本发明属于管理技术领域，特别涉及一种长途货车智慧管理系统。
背景技术：
管理技术是指管理方法和管理手段的总称。任何社会活动都存在着管理问题，而社会活动的复杂性决定了管理技术的通用性和适应性。随着互联网技术的飞速发展，管理技术也获得了极大的提升。
随着经济的发展和高速公路网的日益完善，长途货车越来越多。同时高速运输安全问题也逐渐的引起了人们的重视。一些货车司机为了获得更高的经济收入而疲劳驾驶、超载、超速，不仅影响自身安全，也威胁到高速路上的其他车辆。
另外，轮胎寿命受路面温度影响较大。高速路面在经过阳光照射一段时间以后，温度往往可以达到50‐60摄氏度，轮胎在这样的路面上长时间行驶很容易因为轮胎过热而爆胎。一旦爆胎，势必会影响到运输的时间安排，耽误行程。
可知，长途货车运输的智能化和信息化程度已经成为制约长途货物运输发展的瓶颈。
目前，根据长途货车运输的特点主要存在问题如下：
1.货车司机为了快速到达目的地往往都会压缩自己的休息时间，疲劳驾驶现象较为普遍。
2.长途运输的货车上了高速路之后一般不会轻易停车，货车的长时间运行对轮胎，发送机影响很大，如果不及时处理很容易出现胞胎，发动机过热等故障。
3.某些高速路段治安较差，有犯罪团伙从事盗窃活动，司机稍不注意就会让盗窃团伙趁虚而入，造成货物的损失。
4.长途货车车体都比较高，司机的视野有死角，货车司机在变道或调整方向时，往往因为看不到死角内的车辆而发生刮擦等交通事故，威胁他人的生命安全。
因此只有建立长途货车智慧管理系统，提高长途货车的智能化和信息化水平，才能有效的解决上述问题。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种长途货车智慧管理系统，用于解决现有技术中存在的诸多问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种长途货车智慧管理系统，所述长途货车智慧管理系统包括：信息采集系统、控制系统、通信系统、操作系统、数据存储系统。其中，
所述信息采集系统，以单片机和/或PLC为基础，通过传感器和/或监控器采集长途货车智慧管理系统需要的信息；
所述通信系统，用于数据信息的传输；
所述控制系统，用于分析数据，输出控制指令，执行控制指令；
所述操作系统，用于人机交互，方便用户查询和操作；
所述数据存储系统，用于存储数据信息。
优选地，所述信息采集系统包括信息采集单元；所述信息采集单元分为三类：车辆信息采集单元、司机信息采集单元、环境信息采集单元；所述车辆信息采集单元用于实时采集车辆状态信息；所述司机信息采集单元用于实时采集司机状态信息；所述环境信息用于实时采集车辆所在的环境信息。
优选地，所述车辆状态信息包括油量信息、发动机温度信息、胎温信息、胎压信息、绳索拉力信息、压力信息、尾气信息、车速信息、车距信息、车辆位置、行驶方向信息，安装的数量和种类根据实际需要任意组合；安装位置根据实际需要固定于货车车身任意位置；使用时，需要通过所述操作系统配置，和所述控制系统建立连接即可；所述司机状态信息包括血压、心跳、心率、体温、酒精度、年龄、性别、连续驾驶时间；所述环境信息包括气温、光照、湿度、可燃气体浓度、PM2.5、风速、路面水深、能见度；上述所有信息最终汇总至所述控制系统。
优选地，所述通信系统用于长途货车和货运公司控制中心、政府高速管理系统、政府高速缴费系统的通信。
优选地，所述控制系统包括数据分析单元和控制执行单元；所述数据分析单元接收到连接的所述信息采集系统的数据信息之后，经过内部逻辑分析，控制所述控制执行单元完成控制动作。
优选地，所述数据分析单元根据所述车辆位置信息、所述行驶方向信息判断即将到达的高速公路收费站；根据当前车辆行驶的速度计算出到达该收费站需要的时间；所述数据分析单元将车辆车牌号、货物类型、重量、里程数信息进行汇总，通过所述通信系统发送到该高速路段所属省份的所述政府高速缴费系统，所述政府高速缴费系统计算出需要缴纳的费用后进行回传，所述数据分析单元接收到缴费信息后，控制所述控制执行单元进行自助缴费；所述政府高速缴费系统在收到相应费用之后，向该货车的所述控制系统发送收费确认信息，所述控制执行单元控制收费站栏杆开启，使货车直接通过；如果司机不使用上述自助缴费功能，所述控制系统会根据当前车辆的行驶速度、车辆和收费站之间的距离和刹车制动时间；在合理的时间点通过所述控制执行单元提醒司机进行减速，在收费站人工缴费。
