毕业设计（论文）-危险品运输车视频监控系统

1、绪论毕业设计（报告）课题: 危险品运输车视频监控系统学生: 系部: 物联网学院班级: 传感1301班 学号: 2指导教师: 装订交卷日期:2016.4.30 摘要随着国民经济的迅猛增长的同时，作为国民经济运转和城市运行所必须的重要工业产品、危险品(石油、天然气及其它危险品等)无论是在生产还是生活领域越来越被广泛的使用，而相关的运输是危险品流通过程中的重要环节，其流动性大、不易管理、一旦发事故具有较大危险性，频发的危化品运输事故说明,危化品运输环节的技术化监管仍存在重大的漏洞和不足。如发生在2005年三月底的淮安氯气泄漏惨剧造成死亡20多人，伤300多人，国内媒体频繁播报的高速公路、国道上发生的危险品运输车辆发生车祸危险品泄漏的新闻，这些都给特种运输行业敲响了警钟。如何对特种运输尤其是危险品运输车辆进行动态管理?一直是各地安全生产主管部门及危险品运输企业高度重视并亟待解决的问题。目录第一章绪论21.1 论文研究背景及意义21.2 国内外研究现状31.2. 1国外研究现状31.2.2国内研究现状41.3 论文主要研究内容4第二章系统架构62.1系统组成62.2 系统体系架构7第三章系统功能

2、实现83.1 车载定位终端83.1.1 GPS概述83.1.2 GPS定位原理83.1.3 GPS特点93.2 WEB服务的实现93.2.1 用户登录实现93.2.2 定位监控93.2.3 实时查询103.2.4 报警功能103.3 数据传输网络部分103.3.1数据层的设计与实现103.3.2 通信网关的实现103.3.3 数据库连接池11第四章设备选型124.1 监控中心选型124.1.1 监控中心网络结构图124.1.2 网络结构说明124.1.3 分中心的构建模式134.1.4 中心数据库144.2 车载终端模块选型154.2.1车载终端需求分析154.2.2 车载终端的特点164.2.3 车载终端的功能174.2.4 车载终端硬件设计174.2.5 车载终端接口连接18第五章系统调试205.1 分步运行调试205.1.1 车载终端模块功能运行调试205.1.2 监控中心功能运行调试215.2 综合功能运行调试22第六章总结25绪论第一章绪论本章首先阐述了危险品运输车辆监控系统课题的提出，阐述其研究背景及意义，总结了国内外的发展现状。最后简要介绍了本课题的研究内容。1.1论文研

3、究背景及意义危险品是易燃、易爆、有强烈腐蚀性物品的总称。危险品被定义为可以造成可怕的危险结果的物品，包括爆炸物（一级），易燃及有毒气体（二级）、易燃液体（三级）、散装货物（四级）、化学物质如：氧化性液体，高氯酸盐等（五级），有毒的及感染性的物质（六级），腐蚀性物质（八级）。以上各种类型的危害需要被标识清楚。随着我国工业化进程的加快，国民经济迅猛增长，作为国民经济运转和城市运行所必须的重要工业产品、危险品（石油、天然气及其它危险品等）无论是在生产还是生活领域越来越被广泛的使用，而相关的运输是危险品流通过程中的重要环节，其流动性大、不易管理、一旦发生事故具有较大危险性。2010年5月12日晚11时45分，陕西宁强县108国道黄坝驿段，一油罐车与货车相撞，油罐车泄漏汽油并爆炸，造成4人死亡，1人重伤，6辆汽车被烧毁。2010年5月11日凌晨3时20分，309国道河北邯郸市涉县与武安市交界处，一辆满载煤土的货车和一辆甲醛罐车发生追尾事故，甲醛车罐体破损引发火灾，继而发生爆炸。2010年5月8日上午9时50分，一辆装载有2吨冰乙酸的中型货车行至广深高速公路广州往深圳方向新塘路段由于爆胎翻车，导致

