本發(fā)明屬于車輛監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領域，具體涉及一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)BDS和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。
我國有1200萬臺重卡車和3000萬重卡司機，每位司機不僅關系到自己的家庭，還關系到父母、岳父母的家庭，年長的師傅還關系到子女家庭。所以，這3000萬人直接關系到1億家庭，3億人之心。在我國近幾年所發(fā)生的所有重特大事故中，80％都與公路重型運輸車輛有關，在所有公路重型運輸車輛事故中，80％又都與超速有關。國家交通運輸部、公安部、國家安監(jiān)總局三部委的5號令明確規(guī)定：用于公路營運的載客汽車、危險貨物運輸車輛、半掛牽引車以及12噸及以上的普通貨運車輛，應當于2015年12月31日前全部安裝、使用符合交通部標準的北斗衛(wèi)星定位裝置。到目前為止，市場上除了各種各樣的監(jiān)控平臺，基本上沒有基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，這是因為現(xiàn)有技術(shù)在面對海量數(shù)據(jù)的分析時，由于計算方式的限制，無法做到實時統(tǒng)計和顯示，在面對地理位置名稱時只能通過網(wǎng)絡去訪問第三方的地圖庫，由于網(wǎng)絡傳輸有延遲，所以也無法快速查詢出海量的地理位置信息。
POI是“Point of Interest”的縮寫，可以翻譯成“信息點”。緩存算法是指令的一個明細表，用于提示計算設備的緩存信息中哪些條目應該被刪去。
分布式計算是把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果的方法。分布式計算比起其它算法具有以下幾個優(yōu)點：1、稀有資源可以共享；2、通過分布式計算可以在多臺計算機上平衡計算負載；3、可以把程序放在最適合運行它的計算機上。其中，共享稀有資源和平衡負載是計算機分布式計算的核心思想之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，采用分布式計算，能實時處理所接收的海量北斗位置信息，并采用poi緩存算法，可實現(xiàn)快速查詢地理位置和道路名稱，同時支持超速報警、疲勞駕駛報警，還可以與手機連接和給手機充電，滿足了人們多方面的要求。
為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，包括總服務器、多個分服務器和多個客戶端；
所述總服務器用于接收各個客戶端采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)匯總，然后將數(shù)據(jù)初步處理后分配到不同的分服務器，之后再接收分服務器處理完的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)匯總后發(fā)送到客戶端；
所述分服務器用于接收總服務器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理后發(fā)回給總服務器；
所述客戶端包括微控制器、儲存模塊、顯示模塊、無線通信模塊、北斗定位模塊、駕駛時長記錄模塊、預警模塊，所述微控制器用于處理儲存模塊、無線通信模塊、北斗定位模塊、駕駛時長記錄模塊采集的數(shù)據(jù)并向儲存模塊、顯示模塊、無線通信模塊、駕駛時長記錄模塊、預警模塊發(fā)送指令，所述儲存模塊用于儲存車輛的各種數(shù)據(jù)，所述顯示模塊用于顯示車輛運行的實時數(shù)據(jù)，所述無線通信模塊用于將微控制器處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給總服務器和接收總服務器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，所述北斗定位模塊用于對車輛進行實時定位，所述駕駛時長記錄模塊用于記錄駕駛員連續(xù)駕駛車輛的時間，所述預警模塊用于為駕駛員發(fā)出報警信號，所述顯示模塊的輸入端、預警模塊的輸入端分別與微控制器的輸出端連接，所述北斗定位模塊的輸出端與微控制器的輸入端連接，所述儲存模塊、無線通信模塊、駕駛時長記錄模塊分別與微控制器進行雙向連接。