优选地，所述控制系统实时取得所述司机状态信息；通过所述控制执行单元提醒司机休息或者换班，防止疲劳驾驶；判断标准包括：
a.该司机连续驾驶的时间超过最长连续驾驶时间；
b.通过所述司机状态信息中的心跳、心率和血压信息，判断该司机处于疲劳驾驶状态；
任意出现a类或者b类情况，认为司机疲劳驾驶。
优选地，所述控制系统实时取得所述环境信息，通过所述控制执行单元提醒司机防暑降温；对检测出有中暑症状的司机，通过所述控制执行单元进行报警；流程包括：
取得所述环境信息中的气温信息和光照信息，判断天气情况；
取得所述司机状态信息中的心跳、心率、血压、体温信息，判断司机是否中暑。
优选地，所述数据分析单元通过当前的油量数据、货车的行驶速度、货车的耗油量判断货车可以行驶的里程；如果判断出当前的油量不足以使货车行驶到目的地，就计算出当前油量下货车可以行驶的最远距离，并在这个距离之内查找所有的高速服务站，并将查找到的高速服务站通过所述控制执行单元按照顺序告知货车司机。
优选地，所述数据分析单元通过取得当前的胎温数据，判断轮胎是否过热；如果判断出轮胎过热，通过所述控制执行单元自动对轮胎进行降温处理；另外所述数据分析单元通过取得当前的胎压数据，判断轮胎气压是否正常；如果判断出轮胎气压过高或者过低，通过所述控制执行单元告知给货车司机；同时所述控制系统取得车辆尾气信息和发动机温度信息，分析发动机状态，发现发动机状态不良时，通过所述控制执行单元把当前发动机状态告知司机，提醒司机及时处理。
优选地，当货车涉水过路时，所述数据分析单元实时取得水位数据，判断水位是否达到车辆警戒位置；如果检测到水位已到达车辆警戒位置，水位再升高的话会有熄火危险，就会通过所述控制执行单元告知司机停止前进。
优选地，所述控制系统取得车辆的车距信息，如果车距过近，超过了司机设定的值或者紧急制动距离，会通过所述控制执行单元告知本车司机，也会通过车载信号灯提醒车距过近的货车司机；所述车距包括本车距离前后车的距离，本车距离左右车的距离；另外所述控制系统还会通过车距判断司机视野死角处是否有车辆，通过所述控制执行单元及时确认，提醒司机注意调整驾驶方向和车速，保障双方车辆和驾乘人员的安全；判断流程包括：
a.所述信息采集单元实时取得车辆距公路两侧护栏的距离；
b.所述控制系统判断出几个连续的信息采集单元上传的距离信息明显小于其他的信息采集单元上传的距离信息；
c.b所描述的现象一直存在。
优选地，所述控制系统实时监控捆扎货物的绳索的拉力信息、货仓顶部和侧向的压力信息，如果在运输过程中绳索的拉力、货仓顶部的压力或者货仓侧向的压力有明显变化，所述控制系统认为货物有被盗可能，自动启动所述控制执行单元进行确认。
优选地，所述操作系统为人机交互系统，具有查询、显示、设置功能；同时该系统还可对货物的摆放提出可行性方案。其中提出所述可行性方案的流程，包括：
司机输入货车货仓的尺寸，包括长、宽、高；
依次输入每一类要运输货物的数量、单个尺寸、最多堆放层数、是否易碎、是否易燃、是否易爆；
确认无误之后，数据通过所述操作系统进入所述控制系统；在所述控制系统中经过分析计算，提出合理的货物摆放方案。
优选地，所述数据存储系统存储数据分为两类，一类是全国的高速公路信息，包括电子导航地图、维修站、货运站信息，该信息可以通过所述通信系统实时更新；一类是所述信息采集系统实时采集的信息和所述控制系统的报警预警信息，该类信息可以查询和导出。
如上所述，本发明的长途货车智慧管理系统及方法，具有以下有益效果：
本发明所述长途货车智慧管理系统包括：信息采集系统、控制系统、通信系统、操作系统、数据存储系统。本发明所述长途货车智慧管理系统是一个智能化、信息化系统，采用本发明所述长途货车智慧管理系统及方法，能实现对车辆、货物、司机的智能化、信息化管理，确保长途货物运输安全。
附图说明
图1显示为本发明长途货车智慧管理系统示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
