基于Android智能手机的车辆远程监控系统的设计与开发硕士研究生学位论文.docx

1、基于Android智能手机的车辆远程监控系统的设计与开发硕士研究生学位论文基于 Android 智能手机的车辆远程监控系统的设计与开发重庆大学硕士学位论文（学术学位）教 授专业：车辆工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二 O 一四年五月Research of the Remote MonitoringSystem of the Vehicle Based on Andriod SmartphoneA Thesis Submitted to ChongqingUniversityin Partial Fulfillment of the Requirement for theMasters D

2、egree of EngineeringBy YuanNingSupervised by Prof. Yang YalianSpecialty: Vehicle EngineeringCollege of Mechanical Engineering ofChongqing University, Chongqing China.May.2014毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得

3、及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究

4、成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月

5、日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分

6、用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中

7、及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所

8、选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年

9、月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格

10、3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日中文摘要摘要随着我国经济的飞速发展，汽车数量也逐年增加，随之出现的交通问题也日益严重。车辆远程监控系统是智能交通系统（ITS）的核心部分之一，可以对车辆 的出行进行规划，提高道路的利用率，改善交通环境；可以对车辆进行实时监控， 及时发现车辆故障，尽可能避免交通事故的发生，增强行车安全等。本课题是在 重庆产学研合作创新项目“重庆恒通新能源客车远程监控系统开发”和国家重点 实验室专向经费项目的支持下对车辆远程监

11、控系统进行了深入的研究。首先，了解 GPS 车辆监控导航系统在国内外的发展状况，通过分析其总体构 架、软硬件设备、工作原理以及功能模块，挖掘现有车辆监控导航系统中存在的 不足，从而提出了一种以手机作为车载数采终端的车辆远程监控系统的方案，该 方案基于 Android 手机操作系统，利用 3G 网络实现数据通讯，然后监控中心服务 器将上传的数据进行分析、处理，实现对目标车辆的实时监控、历史轨迹回放、 车辆报警等功能。第二，深入剖析车辆远程监控系统所需的关键技术，即：Android 系统、地理 信息系统（GIS）、全球定位系统（GPRS）、3G 无线通信技术等。根据这些关键技 术的工作原理设计出本

12、系统的总体架构，并设计了监控系统各个模块要实现的功 能。第三，基于提出的系统总体方案，设计并建立了系统的软硬件架构。采用 Android 智能手机、ELM327、车辆 OBD 系统的集成为一个车载终端采集车辆动态 数据，从而实现了用专用设备作为数据采集终端的弊端。并采用 B/S 架构搭建监 控中心服务器，完成对上传数据的接收和解析，同时，选用 J2EE 作为软件开发平 台，采用 MVC 模式进行整个系统的软件开发，实现了整个系统的模块化，便于系 统的维护升级。第四，选用 SQL Server2005 进行系统中心数据库的开发，根据系统的数据需 要，完成了系统中心数据库的概念模型设计、逻辑设计和

13、数据库的物理实现，实 现了系统后台数据的存取，使整个系统的数据管理更加信息化和科学化。第五，结合车辆远程监控系统的功能需求编程实现各个功能模块，根据人机 交互的特性开发系统的界面，方便用户对本系统的操作。最后，对本系统进行了 实车联调测试，完成系统软硬件的配置，实现车载数据的无线传输和实时采集、监控中心的数据解析以及行车轨迹显示等功能。关键词： Android 智能手机，OBD-，中心数据库，B/S 架构，远程监控I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTAs the rapid progress of economy in our country, the number of car

14、 is increasing year by year. As the result, the traffic problem becomes increasingly serious. The remote monitoring system of the vehicle is a core part of intelligent transportation system (ITS), which can be used to plan the vehicle travel, to improve the rate of road utilization and the traffic e

15、nvironment. Also, it can be used to monitor the vehicle in real time, to detect the break-down of vehicle timely, to avoid traffic accidents as far as possible, and toenhance road safety. So based on the Chongqing cooperative innovation project thedevelopment of remote monitoring system for Hengtong

16、s new energy bus and the special funds of state key laboratories project, the remote monitoring system of the vehicle is conducted in-depth research in the paper.Firstly, the paper introduces the application and progress situation of GPS vehicle monitoring and navigation system at home and on abroad

17、, and analyses the overall structure of these systems to understand the function and works of each part. At the same time, the paper also analyses the existing problem of vehicle monitoring and navigation system. So a new the remote monitoring system of the vehicle is proposed which uses a mobile ph

18、one as vehicle data acquisition terminal. It bases on the Androidmobile phone and uses the 3rd-generation(3G) wireless communications for datacommunications. After that, the data uploaded by the Android mobile phone is analyzed and processed by monitoring central server, in order to realize the func

19、tion of real-time monitoring、historical track playback、vehicle alarm, and so on.Secondly, the key technologies which the remote monitoring system of the vehiclerequires are introduced in the paper. They are Android system, Geographic InformationSystem(GPS), 3rd-generation(3G)System(GIS),GlobalPositi

