班車GPS定位與查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姚存治，李海勝

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451460)

傳統(tǒng)車輛GPS定位需要在車輛上安裝GPS接收機(jī)，并需專業(yè)人員對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行設(shè)置，車輛提供GPS接收機(jī)電源才能對(duì)車輛進(jìn)行定位。此外，獲取的GPS數(shù)據(jù)只能保存在GPS接收機(jī)或與其連接的計(jì)算機(jī)上。如需對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，則還需安裝數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，如“單片機(jī)+SIM+GPRS”通信模塊。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高，部署難度大且成本高?？蛻舳诵鑼I(yè)設(shè)備、軟件才能完成車輛信息的查詢，專業(yè)設(shè)備與軟件開發(fā)成本昂貴，且多固定部署無(wú)法移動(dòng)使用，難以大范圍推廣。

本系統(tǒng)使用手機(jī)GPS定位服務(wù)端，將GPS定位功能、GPRS通信功能統(tǒng)一由智能手機(jī)完成，只需開發(fā)相應(yīng)的Android應(yīng)用程序即可實(shí)現(xiàn)上述兩項(xiàng)功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求低，部署簡(jiǎn)單且成本低。用戶無(wú)須購(gòu)買專業(yè)設(shè)備，只需下載手機(jī)查詢客戶端程序，將其安裝到自己的android手機(jī)上即可?？蛻舳顺绦蜃詣?dòng)連接服務(wù)器，完成班車查詢。查詢功能會(huì)產(chǎn)生微量的GPRS流量，對(duì)用戶而言使用成本幾乎為零。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

班車GPS定位與查詢系統(tǒng)采用C/S(Client/Server)結(jié)構(gòu)，即客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括手機(jī)GPS定位服務(wù)端、服務(wù)器端、手機(jī)查詢客戶端等三大模塊。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)有手機(jī)GPS定位、百度手機(jī)地圖服務(wù)、Android應(yīng)用開發(fā)、互聯(lián)網(wǎng)Socket通信等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 手機(jī)GPS定位服務(wù)端

手機(jī)GPS定位服務(wù)端采用具有GPS、GPRS模塊的智能手機(jī)，安放在班車上，班車運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)Socket通信鏈接發(fā)送運(yùn)行方向、車牌號(hào)、GPS坐標(biāo)(百度經(jīng)緯度坐標(biāo))、車速、定位精度等數(shù)據(jù)到服務(wù)器端。

2.2 服務(wù)器端

服務(wù)器端是一臺(tái)連接互聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)接收、處理手機(jī)GPS定位服務(wù)端發(fā)送的信息，并將班車位置顯示在服務(wù)器端百度地圖之上，接受手機(jī)查詢客戶端的Socket連接請(qǐng)求，將當(dāng)前班車運(yùn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)至手機(jī)查詢客戶端。主要功能如下。

(1)服務(wù)管理：對(duì)手機(jī)GPS定位服務(wù)端與手機(jī)查詢客戶端的Socket連接進(jìn)行管理，開啟/關(guān)閉這兩項(xiàng)服務(wù)。

(2)班車查詢：地圖顯示班車當(dāng)前的運(yùn)行情況。

(3)用戶管理：查看系統(tǒng)當(dāng)前用戶數(shù)量、用戶使用規(guī)律，考察系統(tǒng)的實(shí)用性與用戶對(duì)本系統(tǒng)的滿意程度。

2.3 手機(jī)查詢客戶端

手機(jī)查詢客戶端采用具有GPRS功能的android智能手機(jī)，通過(guò)手機(jī)數(shù)據(jù)服務(wù)，Socket連接服務(wù)器端，接收服務(wù)器端發(fā)送的班車信息，將信息解碼，在客戶端百度地圖中顯示班車當(dāng)前位置、車牌號(hào)、車速等信息。主要功能如下。

(1)動(dòng)態(tài)跟蹤：選擇班車運(yùn)行方向，地圖自動(dòng)對(duì)該運(yùn)行方向車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤并顯示。