進一步限定，所述顯示模塊包含液晶顯示屏。
進一步限定，所述液晶顯示屏為電容式觸摸屏，所述電容式觸摸屏的尺寸為9英寸、且分辨率為1024×600。
進一步限定，所述客戶端還包括速度傳感器，所述速度傳感器的輸出端與微控制器的輸入端連接。
進一步限定，所述駕駛時長記錄模塊包括計時器和壓力傳感器，所述壓力傳感器安裝在駕駛座內(nèi)部，所述計時器的輸出端和壓力傳感器的輸出端分別與微控制器的輸入端連接。
進一步限定，所述客戶端還包括倒車攝像頭，所述倒車攝像頭的輸入端與微控制器的輸出端連接，所述倒車攝像頭的輸出端與顯示模塊的輸入端連接。
進一步限定，所述客戶端還包括藍牙模塊，所述藍牙模塊與微控制器進行雙向連接。
進一步限定，所述客戶端還包括USB接口，所述USB接口與微控制器進行雙向連接。
進一步限定，所述USB接口為USB 3.0接口。
利用上述的一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)進行車輛監(jiān)控的方法，包括以下三個步驟：
(1)各個車輛上安裝的客戶端將本車輛上北斗定位模塊檢測到的位置信息通過無線通信模塊上傳到總服務器；同時，駕駛時長記錄模塊持續(xù)記錄駕駛員連續(xù)駕駛車輛的時間；
(2)所述總服務器將各個客戶端發(fā)送來的各個車輛的數(shù)據(jù)分配到各個分服務器，所述各個分服務器將這些數(shù)據(jù)進行計算處理，計算時，將每個車輛代表經(jīng)緯度的字符串分別轉(zhuǎn)化為9進制、18進制、20進制字符串，然后通過截取代表不同地理精度的若干位數(shù)的字符串作為進行緩存的地理位置名稱，當遇到需要解析地理名稱的位置時，先從緩存中高速查找,如果查找不到，則通過網(wǎng)絡訪問第三方地理位置庫，然后將該位置再存到poi緩存中供下次查找，這樣時間越長，車輛越多，以后查找的效率就越高；
(3)所述各個分服務器處理數(shù)據(jù)完成后，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到總服務器進行匯總，所述總服務器將這些數(shù)據(jù)匯總處理后按照計算模型生成各個車輛的實時報表，然后將實時報表通過無線通信模塊發(fā)送到客戶端供駕駛員查看，另外，當駕駛時長記錄模塊檢測到駕駛員的連續(xù)駕駛時間達到規(guī)定值時，所述駕駛時長記錄模塊發(fā)送指令到微控制器，所述微控制器控制預警模塊發(fā)出報警信號提醒駕駛員停車休息。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：
(1)采用分布式計算，能實時處理所接收的海量北斗位置信息，并采用poi緩存算法，可實現(xiàn)快速查詢地理位置和道路名稱。通過這種方法，可以將海量的數(shù)據(jù)通過總服務器發(fā)送給多個分服務器，然后經(jīng)過各個分服務器分別處理后再將數(shù)據(jù)發(fā)送到總服務器，總服務器再將數(shù)據(jù)處理后發(fā)到客戶端，供駕駛員查看，這就大大地減輕了總服務器的計算量，避免了因為計算量太大而超過總服務器的計算能力范圍，導致總服務器無法正常工作的情況；
(2)通過駕駛時長記錄模塊和預警模塊的作用，可以在駕駛員連續(xù)駕駛時間達到規(guī)定值時發(fā)出報警信號，提醒駕駛員停車休息，避免了疲勞駕駛，減小了交通事故率，提高了駕駛的安全性；
(3)通過速度傳感器的作用，可以檢測車輛的實時速度，然后與規(guī)定值對比，當車輛超速行駛時，預警模塊發(fā)出報警信號提醒駕駛員降低車速，從而避免了超速行駛，減小了交通事故率，提高了駕駛的安全性，特別對于重卡車來說，由于慣性較大，所以對車速的控制顯得更為重要；
(4)通過倒車攝像頭的作用，在駕駛員倒車時，通過液晶顯示屏可以很清楚地看到車后的情況，使倒車操作起來更加容易，同時也提高了倒車的安全性，特別對于重卡車來說，由于車身體積龐大，駕駛員的視覺死角范圍更大，所以倒車攝像頭的作用顯得更為重要；
