基于北斗定位系统的车联网监控系统的制作方法

基于北斗定位系统的车联网监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于北斗定位系统的车联网监控系统，包括车载终端、位于监控中心的监控平台、数据服务器、北斗定位系统、通讯网络；所述车载终端包括GPS/北斗兼容车载终端，GPS/北斗兼容车载终端内设有可对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置；所述北斗兼容车载终端内部集成有北斗双模定位模块和GPRS/CDMA/3G通信模块，可以上传定位信息，超速、疲劳、疑点数据，下发文字信息，上传图片；当前车辆的相关信息通过移动通讯网络接入互联网并接入监控平台，接收监控平台的监控；所述监控中心通过互联网与设有防火墙的二级平台相连；二级平台设有服务器群，为用户提供云服务。
【专利说明】基于北斗定位系统的车联网监控系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种监控系统，主要是一种基于北斗定位系统的车联网监控系统。

【背景技术】
[0002] 在国内，近年随着智慧地球等无线感知网络应用的兴起，物联网应用在交通、电 力、医疗、环境监控等领域得到了广泛的应用。在全球范围内，基于物联网的应用也正越来 越广泛的应用于汽车制造和服务领域，并成为物联网领域最活跃最主要的业务之一。目前， 全球各大汽车企业已经在积极推广车载应用，以增强其在产品和服务领域的竞争力。车联 网是建立在汽车电子化和智能化之上的第二个应用层级。所谓车联网，是指借助装载在车 辆上的传感设备，收集车辆和车内乘员的信息，通过网络共享，实现驾驶员、车、行人、车联 网平台、城市网络的互联，从而实现智能、安全驾驶，以及享受技术+生活服务等。前装、后 装市场并驾齐驱，后续持续服务费带来大且稳定的市场空间。前装车辆网，主要依托于汽车 制造商，基于前装的传感器、通信系统，进行汽车故障检测，行车服务等功能。后装车辆网， 主要依托于汽车经销商和运营商，针对车辆运输、使用过程中的信息进行采集、跟踪、汇总， 并应用相关服务。此外，车联网亦有望拉动车载操作系统和公共服务平台的需求。
[0003] 北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，北斗卫星导航系统主要有以 下三大功能：
[0004] 一是快速定位：北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时 定位服务；
[0005] 二是短报文通信：北斗导航系统用户终端具有双向短报文通信能力；
[0006] 三是精密授时：北斗导航系统具有单向和双向两种授时功能，可提供数十纳秒级 的时间同步精度，也就是说，北斗导航系统服务区域为中国及周边国家和地区，它可以在服 务区域内任何时间、任何地点，为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度，并提供双向短 报文通信和精密授时服务。
[0007] 目前，常用的车辆定位方式为GPS定位，即在车辆中安装一个GPS导航终端，该导 航终端通过接收空间站GPS导航卫星所提供的导航报文，可以计算车辆所处的位置，包括 当前的经度、纬度、海拔高度以及车辆的运行速度、GPS导航终端以导航地图的形式显示车 辆所处的位置，或者将该信息发送到车辆的一个数据记录装置中进行记录。但是由于GPS 属于被动接收系统，即GPS终端只有使用时，才能知道自己的所在位置，无法通知指挥部 门，这样带来的问题就是只有车辆的司机才能准确掌握车辆的位置信息，而作为车辆的管 理部门无法知道车辆的准确位置。
[0008] 目前，常用的车辆数据传输方式多为GPRS无线数据传输，由于GPRS采用分组交换 技术，而分组交换不是实时系统，延时不固定，从而导致了从车辆传输到地面的信息延时较 大，且由于GPRS是在GSM基础上发展起来的一种业务，也就是说GPRS的使用要依赖于GSM 网络，而GSM网络目前在一些边远地区或山区等还没有做到完全覆盖，即使在能覆盖到的 区域也大多存在GSM信号受环境影响较大等情况，导致信号不稳定或形成信号盲区而无法 提供GPRS服务。
[0009] 如今的消费者，由于伴随着网络和移动通信成长，对车联网已经形成需求，而且这 种需求会越来越大。从现有的发展来看，物联网在汽车领域的应用虽已出现萌芽，但尚未形 成物联网汽车的系统结构。


【发明内容】

[0010] 本发明的目的在于提供一种基于北斗定位系统的车联网监控系统。
[0011] 本发明采用的技术方案如下。
[0012] 基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述监控系统包括：
[0013] 安装在汽车上的一个或多个车载终端；
[0014] 监控中心，所述监控中心在互联网上设有唯一的IP地址，用于为用户提供统一接 入各种服务；所述监控中心设有防火墙；
[0015] 监控平台，用于对汽车的运行进行监控；