20、oningwirelesscommunications technology, and so on. According to the working principle of these key technologies, the overall architecture of the system is designed, and meanwhile, the function of each module is provided.Thirdly, based on the overall architecture of the system, the hardware and softw

21、are of the system are designed. The design of vehicle data acquisition terminal is completed which bases on Android Smartphone, ELM327, and the On-Board Diagnostics (OBD) system of the vehicle. Browse/Server (B/S) structure is used to build the monitoringcenter server. Meanwhile, J2EE is chose as th

22、e software development platform. And theIII重庆大学硕士学位论文software development of the system is completed by using the MVC pattern.Fourthly, SQL Server2005 is used to develop the center database of the system. According to the data which the system needs, the conceptual design, the logic design and the p

23、hysical implementation of the center database have been completed. The data management of the whole system becomes informatization and scientization.Fifthly, combining the functional requirements of the remote monitoring system of the vehicle,the function of each module is achieved by programming. T

24、he interface of the system is developed via the characteristics of human-computer, in order that users are convenient to operate it. Finally, we carried out real vehicle test of the system, and completed the hardware and software configuration of the system. Then, the system realized the function of

25、 real-time acquisition of vehicle data and wireless transmission,data analysis, track display, and so on.Key words: Android Smartphone, OBD-, central database, B/S architecture,remotemonitoringIV目录目录中文摘要 I英文摘要 III1 绪论 11.1 论文的目的和意义 11.2 国内外发展现状 21.2.1 国外发展现状 21.2.2 国内发展现状 51.3 论文研究的主要内容 71.4 本章小结 82

26、 车辆远程监控系统的相关技术与系统架构 9车辆远程监控系统的关键技术 92.1.1 Android 简介 92.1.2 地理信息系统 GIS 概述 102.1.3 GPS 卫星定位技术 122.1.4 无线通信技术 13系统的总体方案设计 162.2.1 系统的架构 162.2.2 系统工作原理 16系统各部分的主要功能 172.3.1 车载终端 172.3.2 3G 无线通信网络 172.12.22.32.3.32.3.42.3.5监控中心服务器 17监控中心软件 18客户端 18本章小结 182.43 车辆远程监控系统的软硬件平台设计 193.1 系统性能需求分析 193.2 系统硬件平台

27、设计与选型 193.2.1 车载终端数据采集模块 203.2.2 监控中心服务器的搭建 263.3 系统软件平台设计 27V重庆大学硕士学位论文3.3.1 系统开发平台介绍 283.3.2 数据传输 303.3.3 监控中心的设计 333.4 本章小结 344 中心数据库的设计 354.1 数据库的选择 354.2 中心数据库概念模型设计 364.2.1 中心数据库的需求分析 374.2.2 中心数据库的概念结构设计 384.3 中心数据库的实现 404.3.1 中心数据库的逻辑结构设计 404.3.2 中心数据库物理结构的实现 424.4 本章小结 465 车辆远程监控系统的实现与测试 47

28、5.1 用户登录模块 475.2 系统主界面的设计与实现 495.3 GIS 操作模块 495.3.1 百度地图 API 505.3.2 电子地图初始化 505.3.3 电子地图的操作 515.4车辆监控模块 535.4.1 车辆定位 535.4.2 实时监控 545.4.3 轨迹回放 565.4.4 车辆报警 57数据管理模块 595.5.1 数据的存储 595.5.2 数据库与系统的数据交互 62车辆远程监控系统实车联调测试 635.6.1 测试的硬件平台 635.6.2 系统的运行结果 655.6.3 系统的性能分析 67本章小结 685.55.65.76 结论与展望 69VI目录6.1

29、6.2论文总结 69展望 70谢 71致参考文献 73附录 77作者在攻读学位期间发表的论文目录 77作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 77A.B.VII重庆大学硕士学位论文VIII1 绪 论1 绪论1.1 论文的目的和意义随着我国经济的持续、稳定、高速的发展，道路交通等基础设施智能化水平 的不断提高，中国汽车市场高速发展，车辆的数量日益增多。作为人们最重要的 交通工具之一，汽车在社会经济和生活中扮演着重要的角色。然而，车辆数量的 增加带来了一系列严重问题。交通事故频繁发生、交通拥堵也越来越突出，这些 问题直接影响着社会的发展和人民的生活和生命财产安全1。同时，利用车辆作案 和以车辆作为犯罪对象的案件日益增多，由于车辆的机动性，犯罪分子快速作案、 逃离现场、藏匿赃物，这为公安民警破案，取证带来了极大的困难2。另外，出租 车公司、物流公司、公交公司、特种车辆如公安 110、急救中心 120、银行运钞 101、 消防 119 等单位对各自车辆的调度、监管要求也越来越高。尤其是近年来随着家 庭私人用中高档车辆数量