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龙源期刊网技术的车联网通信系统研究作者：刘委钟艳史昇叶润武孙旭高亚红陈娟束晓敏来源：《软件导刊》2016年第03期摘要：为了弥补目前运输装备仅限于物体运动轨迹监控而缺少装备内在运行监控的不足，改变以运输企业为应用主体的市场结构，使得运输设备制造商、重要总成供应商都加入到网络中来，设计了一套基于物联网的运输装备信息系统。在这套运输装备信息系统中，主要运用CAN总线实现串口通信，上位机为PC机，最后以ASP.NETMVC4为开发环境，使用C#语言开发了一个C/S运输装备信息系统。关键词：CAN总线；GPRS技术；车联网；通信系统中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2016）003-0118-02作者简介：刘委（1989-），女，江苏徐州人，硕士，江苏大学计算机科学与通信工程学院硕士研究生，研究方向为实时数据压缩。0引言随着科技的发展，人们对于出行的便利性有了更高的要求，国外的车联网技术已逐渐在新生产的车辆上投入使用。美国通用汽车公司的ON-STAR系统，可以通过互联网将故障诊断信息发送给服务中心，并提供距离最近的维修站信息。为了弥补国内市场的空缺，本文设计了一套基于CAN总线和分布式多线程技术的物联网运输装备信息系统。该系统能够实时监测运输装备的运行状态、数据流、故障信息、所在位置等，并能够根据用户需求实现一定的远程控制功能。基于物联网的运输装备信息系统包括机载无线数据模块、机载操控显示屏、主服务器，包括运输设备供应商、运输设备总成供应商及运输设备营运商在内的用户终端。数据模块采集车辆、船舶、工程机械等设备通过CAN总线接口发送的数据，通过另一总线接口传输至机载操控显示屏，同时按照主服务器的指令通过GPRS无线网络将相应的数据发送至主服务器，主服务器按约定将相应的数据通过互联网发送到用户终端。1系统构成本系统主要由两部分组成，第一部分由电子控制单元传输模块MD231S组成数据采集单元，电子控制单元通过CAN总线采集其它ECU数据，通过RS232总线与MD231S进行数据交换；数据采集单元采用CAN总线传输其它总线节点的ECU参数，通过RS232模式实现数龙源期刊网据采集单元内部的数据传输，然后根据TCP/IP协议，通过GPRS与上位机实现多机串口通信；第二部分基于客户/服务器（C/S）结构，以数据库技术为核心，编写数据采集管理系统并通过多线程技术开发基于TCP协议的多客户机/服务器通信程序。采用Web技术，开发一个基于B/S模式的远程查询和分析系统，系统拓扑结构如图1所示。2无线数据模块软硬件设计GPRS通信网络主要由上、下位机组成，上位机主要是PC机，无线数据模块（下位机）主要由数据采集模块、通信模块和数据转换模块等组成。其根据上下位机的通信协议，通过GPRS技术实现上下位机通信。2.1无线数据模块硬件设计CAN是一种具有很高保密性，有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，CAN网络上的任意一个节点均可在任何时候向网络上的其它节点发送信息而不分主从。通过CAN接口可以快速采集总线系统上的数据消息，将数据采集至数据采集模块后，通过MD231S发送到服务器，具体如图2所示。2.2软件设计本系统中，上位机（控制中心）作为通信的服务器端，具有公网的静态IP地址，并指定侦听端口号，系统通信之前先将服务器端的静态IP地址和端口号写入GPRS模块的初始化设置中，这样GPRS模块每次上电以后都能根据预先设置的IP地址和端口号与上位机通过TCP/IP建立数据连接。上位机端以服务器模式运行，等待远程无线数据模块及终端的连接并主动向终端发送传输命令，同时根据需要做好数据包的接收。无线数据模块（下位机）向上位机通过GPRS发送4类信息：数据信息、故障信息、反馈信息、心跳信息，根据TCP/IP协议，对不同信息设置不同的端口号，以便上下位机对数据进行接收与发送，本系统以PC机为主机，客户端和服务器进程交互流程如图3所示。2.2.1数据实时显示为了保证采集到的数据通过网络传输的可靠性、准确性以及控制命令传输的及时性，网络通信采用基于TCP/IP的Socket技术来实现[1]。它通过内置的流量控制解决数据拥塞，将数据当作字节流，应用程序可以发送任意长的数据，这正符合系统对数据的要求。在实现过程中，通过在应用服务器内封装Socket的服务器端，而在ActiveX控件内封装Socket的客户端应用，并将ActiveX控件嵌入Web页面实现监控界面的显示，通过使用ActiveX控件和Socket，客户端可以直接读取应用服务器上的数据并实时更新，不需要通过数据库进行中转。龙源期刊网通信支持永远在线，但如果GPRS在线时间长却没有数据传输时，数据业务优先级将被自动降低，从而出现掉线情况[2-5]。为解决该问题，本系统设计中采用了心跳机制。心跳机制指通信双方建立连接后，通信一方每隔一定的时间就将一个特定心跳数据包信息发送给连接方，对方收到后回复一个确认信息，如果发送方在指定时间内没有接收到接收方的响应，则认为接收方的连接断开。在C/S模式的远程监控系统中，心跳包的主动发送方可以是客户机端，也可以是服务器端。本文设计中，将客户机端（终端）作为心跳包的主动发起方，服务器收到心跳数据后给出应答，若超时没有接收到应答，则终端断开本次连接（修改），重新与服务器建立连接。通过使用心跳机制，终端按照一定的时间间隔定时发送数据包，使数据业务优先级别不被降低，真正实现永远在线，确保了网络连接的可靠性。2.2.3奇偶校验奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，则称为偶校验，采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，根据校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。3系统测试MD231S默认波特率是115200，对于当前应用而言，需要降低波特率以保证数据的稳定性，目前波特率设置成38400较为理想。测试界面如图4所示。4结语本文在TCP/IP协议的基础上，实现了上、下位机通信功能的软硬件开发。基于CAN总线，设计了数据采集单元，上、下位机，开发了一个基于物联网的运输装备信息系统。下位机通过RS232通信模式实现通信，并且基于TCP/IP网络协议和GPRS技术，实现了多客户/服务器通信。实际应用表明，系统运行稳定可靠，具有较高的实用价值。参考文献：[1]鄢锋，桂卫华，胡志坤，等.基于socket的整流装置远程监控系统[J].计算机工程，2008（5）：243-245.[2]李宗宝，陈虹，董航飞，等.基于ASP.NET技术的远程监控系统实现方法[J].电力系统通信，2007，34（2）：40-42.龙源期刊网[3]孙凯.基于Internet/GPRS的集成化远程监控系统的设计[J].北华航天工业学院学报，2010，20（1）：31-32.[4]罗映冰.基于GPRS技术的计算机远程监控系统的研究与实现[J].中国科技信息，2010（2）：96-97.[5]陈春娥.基于.NET技术的远程监控系统设计与实现[J].现代电子技术，2010（13）：138-139.（责任编辑：孙娟）龙源期刊网龙源期刊网