(5)通過藍牙模塊的作用，可以將手機與客戶端實現(xiàn)無線連接，使客戶端可以播放手機里儲存的歌曲，緩解駕駛的疲勞；還可以通過客戶端接聽電話，而不需要手持手機，提高了駕駛的安全性；
(6)通過USB接口的作用，可以給手機充電，很多重卡車都會跑長途，在旅途過程中充電很不容易，所以給手機充電的功能顯得更為重要；另外，USB接口還可用于與外界設備傳輸數(shù)據(jù)，而USB 3.0接口使得數(shù)據(jù)傳輸速度更快、效率更高。
附圖說明
本發(fā)明可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明；
圖1為發(fā)明一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的原理示意圖；
具體實施方式
為了使本領域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，包括總服務器、多個分服務器和多個客戶端；
總服務器用于接收各個客戶端采集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)匯總，然后將數(shù)據(jù)初步處理后分配到不同的分服務器，之后再接收分服務器處理完的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)匯總后發(fā)送到客戶端；
分服務器用于接收總服務器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理后發(fā)回給總服務器；
客戶端包括微控制器、儲存模塊、顯示模塊、無線通信模塊、北斗定位模塊、駕駛時長記錄模塊、預警模塊，微控制器用于處理儲存模塊、無線通信模塊、北斗定位模塊、駕駛時長記錄模塊采集的數(shù)據(jù)并向儲存模塊、顯示模塊、無線通信模塊、駕駛時長記錄模塊、預警模塊發(fā)送指令，儲存模塊用于儲存車輛的各種數(shù)據(jù)，顯示模塊用于顯示車輛運行的實時數(shù)據(jù)，無線通信模塊用于將微控制器處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給總服務器和接收總服務器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，北斗定位模塊用于對車輛進行實時定位，駕駛時長記錄模塊用于記錄駕駛員連續(xù)駕駛車輛的時間，預警模塊用于為駕駛員發(fā)出報警信號，顯示模塊的輸入端、預警模塊的輸入端分別與微控制器的輸出端連接，北斗定位模塊的輸出端與微控制器的輸入端連接，儲存模塊、無線通信模塊、駕駛時長記錄模塊分別與微控制器進行雙向連接。
優(yōu)選顯示模塊包含液晶顯示屏。
優(yōu)選液晶顯示屏為電容式觸摸屏，電容式觸摸屏的尺寸為9英寸、且分辨率為1024×600。
優(yōu)選客戶端還包括速度傳感器，速度傳感器的輸出端與微控制器的輸入端連接。
優(yōu)選駕駛時長記錄模塊包括計時器和壓力傳感器，壓力傳感器安裝在駕駛座內(nèi)部，計時器的輸出端和壓力傳感器的輸出端分別與微控制器的輸入端連接。
優(yōu)選客戶端還包括倒車攝像頭，倒車攝像頭的輸入端與微控制器的輸出端連接，倒車攝像頭的輸出端與顯示模塊的輸入端連接。
優(yōu)選客戶端還包括藍牙模塊，藍牙模塊的輸出端與微控制器進行雙向連接。
優(yōu)選客戶端還包括USB接口，USB接口與微控制器的輸入端連接。
優(yōu)選USB接口為USB 3.0接口。
利用上述的一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)進行車輛監(jiān)控的方法，包括以下三個步驟：
(1)各個車輛上安裝的客戶端將本車輛上北斗定位模塊檢測到的位置信息通過無線通信模塊上傳到總服務器；同時，駕駛時長記錄模塊持續(xù)記錄駕駛員連續(xù)駕駛車輛的時間；