[0016] 数据服务器，所述数据服务器位于监控中心，所述数据服务器包括通讯服务器、地 图服务器、业务服务器、报表服务器、分控接入服务器、数据库服务器；
[0017] 北斗定位系统，接收卫星信号，并计算出车载终端目前所在位置，随时随地接收到 所在区域的基站运行参数，并向新基站发送本机识别码和原位置归属区识别码，进行登记。 北斗定位系统终端按照系统设定的间隔时间，实时上传信息，信息包括了位置、方向、速度、 时间、日期、点火/熄火状态、油路是否断开等车辆状态信息。可以跟踪指定车辆，监控平 台上可以显示车辆的位置、速度、方向、连线轨迹、车辆是否停置、以及车辆行驶的里程等数 据。可以对车辆历史的轨迹进行回放，回放的信息包括了位置、速度、方向、连线轨迹、车辆 是否长时间停留。监控中心可以对车辆实施断油电控制，控停车辆。监控中心能全天侯实 时监控所有被控车辆的当时位置、行驶方向、行驶速度、发动与熄火状态等。系统可设置到 3秒返回一次车辆动态信息，以便最及时的掌握车辆的状况。
[0018] 通讯网络，所述通讯网络包括移动通讯网络和互联网；所述移动通讯网络为 GPRS/CDMA/3G 网络（即 GPRS 或 CDMA 或 3G 网络之一）；
[0019] 所述北斗定位系统包括GPS/北斗兼容车载终端，GPS/北斗兼容车载终端内设有 可对车辆身份、行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并 可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置；所述北斗兼容车载终端内部集成有北斗 双模定位模块和GPRS/CDMA/3G通信模块，可以通过GPRS/CDMA/3G上传定位信息，超速、疲 劳、疑点数据，下发文字信息，上传图片；当前车辆的相关信息通过移动通讯网络接入互联 网并接入监控平台，接收监控平台的监控；所述监控中心通过互联网与设有防火墙的二级 平台相连；所述二级平台设有服务器群，为用户提供云服务。本采用智能双模卫星定位技术 (北斗/GPS)，支持智能切换技术，定位精度<10m，定位出示精度< 6秒。
[0020] 进一步，所述GPS/北斗兼容车载终端设有用于USB数据导出和串口数据导出的接 口、通话喇叭接口、监听咪头、打印接口、显示器、麦克风、扬声器。
[0021] 进一步，所述车载终端包括摄像头、TTS语音喇叭、图像扩展器、油耗检测器、继电 器。设置继电器，监控中心可以对车辆实施断油电控制，控停车辆。本系统支持由平台下发 指令进行图像采集，经过媒体压缩模块压缩后以JPEG格式将现场照片发送到监控中心。
[0022] 进一步，所述GPS/北斗兼容车载终端设有1C卡读取设备。驾驶员在驾驶中，插入 唯一的1C卡进行登签，监控中心记录收到登签信息并记录数据库，停止驾驶下车时，拔出 1C卡即可退签，调度中心随时能够了解车辆的驾驶情况。（配套该设备可以进一步实现司机 行车里程统计和时间统计。）
[0023] 进一步，所述车载终端包括智能车载终端、移动设备/PC，可通过移动通信网络或 Internet向监控中心、二级平台发出查询服务请求；所述移动设备为手机或平板电脑。
[0024] 进一步，所述监控平台包括监控工作站、报表分析模块、报警短信通知模块，可向 用户发送控制命令、数据信息和用户短信控制。当主电源被切断时，GPS/北斗终端会将警情 信息上报到监控中心。当车辆主电源低到一定值时，GPS/北斗终端会将警情信息上报到监 控中心。超速报警。当车辆速度超过系统设定值超速报警速度值时，GPS/北斗终端会发出 超速报警的信息到监控中心。防劫报警，当车主遇到人身安全时，可以使用紧急报警信息， 监控中心收到紧急报警后，会按照严格的处理流程处理报警信息。当车辆驶入或则驶出了 某一区域时、GPS/北斗终端将警情上报监控中心。本系统可以实现监控中心对车辆进行短 信的调度，短信在车载终端处以液晶显示屏显示出来，其特色在于短信的发送并非经由GSM 通道，而是利用GPRS网络传输数据（费用微乎其微)，并且发送方便，可轻松实现短信群发， 传输速度相当快速，即方便又经济。支持2路高电平、1路低电平检测自定义设置。自定义 高是检测到8-36V有效。自定义低是检测到搭铁有效。例：车辆空调开启时的控制线是高 电平。这样可以把其中一路自定义高的线连接到空调控制线上。当空调开启或关闭平台都 能实时显示当前的状态。
[0025] 进一步，所述GPRS/CDMA/3G通信模块负责车载终端与监控中心间的数据传输，模 块分别与处理器、喇叭、麦克风、SM卡相连接。
[0026] 进一步，所述控制中心通过互联网与行业应用平台相连；所述行业应用平台包括 出租车行业应用平台、物流行业应用平台、公交行业应用平台、客运行业应用平台，为用户 提供信息发布和咨询服务。
[0027] 进一步，所述监控平台进一步包括两套或两套以上组合在一起的分布式监控分平 台；所述监控平台包括：
[0028] 1)防火墙
[0029] 为系统提供网络安全服务；
[0030] 2)三层交换机
[0031] 提供网络三层交换的能力；
