基于GPRS与TCP的车载动态称重数据管理系统设计

摘要：在Visual C++的开发平台下，通过GPRS和TCP 2神通信方式，对正在行驶中货车的栽货重量等数据进行检测和管理，同时将处理后的数据作为历史数据，保存到SQL server 2000的数据库中，以供用户的提取和查询，以及对数据的管理。
关键词：GPRS；TCP；数据管理；VC++

    随着当今社会的发展和人们物质生活水平的提高，机动车已经进入了千家万户，车辆的过多给公路管理起来造成一定的困难，特别是货车的管理。尽管公路局已经在公路的每一段才设置了称重收费站，但货车司机还是采用站外卸货，绕行，或者液压装置等一些高科技的手段，逃避检测，同时货车排队等候检测，也会造成公路的堵塞。
    在货车行驶的过程中称重可以很好的解决公路交通问题，但是货车的车载终端系统的配置不适合对大量数据进行分析和存储，因此在货车行驶中将检测到的载重数据传输到管理系统，是解决问题的一个关键步骤。

1 系统的开发环境
    本系统是由Visual C++6．0结合SQL Server 2000开发而成，使用ODBC操作数据库，VC为数据库开发提高了良好的开发环境，ODBC能以统一的方式处理所以的数据库。
    在数据传输方面，本系统采用GPRS和TCP两种传输方式，实现了对数据库管理系统的操作。与以往的车载系统采用GSM传输相比较，有一下优点：①GPRS采用分组交换技术，发送数据长度不受限制，而GSM每次发送最多只能有140个字节。②GPRS是双向的，可以确切知道信息发送成败，而GSM是单向的。③GPRS费用为0．01元／k，即1分钱可以传输数据1024个字节。而GSM发送140个字节需要0．1元④GPRS的延时时间很短。GPRS发送60字节延时5s左右，而GSM要延时10s以上。

2 系统的结构设计
2．1 系统模块设计
    系统有6个模块，用户管理模块、货车信息模块、货车载重模块、货车超载模块、载重查询模块、超载处理模块。各个模块直接的关系示意图如图1所示。

2．2 系统模块功能
    1)用户管理模块  此模块用来管理用户的信息，用户分为管理权限和使用权限，用户以管理的权限进入管理系统后，可以添加、删除和查看用户信息，还可以修改用户的密码。
    2)货车信息模块  此模块用来管理货车的基本信息，用户可以查看货车的信息，可以根据货车的车牌号、车主或者注册时间查询货车信息，当用户以管理权限进入时，可以添加、删除货车信息。
    3)货车载重模块  此模块用来显示货车最后一次检测时的载重值，包括查询货车载重时的时间，用户可以根据车牌号查询这辆车的载重时间和载重值。信息不可以被修改，只能通过查询覆盖。
    4)货车超载模块此模块显示货车的超载信息，包括所有的历史超载信息，因为要保护超载数据，信息不能被添加、修改和删除，任何权限的用户只能查询这些信息，可通过车牌号来查询货车的的超载信息。
    5)栽重查询模块此模块能够让用户查询到货车当前的载重，并将查询到的信息记录到货车载重数据库中，如果查询到的信息超载，同时会查询得到的数据记录到货车超载数据库中去。
    6)超载处理模块此模块能够自动处理从车载终端得到的超载信息，并且处理信息，将信息内容记录到货车超载表中。此过程在后台进行，不需要用户对其进行操作，用户只能够看到超载信息。

3 系统数据库设计
    数据库是储存和处理数据的仓库，是一个系统的重要部分，数据库不仅能够存储个管理数据，而且能够提供用户所需的数据管理方式。
    本系统的数据库使用SQL Server 2000设计，主要包括4方面的数据：1)用户管理表(TABUSER)：用户名(主键)、密码、权限；2)货车信息表(TABMESSAGE)：车牌号(主键)、车主姓名、注册时间、归属地、货车品牌、货车类型、货车载重、超载次数、关联字符；3)货车载重表(TABLOAD)：编号(主键)、车牌号、日期、时间、载重、是否超载；4)货车超载表(TABOVERLOAD)：编号(主键)、车牌号、超载日期、超载时间、载重；5)货车车牌号管理模块(TABTRUCKNUMBER)：车牌标志(主键)、归属省、归属地。

