控导航与调度系统功能结构

系统主要由通信平台、监控服务中心、车载终端设备三大部分组成，其中通信平台采取GSM/GPRS网；监控服务中心由路由器、网络服务器、通信管理计算机、GIS监控座席和中心管理座席等组成，形成网络化结构；车载导航设备主要由GPS模块、嵌入式GIS模块、通信模块和控制模块四部分组成。

二监控中心

监控调度中心由GSM/GPRS模块、通信服务器、地图服务器、GIS语音监控座席等组成，形成网络化结构。通信服务器将经GSM/GPRS模块收到的车辆定位信息和其他相关信息按一定的算法分配给各车辆对应的GIS/语音监控座席，根据入网车辆发出的不同信息，中心值班服务人员做出相应的处理，并提供有效的服务。GIS/语音监控座席发出的各种询问命令与控制命令，根据要求对象的不同，经过GSM/GPRS模块传达到各对应车辆。被监控车辆通过GPRS从地图服务器上下载地图。中心管理座席负责整个监控中心的管理。其系统结构如图6-3所示。

图6-3监控调度中心系统功能结构

三车载设备

应急物流配送车辆导航系统安装于移动的车辆上，采用车载24V电源供电，通过GPRS从地图服务器上下载地图，通过GPS确定车辆当前的地理位置，并通过短信或GPRS与监控调度中心联系。

GPS、GSM/GPRS功能的实现依靠当今成熟的功能模块，成本较低，同时解决了电磁兼容问题。整个系统采用嵌入式处理器和嵌入式操作系统，主芯片采用SamsungARM9S3C2410处理器，操作系统采用WindowsCE系统，采用彩色TFTLCD作为显示设备，将导航系统与车载数据终端有机集成在一起，形成功能齐备的终端产品，为车辆安全行驶和报警提供有效的保障手段，以达到限时限速、安全行驶、防抢防盗的目的。其功能结构如图6-4、图6-5所示。

图6-4应急物流配送车辆导航系统硬件功能结构

图6-5应急物流配送车辆导航系统软件功能结构

第二节嵌入式试验开发板的选择和调试

为了适应应急物流配送车辆面临的恶劣外部运输环境，克服通用计算机构造脆弱易损的缺陷，车载导航终端采用的是嵌入式计算机系统。所谓的嵌入式计算机系统，是利用超大规模集成电路技术，将计算机的处理器、内外存、IO接口等主要部件集中到一块电路板上甚至是一块集成电路芯片中的系统，这样可以尽量减少易损的硬盘等部件，以适应车载、工控、军事、航天等领域的特殊需求。

本书针对当时市场上车载导航系统的主流芯片型号，选取了针对S3C2410嵌入式芯片的远峰YFDVK-2410-I型开发系统作