[0032] 3)四层交换机
[0033] 提供外部网元请求负载均衡的功能，将外部请求按指定的策略分发到后端接入设 备上；
[0034] 4)光纤交换机
[0035] 需要挂接阵列的主机可以通过光纤访问阵列；
[0036] 5)应用服务器
[0037] 负责系统主要承载的业务处理、数据交换等关键服务；
[0038] 6)数据库服务器
[0039] 提供数据的管理和存储服务；
[0040] 7)阵列负责存储系统需要的数据，包括数据库数据、日志数据以及话单数据；
[0041] 系统的关键服务由三部分组成，在拓扑图中按业务分为三种类型的集群：
[0042] 1)接入服务器集群
[0043] 负责与外部系统的通信，提供快速数据通信的通道。系统由四层交换机提供负载 均衡，每个接入服务器所承载的服务之间是完全独立的，不存在依赖关系，也不存在需要共 享的数据。
[0044] 四层交换机会监测接入服务器上的服务是否运行正常，如果发生异常，则不会将 请求发给故障的服务器，从而保证请求可以被正常处理；
[0045] 2)业务服务器集群
[0046] 负责运行系统的主要承载的服务，业务处理服务器间存在一定数据关联，因此业 务服务器集群通常具有数据状态同步、运行状态监测以及备份机制等功能。业务服务器集 群需要共享数据存储在阵列上；
[0047] 3)数据库RAC集群351
[0048] 采用MSSQLServer的RAC实现数据库的可伸缩性和可靠性；
[0049] 上述集群方案中服务器采用N+M (M通常为1)的方式部署，N代表系统正常情况 下N台主机可以提供的处理能力，Μ代表系统中同时故障的主机数。
[0050] 该系统结构由各可通过车辆识别技术自动识别出不同的车辆；对车辆进行位置的 准确定位；通过无线通信技术，将车辆信息通过Internet网络传递给监控终端，进而达到 全球卫星定位、实时监控、车辆位置查询、车辆轨迹回放、定时跟踪、盲区补报、紧急报警、超 速报警、超时停车、超时驾驶报警等功能。

【专利附图】

【附图说明】
[0051] 图1是本发明基于北斗定位系统的车联网监控系统的结构示意图。
[0052] 图2是终端登录流程图。
[0053] 图3是终端信息下发流程图。
[0054] 图4是车联网系统平台部署结构示意图。
[0055] 图5是应用统一终端接入框架示意图。
[0056] 图6是GPS/北斗兼容车载终端的结构图。

【具体实施方式】
[0057] 实施例1。如图1所示，基于北斗定位系统的车联网监控系统，包括：
[0058] 安装在汽车2上的一个或多个车载终端；
[0059] 监控中心5,所述监控中心5在互联网上设有唯一的IP地址，用于为用户提供统一 接入各种服务；所述监控中心5设有防火墙9 ;
[0060] 数据服务器，所述数据服务器位于监控中心5,所述数据服务器包括通讯服务器 501、地图服务器502、业务服务器503、报表服务器504、分控接入服务器505、数据库服务器 506 ；
[0061] 安装在汽车上的北斗定位系统，接收卫星1信号，并计算出车载终端目前所在位 置，随时随地接收到所在区域的基站3运行参数，并向新基站发送本机识别码和原位置归 属区识别码，进行登记；
[0062] 通讯网络，所述通讯网络包括移动通讯网络和互联网4 ;所述移动通讯网络为 GPRS或CDMA或3G网络；
[0063] 所述北斗定位系统包括GPS/北斗兼容车载终端，GPS/北斗兼容车载终端内设有 可对车辆身份、行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并 可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置；所述北斗兼容车载终端内部集成有北斗 双模定位模块和GPRS/CDMA/3G通信模块，可以通过GPRS/CDMA/3G上传定位信息，超速、疲 劳、疑点数据，下发文字信息，上传图片；当前车辆的相关信息通过移动通讯网络接入互联 网并接入监控平台7,接收监控平台的监控；所述监控中心9通过互联网4与设有防火墙10 的二级平台6相连；所述二级平台6设有服务器群，为用户提供云服务。
[0064] 所述GPS/北斗兼容车载终端设有用于USB数据导出和串口数据导出的接口、通话 喇叭接口、监听咪头、打印接口、显示器、麦克风、扬声器。
[0065] 所述车载终端包括摄像头、TTS语音喇叭、图像扩展器、油耗检测器、继电器。
[0066] 所述GPS/北斗兼容车载终端设有1C卡读取设备。
[0067] 所述车载终端包括智能车载终端、移动设备/PC，可通过移动通信网络或 Internet向监控中心、二级平台发出查询服务请求；所述移动设备为手机或平板电脑。 [0068] 所述监控平台7包括监控工作站71、报表分析模块72、报警短信通知模块73,可向 用户发送控制命令、数据信息和用户短信。
[0069] 所述GPRS/CDMA/3G通信模块负责车载终端与监控中心间的数据传输，模块分别 与处理器、喇叭、麦克风、SM卡相连接。