4 系统界面设计
    系统主界面采用MFC下的对话框模式，主界面由用户登陆管理和货车信息管理组成，包括货车基本信息、载重信息和超载信息等，通过Tab控件，对货车信息的显示进行控制。界面图形如图2所示。

5 数据无线传输设计
    本系统中，对货车车载终端的数据通信有两个部分，一是系统服务器主动查询车载终端的载重信息，终端得到命令后，将载重信息返回给系统服务器。二是车载终端自动检测载重信息，并将超载信息自动发送到系统服务器。

    当车载终端的数量很多时，系统要接受的信息量就比较大，而主动查询信息时，从命令发出到数据到终端信息返回需要一定的时间，所以只用一种通信方式会给信息接受产生混乱，这里主动查询用GPRS通信，自动接受用TCP通信。如图3所示。
5．1 GPRS通信
    本系统中，使用的GPRS模块的产品型号是AL-GPRS-S100，通过串口和终端连接。AL-GPRS-5100是南京沃龙电子科技有限公司设计的一款GPRS透明传输终端(GPRSDTU)，内置工业级GPRS模块，支持DDP、DNS、VIPS多种通讯模式。具有RS232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网。

    VC连接串口要插入MSComm串口控件，作为一个串行通讯控件为程序员串口通讯编程节省了很多时间，当控件载入对话框中时，会自动创建控件CMSComm的类。


5．2 TCP通信
    系统和车载终端不是一个局域网，所以首先要穿透局域网，这里采用“TCP打孔”，“TCP打孔”与其他的方法相比较，具有较易实现、效率高等优点，基本原理是：处于局域网的用户先与公网上的一个连接服务器建立辅助连接，在呼叫发生时，通过连接服务器的协助在呼叫双方间建立TCP直连。
    VC进行网络通信要插入CSocket类，CSocket支持同步操作，可以单独使用，通常情况下与CSocketFile、CArchive类一起实现数据的发送和接收。
    TCP接收数据程序：

    在本系统中，TCP只需要接受数据，不需要发送数据。

6 数据传输设计
6．1 数据发送设计
    在载重查询模块中，用户通过车牌号对货车载重查询时，发送数据。具体过程是：当输入查询的车牌号时，通过在货车信息表(TABMESS AGE)查询车牌号，将对应的关联字符作为查询命令，发送出去。
    数据发送过程如图4所示。

   
6．2 数据接收设计
    在载重查询模块和超载处理模块中，系统接收数据，具体过程是：系统接受的每一个数据是由两部分组成，关联字符+货车载重，先将数据分开，通过关联字符在货车信息表(TABMESSAGE)查询出对应的车牌号，再根据车牌号在货车载重表(TABLOAD)中查找，将货车载重的数据修改或者新建。同时通过关联字符在货车信息表(TABMESSAGE)查询出对应的载重，比较数据表中的载重值和接收到的载重值大小，决定是否将得到时间保存到货车超载表(TABOVERLOAD)中。数据接受过程如图5所示。

6．3 对话框界面设计
    界面主要包括串口连接部分、发送数据部分和接受数据部分。串口部分的参数选择由组合框提供，要发送的数据有编辑框输入发送，接收的数据和接受数据的时间保存在列表框中，对话框的界面如图6所示。

    例：在货车信息表中，车牌号为“陕A00000”，对应的关联字符为“SHAN0000”，载重为“20”。当查询此货车载重时，在文本框中输入“陕A00000”，通过货车信息表查到关联字符“SHAN0000”。将关联字符发送出去。当接受到字符“SHAN000025．000”时，先将字符分开成“SHAN0000”与“25．000”，在货车信息表中查找关联字符，得到车牌号和载重，比较载重和字符“25．000”大小，得到超载，然后将车牌号和超载字符“25．000”保存到货车超载表中。

7 结束语
    文中阐述了使用Visual C++6．0和SQL server 2000设计一个管理系统的实现思想和管理方法，以及详细介绍了对外界进行数据通信，达到了系统对车载终端的检测，以及对货车信息的管理，满足了高可靠、高稳定的要求。