孟宪光 张景兵
山东省临沂市郯城县交通运输局 山东 临沂 276100
摘?要：随着汽车制造业的发展进步，汽车的结构与生产日趋复杂，集成度也越来越高，单一汽车厂商不可能完全实现汽车零配件的自我生产和自给自足，因此模块化生产运输的格局不可避免。文中主要探究了一套基于物联网的汽车厂商运输监控系统的改进策略，利用北斗导航和第五代移动通信等技术，加强汽车零部件运输过程中信息交流的实时性、准确性和透明化。该研究有利于中国制造业形成智能化制造生态，推动中国制造“2025”强国战略的实现。
关键词：物联网；物流监控；数据库优化
本文主要通过将RFID技术、北斗导航系统、无线通信技术及各类传感器、状态显示器、行车记录仪等车载终端设备相整合组建新的监控系统。通过优化数据库结构，保证在运输过程中实时存储、调用车辆及货物状态等数据，降低信息的延迟和误差。
1监控系统分析
1.1需求分析
汽车厂商的运输服务监控系统具有如下需求。（1）运输车辆速度位置要求：对于监控管理人员而言，必须确定车辆的运输速度及其位置，确保能够实时预测货物到达时间，并准确记录运输路径。（2）承运机动车编号、驾驶员编号和运输货物ID匹配记录要求：编号可以有效定位和确认人员、车辆和货物运输流程，落实责任，降低货物丢失的可能性。（3）运输车厢内温湿度测控要求：监控温湿度可防止车厢内火灾的发生，最大限度避免货物损毁。（4）车辆内部振动程度要求：对于某些特定的汽车零部件，在运输过程中振动不宜过大，否则将导致零部件损坏。（5）车辆自身运行状态信息：包括发动机转速、物流车胎压以及油箱内油量信息等。（6）车载设备与云平台稳定通信要求：确保信息通畅，降低传输延迟。（7）云计算平台快速诊断故障信息，并做出响应的要求：当运输过程中发生故障时，系统能够及时报警，提醒车载人员处理问题。（8）数据暂时性存储及断点续传要求：能够有效应对物流运输过程中出现的导航定位信号衰弱、无线通信暂时中断等问题。
1.2功能分析
根据上文列出的运输需求，对应可设置以下功能。（1）信息数据采集功能：数据的采集运用精密传感器、高清摄像机等设备，如利用北斗导航模块采集车辆的位置、速度与时间信息；通过高清行车记录仪采集路况数据；利用RFID标签及其激光扫描设备采集货物、驾驶员、运输车辆等信息；通过温度、湿度、压力及振动传感器采集相应的物理数据信息；通过烟雾报警系统（主要器件是烟雾报警器）判断是否发生冒烟着火现象；同时还可以通过车辆状态读取器以及相关电路连接车辆控制CPU，获取相应运输货车的运行数据信息。（2）数据传输：此模块以5G网络为载体，利用其低延迟、高连接密度等优势进行数据传输[9]，实现车载终端与控制管理中心实时数据同步。（3）信息处理及反馈：此模块功能主要由服务器软件完成，通过预设的程序和算法并结合数据库判断来自车载终端的数据是否正常、是否需要修正，当数据出现异常时，立即发送故障代码至控制中心和车载终端及时报警。（4）关键数据显示：此功能可采用小尺寸的触摸显示屏设备实现，通过线束连接将采集到的数据传输到触摸屏设备上的专用APP软件进行显示，并在触摸屏设备上设置一些常用操作按键，方便操作人员使用。
1.3功能设计
监控系统大致可分成三个子模块，分别是车载终端、云服务器和数据库。对于监控系统的功能可进行模块化设置和分配。
1.4系统框架
根据运输服务监控系统的需求，监控系统的总体架构可分为5个模组，即车载设备（传感器、行车记录仪、触摸屏显示设备等）、云服务器设备、管理控制中心、系统数据库、无线5G网络。
（1）车载设备及人员负责运输过程的信息收集、简单筛选、简略显示和各项指令的最终实施；（2）云服务器及应用软件负责数据的接收、精确筛选和快速处理；（3）管理控制中心负责各项数据的可视化显示记录，并与系统数据库相连，实时进行动态人工调整，弥补云服务器软件智能控制的不足；（4）系统数据库负责数据的记录、存储和调用；（5）无线5G网络负责将各模块进行无障碍快速连接，充分发挥第五代通信网络的优越性能，提高该监控系统的应变能力。