[0070] 所述控制中心通过互联网与行业应用平台相连；所述行业应用平台包括出租车行 业应用平台81，物流行业应用平台82,公交、客运行业应用平台83,为用户提供信息发布和 咨询服务。
[0071] 系统分为资源层、车联网基础服务平台层、车联网应用层、用户层几大部分。同时 为保证系统的灵活和开放性，系统采用分层结构、模块化设计，且各层之间的接口独立、透 明。资源层的车载终端通过接入服务接入车联网系统。车联网基础服务平台层起着承上启 下的作用，下方接入资源层，获取并处理系统需要的信息，上方暴露通用服务接口供应用层 调用。车联网应用层负责根据用户的特殊需求而提供相应的业务数据、逻辑和管理。用户 层的用户访问应用层提供的相关业务应用。
[0072] 系统从功能上，主要分为核心服务、接入服务、车联网门户、车联网管理平台、外围 扩展应用。核心服务：核心服务是整个平台的核心，起着承上启下的作用，向前接入服务平 台，向后方应用提供从车机命令下发、报警分析、报表分析、外部服务器资源接入转换等核 心服务。接入服务：是终端和其它能力与服务接入的统一平台，负责终端的接入、鉴权、协议 适配、协议转换等。车联网门户：中通车联网门户是车联网系统的对外门户，是车联网平台 的展现部分。车联网管理平台：车联网管理平台是整个车联网系统的管理系统，作用于整个 系统，从应用到车联网平台核心服务以及接入服务；负责终端配置、车辆配置、集团用户配 置等基础配置。其它外部服务器资源：是指中通二级短信网关、维保系统、配件系统、GIS服 务器等第三方外部资源，通过核心服务统一提供给应用。
[0073] 从功能上主要包括用户统一接入服务、核心服务、应用统一接入服务、基础服务。 其中，用户统一接入服务包括客户端通信接入模块、客户端管理模块、协议栈、中通车联网 门户；应用统一接入服务包括应用通信接入模块、应用管理模块；基础服务包括统一账号 管理以及其他一些基础服务功能，主要如下。
[0074] 1.用户服务
[0075] 加油管理，对某台车辆的加油情况进行记录管理；加油数据分析，分析某组织下车 辆或某台车的加油数据；车辆油耗报告，展示某台车的油耗报告；考核油耗，设置车辆的考 核油耗。
[0076] 安全管理
[0077] 车辆定位，显示车辆在地图上的位置；就近服务点查找，查找某台车辆周边的服 务点（由GIS提供的Ρ0Ι信息，需要GIS支持）；周边设施查找，查找某台车辆周边的服务点 (由GIS提供的Ρ0Ι信息，需要GIS支持);静态轨迹回放，静态回放车辆的历史轨迹；动态轨 迹回放，动态回放车辆的历史轨迹；实时监控，显示车辆的实时运行轨迹；车辆拍照，对车 辆进行拍照监控；区域查车，按行政区域（由GIS提供的空间检索，需要GIS支持)、矩形区域 查找该区域内的车辆；车速查看，查看车辆在一段时间内的车速曲线图；车辆运行状态，查 看车辆的运行状态，如车辆的发动机工作时间、行驶里程等；远程一级/二级锁车，远程解 锁。
[0078] 数据管理
[0079] 车辆管理，为企业的子部门分配车辆、去除车辆，修改车辆的部分信息。可分配的 车辆为同一企业所具有的车辆，所显示的组织结构为该企业的组织结构，仅该企业系统管 理员具有该功能；区域管理，管理区域的基本信息，包括对围栏区域的增加、修改、删除、查 看功能；区域组管理，管理区域组的基本信息，包括对区域组的增加、修改、删除、查看等功 能；驾驶员管理、管理驾驶员的基本信息，包括对驾驶员信息的增加、修改、查看等功能；线 路管理，管理线路的基本信息，包括对线路信息的增加、修改、查看等功能；车辆不良驾驶定 义，管理已定义的各种不良驾驶的阀值，包括不良驾驶定义的新增、修改、查看等功能；组织 管理，对本集团的组织结构进行管理，包括组织结构的增加、修改、删除、查看，仅本集团系 统管理员具有该功能；配件查询，查询车辆配件信息；维保查询，查询车辆维保信息。
[0080] 统计分析
[0081] 不良驾驶统计，按时间段统计某组织结构下车辆的各类不良驾驶情况；车辆状态 报告，包含燃油消耗、百公里油耗、运行里程、GPS里程、GPS偏差百分比、机油温度、冷却水 温、蓄电池电压、进气温度、进气压力等；车辆运行报告，运行时长、驾驶时长、怠速时长、怠 速时长百分比、加热器开启时长、空调开启时长、营运天数、运行里程、开始里程、结束里程、 燃油消耗、百公里油耗等；车辆运行汇总报告；蓄电池电压报告；发动机工作状态；发动机 数据分析报表；扭矩曲线分析图；车辆油耗报告；行车数据查询。
[0082] 系统设置
[0083] 消息发送，发送各种不同类型的信息；图标设置，设置车辆在地图上显示的图标， 每个集团有属于自己的图标。
[0084] 权限管理
[0085] 用户管理，实现用户的增、改、查等功能。门户的用户管理仅管理企业的操作员，企 业管理员及其他类型用户不在此处管理；角色管理，实现角色的增、改、查等功能。门户的角 色仅分配车联网门户所具有的菜单权限，不涉及其他子系统的菜单权限。
[0086] 2.车联网用户管理
[0087] 企业管理