4、约400公斤冰乙酸泄漏。这类危险品运输事故发生的原因有：危险品运输车辆超载、天气恶劣、道路状况不良、驾驶员疏忽违规等。此外，驾驶员可能被泄漏出的毒气伤害而失去知觉，或者自身素质低下而只顾自身逃逸，未能在事故发生后的第一时间发现并报警，使得危险化学品进一步泄漏扩散或爆炸。由于缺乏对危险品运输全过程实时、动态、有效地监控和管理，使得危险品运输事故频繁出现，对人民的生命和财产造成了巨大损失，严重污染了周边环境，影响了和谐社会的构建。危险品运输车辆在危险品装载、运输和卸载的过程中一旦出现危险品意外泄露扩散或因交通事故导致危险品泄露扩散进而爆炸，车辆监控系统监控中心工作人员通过实时监控视频及时发现车辆异常，立即与车辆附近救援队取得联系，迅速开展救援活动，把损失、危害降到最低。研发并安装危险品运输车辆监控系统是事故预防与事故发生后迅速采取救援措施的有效手段。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状近年来，随着车载监控应用系统的普及，各大中型危险品运输企业纷纷选用“车载嵌入式监控+车辆行驶记录仪”，来加强对危险品运输车辆的全程监控，再配合GIS/GPS全球卫星定位系统，可以有效的监控运输过程，尽可

5、能的降低危险品运输的安全隐患，提高企业的运营效率，一举解决原来危险品安全运输生产的诸多问题。我国的车辆导航、监控系统应用研究起始于上世纪90年代，并经历了一个曲折的发展过程。20世纪90年代各地相继建立了一些专用的基于GPS的车辆跟踪监控系统，主要用于如银行、公安等一些特殊部门的车辆跟踪监控。受当时无线通讯条件的限制，移动端与监控端的通讯联系一般采用集群通信电台，即采用GPS+集群通信电台+GIS的技术模式。由于需要建立专用的GPS数据通信网络，设备投资大，需专人维护，用户费用高，所以应用范围仅限在特殊行业的特种车辆的跟踪监控。受通信链路的制约，车辆监控系统在其他行业的推广并不是很顺利。但随着GSM网络覆盖范围的扩大，为解决这个问题找到了一个很好的手段。建立在GSM网络上的短消息服务(CSMS)为车辆监控系统提供了一种方便、便宜的数据传送手段。此后，车辆监控系统进入了一个较快的发展阶段，入网的车辆成倍增加。随着移动通信技术的发展，现在有了更好的选择，GPRS就是其中之一。作为GPS、GSM车辆监控系统瓶颈问题的通信网络，以往是通过采用GSM移动通信系统公众网的短消息服务(SMS)来传送

6、数据，但它有其自身的缺点，比如只能发送文本数据、时延比较长等等。近几年被称为2.5G技术的GPRS(通用分组无线业务)在车载监控系统的设计中得到了广泛应用，它的主要特点是高速、可靠、可“always on line”，即“永远在线”，只有在有数据流量的时候才产生费用。有些通信公司为发展其数据通信业务，推出了GPRS数据包月业务，这对于要求频繁传送数据的车载监控系统这一市场无疑是大有益处的。同时也加速了该技术的应用。1.2.2国内研究现状对于危险品运输车辆的监控，国内采用最多的还是传统的汽车记录仪，即常 说的“汽车黑匣子”。它的作用是监测、记录车辆的行驶状态，存储车辆在行驶过程 中的各状态参数。近年来，危险品运输车辆的管理得到运输企业及管理部门的重 视，对危险品运输车辆的监控也有了进一步发展。许松华分析了危险品运输车辆监控系统的关键技术，采用条形码作为终端标识ID，将状态信息上传给监控中心管理。秦海涛等人在面向化学品运输的车辆定位监控系统中提出了GPS与OSM短消息相融合的设计思路。吴志华设计了基于多传感器的危险品槽车监控 系统，将运输的危险品信息实时传给驾驶人员以及时进行监控。秦玉针对