运输车辆实时监控系统结构分析本文所构建的运输车辆监控系统是利用电子标签、温湿度传感器等在感知层实现数据采集,使用无线通讯模块、因特网、WIFI模块等实现网络层的信息传输,而远程监控中心与智能终端实现则是本监控系统的应用层。
2汽车厂商运输监控系统改进措施
2.1汽车厂商数据采集
对于汽车厂商内的数据采集主要是通过电子标签和传感器节点等进行。通过RFID读写器读取货物的电子标签,自动识别货物的种类、数量等信息,识别的数据通过RS232接口上传到车载终端。数据采集卡对汽车厂商发动机状态、车胎气压、油耗、车厢门开关状态、冷冻压缩机等运行性能进行动态采集,通过USB接口将采集到的数据上传到车载终端。通过使用温湿度传感器、二氧化碳传感器等传感器节点来采集汽车厂商内的温湿度及二氧化碳浓度。当各参数的监控值处在非正常状态时,车载单元触发语音报警系统,自动报警,通知相关人员进行处理。
2.2汽车厂商内网络信息传输
在汽车厂商内,车载单元通过无线通信网络与互联网连接到远程监控中心,实现对汽车厂商配送信息的全程实时监控。通过车载智能卡实现通讯功能,搭建可移动的无线移动网络平台。网络通信模块把客户端应用程序安装在车载智能模块上,在后台定时发送车辆监控信息到远程中心的服务器,直到用户关闭车载智能模块。车载客户端向服务器通信连接后,客户端请求用户认证,服务器验证客户合法性后将验证信息返回至车载客户端。客户端根据当前汽车厂商货仓门控标志,启动定时器后发送车辆信息。汽车厂商货仓门控的标志改变后,改变定时时间,重置定时器。至此,车载客户端不再发送车辆信息,关闭与服务器的连接。
2.3监控中心进行远程监控
远程监控中心对行驶车辆的位置和运行状态、货物种类、数量、温度等进行实时监控与分析,并确定配送货物的安全状况,按时向系统发送数据包。在汽车厂商运输过程中,当货物已经或将要出现异常时,汽车厂商自动启动报警器,提示驾驶员及跟车人员排除异情。当报警系统启动两次后,汽车厂商司乘人员仍对报警置之不理,系统将自动向管理人员发出报告,由管理员人员联系司乘人员。另外,收货方通过网络连接到冷链配送远程监控中心,可实现对货物货名、厂家信息、储存温度区间、保质期、配送车辆信息、配送环节状态是否正常、配送全程的温度列表和趋势图的追溯。
3结束语
本文系统阐述了基于物联网的汽车厂商监控系统的设计，首先构建了监控系统的主体框架，从需求分析到功能分析、设计，详细说明了系统的工作流程。在此基础上，本文又进行了系统优化，并给出了系统框架图。之后，本文结合物流运输的过程构造出数据库流程图及数据库E-R图，并定义了数据表。综上所述，监控系统改进策略主要体现在以下几个方面：（1）对以往监控系统的硬件进行改进升级，并对监控系统的总体结构和功能进行优化，通过硬件升级及系统优化，使得监控过程的信息收集更为全面，可视化程度有所提高；（2）5G模块的通信速率、带宽、连接密度以及网络融合性等方面相比GPRS通信网络优势明显，具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]张保良,宋颐.基于物联网的汽车厂商运输监控系统改进策略[J].物联网技术,2021,11(01):29-32.
[2]陈乃想,何立平,金充充.改进的vibe算法在危化品车辆运输视频监控系统中的应用[J].网络安全技术与应用,2017(09):60-62.
[3]李怀星.井下皮带运输系统集中监控系统技术改造[J].技术与市场,2015,22(09):31-32.
[4]李梁,贾志俊,郑应凯,温晓明,李传宇.治安监控系统在冶金铁路运输中的应用及改进[J].科技信息,2009(32):757-758.
[5]杨海潮. 基于LONWORKS的皮带运输监控系统的开发与应用研究[D].合肥工业大学,2006.