[0088] 负责维护企业(集团）信息，其下属机构由各应用子系统维护管理，不在本功能点 涉及范围内。企业类型分为车联网企业与中通杯企业，分别进行管理。企业信息将分别被关 联到用户、车辆、终端等属性信息中。企业架构查看，查看各个企业下的组织结构信息。管 理平台不负责维护企业下属机构信息，但具备浏览企业内组织结构的功能，企业架构数据 同步自应用系统。用户管理，负责为各个应用子系统分配管理员级别的用户。各子系统内 部用户由子系统维护管理。主要的几类管理用户如下：为车联网门户子系统分配企业级管 理员用户。为车联网门户子系统分配车主用户。为管理子系统分配管理员用户。
[0089] 角色管理
[0090] 维护用户角色信息，采用用户所属角色方式分配管理用户操作权限，角色权限可 细化到页面上的操作层面。
[0091] 车辆管理
[0092] 车辆信息管理，负责维护系统车辆信息。管理系统负责将出厂的车辆信息录入到 系统中，并将车辆分配到所属企业里，各企业用户通过各应用子系统管理企业内的车辆信 息。
[0093] 终端管理
[0094] 终端分配管理，终端分配管理负责确定车辆VIN号、终端硬件编码、终端SM卡三 者之间的关联关系，各应用子系统不维护车辆终端信息，与终端通讯主要依靠车辆VIN号 来进行处理。终端厂家管理，维护各个终端厂家信息。终端厂家、终端设备、终端协议管理 均是车载终端的基础信息。终端设备管理，维护各终端厂家下的终端设备信息。终端协议 管理，维护各终端设备下的协议版本信息。
[0095] 传输管理
[0096] 运营商管理，维护各个运营商基本信息。运营商信息是SIM卡信息的基础信息。 SIM卡管理，维护终端SIM卡信息，将终端SIM卡信息统一管理。系统支持将运营商提供的 SIM卡信息文件导入到系统中的功能。SIM卡流量管理，维护终端SM卡流量信息，系统支 持将运营商提供的SIM卡流量信息文件导入到系统中的功能。
[0097] 系统设置
[0098] 编码设置，维护系统中使用的基础信息值，使基础信息使用更加灵活、人性化。基 础信息包括省市信息、车辆类型信息、车辆型号等。消息类型设置，维护系统中涉及到的消 息类别信息。
[0099] 系统监控
[0100] 终端监控，实时监控终端设备状态，并显示状态异常终端的故障原因，便于定位终 端设备问题。访问统计，维护各应用子系统内部功能使用情况，按使用的频繁程度排列。版 本维护，维护各子系统程序版本号，跟踪系统版本情况。系统日志，维护各子系统操作情况， 查看用户的操作信息。
[0101] 3.核心服务
[0102] 应用接入，应用接入，特指与多个应用之间的通信；
[0103] 应用鉴权，鉴权服务一提供接入安全机制，防止其他网源的恶意攻击，应用鉴权， 鉴别应用接入是否合法；
[0104] 应用数据转换，数据转换服务一协议解析、转换成目标格式。应用数据转换，解析 多个应用的请求，为应用提供相应的服务。
[0105] 接入通讯，用于接入前端接入平台的通讯处理。
[0106] 接入数据转换，解析转换接入层接入平台的请求，形成应用识别格式。
[0107] 告警处理，告警处理服务一对终端上报数据进行告警分析。各应用设置诸多告警 阀值，核心服务接到终端上报数据后，根据不同告警规则和阀值产生应用需要的告警信息。
[0108] 指令下发，提供应用下发指令的接口。帮助应用屏蔽复杂的终端协议，由核心服务 层提供接口下发指令，通知接入层以及最终车辆终端。
[0109] 统计分析，统计分析服务一对复杂数据量大的统计分析提供强有力的支撑。建立 统计中用到的中间结果集、视图，使应用快速分析统计数据，更好的服务用户，提升UE体 验。
[0110] 数据持久化，终端上报数据的持久化和应用请求信息持久化以及状态跟踪信息的 持久化。
[0111] 数据同步，数据同步服务一提供接口让接入层同步终端鉴权数据。车辆终端接入 平台需要鉴权数据，车辆终端鉴权数据都保存在车联网平台，核心服务层则提供接口以全 量或者增量方式供接入平台同步车辆终端鉴权数据。具体同步内容有车辆信息、终端信息 和SM信息。
[0112] 4.接入服务
[0113] 服务接入，服务接入指服务通过TCP、UDP、WEBSERVICE等方式链接到接入平台
[0114] 服务鉴权，服务接入到接入平台，接入平台对服务进行鉴权，是否有登录链接权 限。
[0115] 服务管理，接入平台对服务进行管理，分配服务权限，用户名和密码。
[0116] 服务通讯，接入平台与服务进行通讯，接入平台转发终端消息到服务或是接入平 台转发服务下行消息到终端
[0117] 服务监控，接入平台对服务在线情况进行监控
[0118] 路由控制，接入平台可以分布式部署，同时接入多个服务和多个终端，终端进行上 行消息或服务进行下行消息是，经过接入平台路由到目的地。
[0119] 消息转发，服务或终端发送消息到接入平台，接入层将消息转发给对应的服务或 终端。
[0120] 终端接入，终端通过TCP，UDP等方式接入到接入平台
[0121] 终端鉴权，终端链接到接入平台时，接入平台根据从服务同步的绑定关系对终端 进行鉴权，判断终端的登录权限。
[0122] 终端适配，接入平台接入一款终端，需要对终端进行适配，分配终端登录的端口号 和登录地址。