具体的，信息采集单元中由多种传感器模块组成，其中，车辆方面：包括油量采集传感器、胎温传感器、胎压传感器、车距传感器、发动机温度传感器、速度传感器、尾气检测仪、GPS定位仪。司机方面：心律测量仪、血压测量仪、体温测量仪、酒精度测量仪。环境方面：风速传感器、气温传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、光强传感器等。报警方面：拉力传感器、压力传感器、人体红外传感器等。上述的传感器种类和数量根据具体的要求自由搭配，这些传感器都有特定的序列号用于识别，采集到的各类信息通过统一的编码格式传送到控制系统，可以采用序列号+采集时间+数据信息+校验值的编码格式，其中校验值采用CRC16校验值。各类信息通过有线通信或者无线射频通信的方式和控制系统相连，其中，有线通信可以选择IIC、Modbus、MBUS、SPI等的一种或几种。
控制系统的数据分析单元、操作系统、数据存储系统、通信系统组合在一起，作为长途货车智慧管理系统的主机，安装在司机驾驶室内，操作系统为包括按键，触摸屏等的人机交互设备；通信系统为GPRS通信设备；数据存储系统可包括存储芯片、内存卡、U盘在内的一种或几种。
货车开始装货时，如果货物分好几类，每一类货物尺寸都不相同，里面再包含有易碎品、限制堆叠层高的货物，合理有效的装载货物显得就很重要了。此时可以把这些货物的信息输入到操作系统中，系统会根据每一类货物的尺寸、是否易碎、堆叠限制的层高的等限制条件，结合车体的尺寸提出摆放的具体方案，包含货物堆放的次序，堆放的层高，堆放的位置都会有详细的说明。
信息采集单元是以永久固定/暂时固定形式安放车上，除了车辆方面、司机方面、环境方面的传感器可以永久固定在车体上之外，报警方面的检测传感器都可以通过强磁、扎带、螺丝等暂时固定在车身上。
货物堆放完毕之后，司机可以根据具体的要求安放传感器模块。比如拉力传感器固定在绳索上，压力传感器可以安放在码放好的货物顶上或者侧面，人体红外传感器可以安放在车体的四周和顶部。安放好这些传感器，将传感器的序列号输入到操作系统，设置好这些传感器采集的时间间隔、报警阈值之后。控制系统会尝试自动连接这些传感器，如果连接不成功，
操作系统的显示界面会显示连接失败的传感器的序列号以及失败原因，提醒司机排除故障。
货车通过高速路入口时，经由高速管理人员查验之后，通过操作系统的操作界面输入货物种类，重量等。车辆进入高速路之后，GPS定位正式启动，为货车提供定位和导航服务，GPRS通信也会启动，定期将车辆的信息比如位置、车速、行驶方向上传给信息的接受方。
控制系统一旦检测到故障信息和报警信息会立即上传给信息的接受方，同时也会把这些信息实时的存储到数据存储系统进行数据备份。
货车在运行过程中，控制系统实时取得所有信息采集单元的信息，分析后控制控制执行单元完成控制动作，这里的控制执行单元包括喷淋设备、语音设备、报警闪光灯、摄像头等。比如，货车在长时间运行中，轮胎温度升高到报警阈值之后，控制系统控制语音设备进行语音报警，同时自动控制喷淋设备向轮胎上进行喷水降温。
司机通过打指纹或者插入司机卡的形式更改当前驾驶员信息，控制系统在确定当前司机连续驾驶时间过长，出现疲劳驾驶症状之后，通过语音设备提醒司机换班或者休息，并实时检测GPS定位信息和车速信息，如果判断车速降为0并且GPS定位信息不再发生变化，认为车辆停止，再计时20分钟之后，报警自动解除，重新计算连续驾驶时间。如果车辆未停下或者时间不超过20分钟，判断当前驾驶员信息是否变更，如果变更，重新计算连续驾驶时间。如果没有变更，继续进行报警，并将该信息上传，告知信息接收方。
货车在运输过程中，如果货车捆扎货物缆绳的压力突然变大/变小，或者某个监测点位置的压力突然变大/变小。此时系统会自动打开出现问题那个区域的摄像头，将采集到的影像实时传输至操作系统界面上，同时通过语音设备提醒司机确认是否有盗窃发生。
信息采集单元也会实时采集车距信息，如果判断本车与前车距离较近，则会使用语音设备提醒司机减速；如果后车距离本车较近，在使用语音设备提醒本车司机的同时，使用本车车尾的信号等提醒后车司机。如果是距离左车/右车较近，则会使用语音设备提醒司机注意左右车距，切勿随意转向，这样的话，即使车辆出现在货车司机死角之内，司机也能够及时的获知左车/右车和本车的距离信息，及时的调整行驶方向和车速，避免发生危险。