7、危险山东大学硕士学位论文品集装箱在物流运输过程中的状态，使用RFID技术、GPS/GPRS技术完成了集装 箱运输车辆的方位监控。综合分析国内外相关研究情况，可以看出我国在危险品运输车辆的车载终端方面做了大量研究，取得了较为丰富的研究成果。但对于危险品运输车辆监控中心的研究相对薄弱。1.3论文主要研究内容本课题的主要目的是设计用于危险品运输车辆的监控系统。论文针对国内外 危险品运输车辆监控系统的研究现状，在大量收集、分析相关资料的基础上，提 出了监控系统整体设计方案，进行了车载终端的设计，给出了监控中心电子地图 监控功能及数据通信模块的设计，最后进行了车载终端和监控中心的联合测试。 论文的主要工作如下： 分析了危险品运输车辆监控系统的功能与性能要求，介绍了监控系统运 行环境、系统架构。完成监控系统的总体设计。 根据监控系统要求对车载终端进行了设计，确定车载终端构成，选定了 主控芯片，对GPS模块、GPRS模块、数据存储模块进行了应用分析并给出了详细的电路设计。 对监控中心进行了设计，将监控中心分为数据层、逻辑功能层、用户层 及电子地图。给出了数据层数据库表的设计及逻辑功能层数据通信实现代

8、码。提 出了数据库访问优化方式并给出数据库连接池的实现。利用WEB服务实现了监控中心的部分功能。 对监控系统进行了实验，首先对车载终端进行了初步测试，接着对监控中心进行了测试，最后将车载终端和监控中心进行了联合测试系统构架第二章 系统架构2.1系统组成整个系统由车载终端、监控中心、通信网络部分组成，如图2-1所示：图2-1 车辆监控构成车载终端作为采集数据安装在危险品运输车里，主要由GPS模块接受数据，车载终端主要由GPS模块、数据处理单元及储存模块组成，整个系统由车载电平进行供电。无线通信网络是车载终端和监控中心的信息通信通道，借助第三方运营平台进行网络数据操作、保存及备份。WEB服务器提供基于Internet的web服务，提供给用户监控界面并可根据用户页面请求组织结构响应用户的请求。可对电子地图进行操作并将把在电子地图进行操作的用户请求发送给通信网关服务器，网关服务器根据请求返回数据由WEB服务器进行处理和展现。用户可以根据浏览器对监控车辆进行实时查询。数据服务器用来存储鉴权完的车辆数据，包括车辆的行驶位置、行驶速度、行驶状态等。2.2系统体系架构车辆定位监控系统在架构时采用B/S

9、架构。B/S架构，如图2-2所示：图2-2 B/S架构B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。B/S最大的特点就是不需要安装任何软件，在一台电脑上车载即可，此外，B/S还有其他特点： B/S 建立在广域网之上的，不必是专门的网络硬件环境，例如电话上网，租用设备. 信息自己管理. 有比C/S更强的适应范围，一般只要有操作系统和浏览器就行。 B/S 建立在广域网之上，对安全的控制能力相对弱，可能面向不可知的用户。 B/S 的多重结构，要求构件相对独立的功能，能够相对较好的重用，就如买来的餐桌可以再利用，而不是做在墙上的石头桌子。 B/S 构件组成，方便构件个别的更换，实现系统的无缝升级，系统维护开销减到最小.用户从网上自己下载安装就可以实现升级。 B/S 信息流向可变化，B-B B-C B-G等信息、流向的变化，更像交易中心。基于B/S结构得GPS危险品运输车辆监控系统可在一个监控中心扩展多级分监控中心，通过网络将各个复杂分监控中心连接成一二可以互动的整体。系统功能实现第三章 系统功能实现

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