[0123] 终端流量控制，接入平台可以对终端的流量进行控制，限制终端上行的流量。本期 不实现。
[0124] 协议分析，任意一款终端接入时，需要对这款终端的协议进行分析
[0125] 协议适配，终端根据接入平台分配的地址登录，发送上行消息，接入平台根据协议 分析对终端上行消息进行协议适配。
[0126] 协议转换，接入平台根据协议适配的结果，对终端上行消息进行转换，转换成服务 通用协议，发送到服务。
[0127] 车辆信息同步，接入平台定时从核心服务同步车辆信息
[0128] 终端信息同步，接入平台定时从核心服务同步终端信息
[0129] SM卡信息同步，接入平台定时从核心服务同步SM卡信息
[0130] 本系统接口，主要包括与终端之间的接口、与行业网关之间的接口、与其他资源服 务器之间的接口、与扩展应用之间的接口。与网关之间遵循《中国移动通信互联网短信网 关接口协议（CMPP)》V2. 0版本。接口协议待定。与网关之间遵循《中国移动通信互联网短 信网关接口协议（CMPP)》V3.0版本。接口协议待定。车联网与扩展应用之间进行通讯的接 口，实现扩展应用的接入。主要采用webservice和TCP/IP接入方式。与资源服务器之间 的接口，根据资源服务器实际情况，采用webservice、tcp/ip、数据库通讯等方式进行。
[0131] 如图2所示，终端登录流程为：
[0132] 步骤1 :管理平台205将终端鉴权信息存储到数据中心204。
[0133] 步骤：2 :接入层平台202向核心服务层203发送鉴权信息同步请求。
[0134] 步骤3 :核心服务层平台203接到接入层平台202请求后向数据中心发起鉴权信 息查询请求。
[0135] 步骤4 :核心服务层平台203将查询结果返回给接入层平台202。
[0136] 步骤5 :车载终端201向接入层平台201发起终端登录请求。
[0137] 步骤6 :接入层平台202根据所获得的鉴权信息进行终端登录的合法性判别。
[0138] 步骤7 :接入层平台202根据鉴权结果响应终端登录应答。
[0139] 如图3所示，终端信息下发的流程为：
[0140] 步骤1 :管理平台205和行业应用平台206将需要下发的信息发送给核心服务层 平台203。
[0141] 步骤：2 :核心服务层平台203将信息解析并封装处理以后发送给接入层平台202。
[0142] 步骤3 :接入层平台202将收到的下发信息进行解析、协议转换、信息路由以后发 给对应车载终端201。
[0143] 步骤4 :车载终端201接到信息后并处理后返回给接入层平台201，然后依次返回 给管理平台205和行业应用平台206。
[0144] 较为复杂的系统除要求保证关键服务的可靠性外，还需要考虑可伸缩 (Scalability)等其他Qos指标。我们采用双网双平面技术来提升系统安全、稳定和容灾处 理性的能力。双网是指系统内部各主机分别接入内部两套网络，使得任何一个网络节点出 现故障，都不影响网络其它节点的正常工作，避免了网络中单点故障。
[0145] 在系统中，为了提高和外围实体(终端、行业应用、业务管理平台等）通讯的稳定 性，将通讯的模块提取形成单独的通讯接口机（AGENT)，并组成通信代理组。在现网运行过 程中，会针对一类通讯接口机，搭建在多台设备上，这多套通讯接口机会挂接在四层交换机 的后面，由四层交换机进行负载均衡，这样不但提高整个系统的通讯效率，也增大系统的稳 定性。
[0146] 车联网系统平台部署视图如图4所示。
[0147] 两套或多套系统分工合作，既可看成是各自独立的业务处理中心，又可看作一个 整体。某个系统的主要服务故障时，不会造成整个系统的业务失效。以上图为例，高可用性 的方案可以包括以下设备：
[0148] 1)防火墙 31
[0149] 为系统提供网络安全服务；
[0150] 2)三层交换机32
[0151] 提供网络三层交换的能力；
[0152] 3)四层交换机33
[0153] 提供外部网元请求负载均衡的功能，将外部请求按指定的策略分发到后端接入设 备上，例如f5公司的Big-IP ;
[0154] 4)光纤交换机38
[0155] 需要挂接阵列的主机可以通过光纤访问阵列；
[0156] 5)应用服务器36
[0157] 负责系统主要承载的业务处理、数据交换等关键服务；
[0158] 6)数据库服务器35
[0159] 提供数据的管理和存储服务；
[0160] 7)其他服务器34
[0161] 承载系统中可靠性要求较低的服务，例如系统管理子系统等；
[0162] 8)阵列 39
[0163] 负责存储系统需要的数据，包括数据库数据、日志数据以及话单数据等；
[0164] 系统的关键服务由三部分组成，在拓扑图中按业务分为三种类型的集群：
[0165] 1)接入服务器集群351
[0166] 负责与外部系统的通信，提供快速数据通信的通道。系统由四层交换机提供负载 均衡，每个接入服务器所承载的服务之间是完全独立的，不存在依赖关系，也不存在需要共 享的数据。
[0167] 四层交换机会监测接入服务器上的服务是否运行正常，如果发生异常，则不会将 请求发给故障的服务器，从而保证请求可以被正常处理。