(2)總服務器將各個客戶端發(fā)送來的各個車輛的數(shù)據(jù)分配到各個分服務器，各個分服務器將這些數(shù)據(jù)進行計算處理，計算時，將每個車輛代表經(jīng)緯度的字符串分別轉(zhuǎn)化為9進制、18進制、20進制字符串，然后通過截取代表不同地理精度的若干位數(shù)的字符串作為進行緩存的地理位置名稱，當遇到需要解析地理名稱的位置時，先從緩存中高速查找,如果查找不到，則通過網(wǎng)絡訪問第三方地理位置庫，然后將該位置再存到poi緩存中供下次查找，這樣時間越長，車輛越多，以后查找的效率就越高；
(3)各個分服務器處理數(shù)據(jù)完成后，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到總服務器進行匯總，總服務器將這些數(shù)據(jù)匯總處理后按照計算模型生成各個車輛的實時報表，然后將實時報表通過無線通信模塊發(fā)送到客戶端供駕駛員查看，另外，當駕駛時長記錄模塊檢測到駕駛員的連續(xù)駕駛時間達到規(guī)定值時，駕駛時長記錄模塊發(fā)送指令到微控制器，微控制器控制預警模塊發(fā)出報警信號提醒駕駛員停車休息。
在本實施例中，當安裝在駕駛座內(nèi)部的壓力傳感器檢測到駕駛員坐在駕駛座上時，壓力傳感器發(fā)送指令到微控制器，微控制器發(fā)送指令到計時器，計時器開始計時，當計時達到規(guī)定值時，計時器發(fā)送指令到微控制器，微控制器發(fā)送指令到預警模塊，預警模塊發(fā)出報警信號提醒駕駛員停車休息；在行駛過程中，速度傳感器檢測車輛的實時速度，然后將速度的數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器，微控制器將速度值與規(guī)定值進行比較，當速度值大于規(guī)定值時，微控制器發(fā)送指令到預警模塊，預警模塊發(fā)出報警信號提醒駕駛員降低車速；當在駕駛過程中需要倒車時，倒車攝像頭將車身后的情況拍攝成視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示屏，尺寸為9英寸、分辨率為1024×600的液晶顯示屏使得圖像顯示更加清晰，駕駛員通過液晶顯示屏可以很清楚地看到車后的情況，使倒車操作起來更加容易；駕駛員可以通過藍牙方式將自己的手機與客戶端實現(xiàn)無線連接，使客戶端可以播放手機里儲存的歌曲，緩解駕駛疲勞，還可以通過客戶端接聽電話，避免了一手開車一手打電話的情況，提高了駕駛的安全性；駕駛員可以利用USB接口給手機充電，避免了漫長的途中因為手機無法充電而關機，帶來很多的不方便；USB接口還可用于與外界設備傳輸數(shù)據(jù)，而USB 3.0接口使得數(shù)據(jù)傳輸速度更快、效率更高，并且電容式觸摸屏使得駕駛員對液晶顯示屏的操作更加靈敏舒適；在車輛行駛過程中，各個車輛上安裝的客戶端將本車輛上北斗定位模塊檢測到的位置信息通過無線通信模塊上傳到總服務器，總服務器將各個客戶端發(fā)送來的各個車輛的數(shù)據(jù)分配到各個分服務器，各個分服務器將這些數(shù)據(jù)進行計算處理，各個分服務器處理數(shù)據(jù)完成后，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到總服務器進行匯總，總服務器將這些數(shù)據(jù)匯總處理后按照計算模型生成各個車輛的實時報表，然后將實時報表通過無線通信模塊發(fā)送到客戶端供駕駛員查看。通過這種方法，可以將海量的數(shù)據(jù)通過總服務器發(fā)送給多個分服務器，然后經(jīng)過各個分服務器分別處理后再將數(shù)據(jù)發(fā)送到總服務器，總服務器再將數(shù)據(jù)處理后發(fā)到客戶端，供駕駛員查看，這就大大地減輕了總服務器的計算量，避免了因為計算量太大而超過總服務器的計算能力范圍，導致總服務器無法正常工作的情況。
以上對本發(fā)明提供的一種基于北斗衛(wèi)星導航的車輛監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法進行了詳細介紹。具體實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。