(2)臨近警告：設(shè)置自己的上車點(diǎn)，當(dāng)班車臨近上車點(diǎn)時(shí)(如班車距離上車地點(diǎn)小于100m)，則對(duì)用戶發(fā)出臨近警告，提醒班車即將抵達(dá)上車點(diǎn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括手機(jī)GPS定位服務(wù)端軟件、服務(wù)器端軟件和手機(jī)查詢客戶端軟件等三個(gè)模塊。手機(jī)GPS定位服務(wù)端軟件和手機(jī)查詢客戶端軟件開發(fā)語(yǔ)言為Android，開發(fā)環(huán)境為eclipse3.7；服務(wù)器端軟件開發(fā)語(yǔ)言為Java，開發(fā)環(huán)境為eclipse3.7。下面是服務(wù)器端的程序片段：

importjava.io.IOException;

importjava.net.Socket;

importjava.util.ArrayList;

importjava.util.List;

//檢測(cè)GPS客戶端socket連接情況，刪除失聯(lián)//socket classclientSocketCheckHandleextendsThread

{

@Override

publicvoidrun()

{

while(!Thread.currentThread().isInterrupted())

{

System.out.println("GPS客戶端檢測(cè)服務(wù)已啟動(dòng)......");ListerrorSockets=newArrayList();/*存放無(wú)效的Socket*/

for(Sockets:MultiThreadServer.mClientSocketQuene)

{

errorSockets.clear();

try{

s.sendUrgentData(0xff);

}catch(IOExceptione)

{

System.out.println("GPS客戶端離線:"+s.getInetAddress()+"port:"+s.getPort());

errorSockets.add(s);

try{s.close();}

catch(IOExceptione1)

{e1.printStackTrace();}

}

MultiThreadServer.mClientSocketQuene.removeAll(errorSockets);//從列表中去除無(wú)效的Socket

MultiThreadServer.updateLabUserNum(MultiThreadServer.mClientSocketQuene.size());//更新UI用戶連接數(shù)

}

try{

Thread.sleep(5000);

}catch(InterruptedExceptione){

Thread.currentThread().interrupt();

}

// while((System.currentTimeMillis()-begin<5000))

// 每隔5s檢測(cè)一次GPS客戶端Socket連接

//

{}

}System.out.println("GPS客戶端檢測(cè)服務(wù)已停止......");

}

}

4 系統(tǒng)測(cè)試

將GPS定位端或客戶端安裝文件GPSServerApp.apk或GPSUserApp.apk下載到手機(jī)上；點(diǎn)擊apk文件，系統(tǒng)安裝該app，安裝成功后，在手機(jī)桌面顯示app圖標(biāo)。用戶只需安裝客戶端app，如圖2和圖3所示。

圖2 GPS定位端1.65M

圖3 客戶端1.63M

本系統(tǒng)僅提供Android系統(tǒng)的GPS定位端、客戶端，支持2.3以上版本。GPS定位端單擊打開“GPSServerApp”應(yīng)用，按提示做一系列設(shè)置即可。

本應(yīng)用自動(dòng)連接服務(wù)器，并根據(jù)用戶選擇顯示班車圖標(biāo)，圖標(biāo)上文字顯示班車車號(hào)信息。用戶根據(jù)自身需要設(shè)置自己的上車點(diǎn)，當(dāng)班車臨近上車點(diǎn)時(shí)(50 m)，app發(fā)出手機(jī)震動(dòng)，提醒用戶。

服務(wù)器購(gòu)買阿里云服務(wù)器ECS，位于青島。服務(wù)器端安裝“班車GPS定位監(jiān)控服務(wù)端”服務(wù)程序，該服務(wù)程序用于接收GPS定位端發(fā)送的GPS信息，并將其發(fā)送給客戶端。

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，在班車接近上車點(diǎn)50 m時(shí)，客戶端手機(jī)會(huì)有震動(dòng)提示，實(shí)現(xiàn)了比較高的查詢精確度。

[1]李雪英.住宅小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014(8):167.

[2]張聰,王輝,孫博月.監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與方案[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2013(4):299.

[3]李存建.一種晝夜監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)科技.2007(1):52.

[4]文俊杰.構(gòu)建GPS監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)分析[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究).2007(23):197.