[0168] 2)业务服务器集群371
[0169] 负责运行系统的主要承载的服务，业务处理服务器间存在一定数据关联，因此业 务服务器集群通常具有数据状态同步、运行状态监测以及备份机制等功能。业务服务器集 群需要共享数据存储在阵列上。
[0170] 3)数据库RAC集群351
[0171] 采用MSSQLServer的RAC实现数据库的可伸缩性和可靠性；
[0172] 上述集群方案中服务器可以采用N+M (M通常为1)的方式部署，N代表系统正常 情况下N台主机可以提供的处理能力，Μ代表系统中同时故障的主机数，例如：M = 2时，代 表如果有两台设备发生故障，系统仍然可以N台设备的具有的Qos提供服务。
[0173] 对于多接入协议的接口设计方面，我们采用分层的设计模式，保证通信协议各层 的相对独立，各通讯层间通过服务接入点进行数据的拆分整合处理。对于不同协议的分析 规则建立，是通过协议模板构建规则引擎实现。
[0174] 终端接入与处理适配配置信息如下：
[0175] 终端接入、数据解析层面：
[0176] 模板标识；
[0177] 接入协议；
[0178] 数据完整性标识，给出完整数据包的标识，如％、$、/等，通过该标识从终端上报上 来的数据中截取出来一个个完整的数据包。
[0179] 终端数据特征码，标识该终端数据包中的数据内容类型，login数据、鉴权数据、应 答数据还是实际的业务数据，不同的特征码对应不同的终端业务数据格式模板；
[0180] 终端数据特征码对应的终端业务数据格式，给出终端上传上来的业务数据的格式 (XML文件描述)，根据终端业务的数据格式，对上报上来的完整数据包进行数据解析。根据 终端对应的Μ系统集成商SDN所属的业务应用找到相关的业务应用模板，根据模板中标识 的业务数据格式标识字段确定是否对业务数据进行完整的全部解析。
[0181] 终端配置接入端口，终端数据通过不同接入协议接入到平台后，根据该参数确定 该终端归属于那个终端配置模板，根据模板进行数据完整性处理、数据格式解析等工作。
[0182] 业务配置层面包括：
[0183] 业务标识；
[0184] 业务数据存储开关，确定属于该业务的数据是否需要持久化存储；
[0185] 数据存储周期，确定业务数据存储周期时长；
[0186] 业务数据格式标识，标识传递给应用的数据为原始数据还是定制化的数据；
[0187] 数据定制化格式，提供业务应用所需实际定制化的业务数据格式，XML文件描述。
[0188] 终端管理(管理数据下行）配置层面包括
[0189] 配置指令标识；
[0190] 通信协议，端口；
[0191] 终端数据特征码对应的终端控制数据格式，给出对该终端进行配置和操控时需要 提供的参数的模板数据格式。通过该格式向终端下发配置、管理信息和进行终端升级工作。
[0192] 统一终端接入适配逻辑架构图如图5所示。业务应用接口 41包括SOAP接口 411、 HTTP接口 412、SOCKET接口 413。统一终端42包括TCP/UDP输出接口 424、短信(工业短信） 输出接口 425、WAP或彩信输出接口 428、USSD输出接口 429,对应接入终端43的TCP/UDP 终端431、短信(工业短信）终端432、WAP或彩信终端433、USSD终端434。原始数据经完整 性处理423,解析处理422,业务数据标准化421，进入核心业务逻辑处理420。期间还要进 行应答/控制数据校验426,应答/控制数据封装427。
[0193] 应用统一终端接入框架优势如下：
[0194] 对于业务配置模板，经过流程测试之后导入平台。
[0195] 对于终端模板，由客户通过模板配置界面进行管理。模板包含的数据格式根据终 端厂商提供的上行业务数据格式、下行控制数据格式(包含下行的请求应对数据)。客户也 可以自行通过配置界面生成新终端模版文件。
[0196] 真正实现终端与业务的逻辑分离，实现统一接入平台的管理目的。
[0197] 人工控制业务上线或停止。新业务上线与老业务实现无缝连接。
[0198] 本发明GPS/北斗兼容车载终端的结构如图6所示。包括电源管理模块51、定位模 块52、图像模块53、移动通讯模块53 (采用GPRS或3G或GSM或wifi)、车控制模块56、扩展 模块57、电话模块58,以上模块与崁入式CPU相连。
[0199] 本实施例产品的基本功能为：全球卫星定位；实时监控；车辆位置查询；车辆轨迹 回放；定时跟踪；盲区补报；紧急报警；主电瓶欠压报警；主电瓶被拆报警；越出或进入行 驶区域报警；超速报警、超时停车、超时驾驶报警；偏离规定行驶路线报警；中心监听；远程 断电；车载免提电话；省电工作模式；Can总线信息米集与传输；一级和二级锁车。
【权利要求】
1. 基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述监控系统包括： 安装在汽车上的一个或多个车载终端； 监控中心，所述监控中心在互联网上设有唯一的IP地址，用于为用户提供统一接入各 种服务；所述监控中心设有防火墙； 监控平台，用于对汽车的运行进行监控； 数据服务器，所述数据服务器位于监控中心，所述数据服务器包括通讯服务器、地图服 务器、业务服务器、报表服务器、分控接入服务器、数据库服务器； 北斗定位系统，接收卫星信号，并计算出车载终端目前所在位置，随时随地接收到所在 区域的基站运行参数，并向新基站发送本机识别码和原位置归属区识别码，进行登记； 通讯网络，所述通讯网络包括移动通讯网络和互联网；所述移动通讯网络为GPRS/ CDMA/3G 网络； 所述北斗定位系统包括GPS/北斗兼容车载终端，GPS/北斗兼容车载终端内设有可对 车辆身份、行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通 过接口实现数据输出的数字式电子记录装置；所述北斗兼容车载终端内部集成有北斗双模 定位模块和GPRS/CDMA/3G通信模块，可以通过GPRS/CDMA/3G上传定位信息，超速、疲劳、疑 点数据，下发文字信息，上传图片；当前车辆的相关信息通过移动通讯网络接入互联网并接 入监控平台，接收监控平台的监控；所述监控中心通过互联网与设有防火墙的二级平台相 连；所述二级平台设有服务器群，为用户提供云服务。
2. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述GPS/ 北斗兼容车载终端设有用于USB数据导出和串口数据导出的接口、通话喇叭接口、监听咪 头、打印接口、显示器、麦克风、扬声器。
3. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述车载 终端包括摄像头、TTS语音喇叭、图像扩展器、油耗检测器、继电器。
4. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述GPS/ 北斗兼容车载终端设有1C卡读取设备。
5. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述车载 终端包括智能车载终端、移动设备/PC,可通过移动通信网络或Internet向监控中心、二级 平台发出查询服务请求；所述移动设备为手机或平板电脑。
6. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述监控 平台包括监控工作站、报表分析模块、报警短信通知模块，可向用户发送控制命令、数据信 息和用户短信。
7. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述GPRS/ CDMA/3G通信模块负责车载终端与监控中心间的数据传输，模块分别与处理器、喇叭、麦克 风、SM卡相连接。
8. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述控制 中心通过互联网与行业应用平台相连；所述行业应用平台包括出租车行业应用平台、物流 行业应用平台、公交行业应用平台、客运行业应用平台，为用户提供信息发布和咨询服务。
9. 如权利要求1所述的基于北斗定位系统的车联网监控系统，其特征在于：所述监控 平台进一步包括两套或两套以上组合在一起的分布式监控分平台；所述监控平台包括： 1) 防火墙 为系统提供网络安全服务； 2) 三层交换机 提供网络三层交换的能力； 3) 四层交换机 提供外部网元请求负载均衡的功能，将外部请求按指定的策略分发到后端接入设备 上； 4) 光纤交换机 需要挂接阵列的主机可以通过光纤访问阵列； 5) 应用服务器 负责系统主要承载的业务处理、数据交换等关键服务； 6) 数据库服务器 提供数据的管理和存储服务； 7) 阵列负责存储系统需要的数据，包括数据库数据、日志数据以及话单数据； 系统的关键服务由三部分组成，在拓扑图中按业务分为三种类型的集群： 1) 接入服务器集群 负责与外部系统的通信，提供快速数据通信的通道；系统由四层交换机提供负载均衡， 每个接入服务器所承载的服务之间是完全独立的，不存在依赖关系，也不存在需要共享的 数据； 四层交换机会监测接入服务器上的服务是否运行正常，如果发生异常，则不会将请求 发给故障的服务器，从而保证请求可以被正常处理； 2) 业务服务器集群 负责运行系统的主要承载的服务，业务处理服务器间存在一定数据关联，因此业务服 务器集群通常具有数据状态同步、运行状态监测以及备份机制等功能；业务服务器集群需 要共享数据存储在阵列上； 3) 数据库RAC集群351 采用MSSQLServer的RAC实现数据库的可伸缩性和可靠性； 上述集群方案中服务器采用N+M (M通常为1)的方式部署，N代表系统正常情况下N台 主机可以提供的处理能力，Μ代表系统中同时故障的主机数。
【文档编号】G08G1/127GK203870689SQ201420299824
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月8日 优先权日:2014年6月8日
【发明者】刘建勇, 李超, 韩玉冰, 刘立江, 刘立河, 华闻霞, 周英晖 申请人:山东天海科技股份有限公司