摘 要

目前的车辆监控系统，多用于物流行业，主要负责对车辆地理位置、行驶轨迹和行驶状态的监控，功能并不完善。

本文设计了一款基于WebSocket协议的车辆监控系统，将其分为车载终端、服务器和Web页面三个组成部分。车载终端部分基于Android平台开发，结合OBD信息采集模块和北斗导航模块，实现对车辆状态信息和地理位置信息的收集和发送。服务器部分进行了服务器推送技术的分析和比较，选择了实时性更强、资源占用更低的WebSocket协议，结合PHP语言完成WebSocket服务器功能模块的实现。Web页面部分采用HTML、CSS、JavaScript语言和CodeIgniter框架开发，结合jQuery、Highcharts图表库和百度地图开放平台，实现了登录与注册页面的用户交互功能和数据监控页面的可视化显示功能

论文的最后进行了车辆监控系统的部分功能仿真性测试，测试结果表明WebSocket服务器具备数据接收、解析和传输功能，能够进行与车载终端和Web页面的通信。Web页面也能进行用户的登录与注册，且具备数据可视化的能力。

关键词：智能交通系统；车辆监控系统；WebSocket协议；服务器设计

Abstract

The current vehicle monitoring system is mostly used in the logistics industry, and is mainly responsible for monitoring the vehicle's geographic location, driving trajectory and driving status, its functions are incomplete.

This paper designs a vehicle monitoring system based on WebSocket protocol, which is divided into three components: vehicle terminal, server and Web page. The vehicle terminal has been developed based on the Android platform and combined the OBD information collection module and Beidou navigation module to realize the collection and transmission of vehicle status information and geographic location information. In the server part the author has analyzed and compared the server push technology, selected the WebSocket protocol with more real-time performance and lower resource consumption, and combined with the PHP language to complete the implementation of the WebSocket server function module. The web page part has been developed with HTML CSS JavaScript language and CodeIgniter framework, combined with jQuery, Highcharts chart library and Baidu map open platform to realize the user interaction function of login and registration page and the visual display function of data monitoring page

At the end of the thesis, some functional simulation tests of the vehicle monitoring system have been carried out. The test results show that the WebSocket server has data receiving, parsing and transmission functions, and can communicate with the vehicle-mounted terminal and the Web page. Web pages can also be used for user login and registration, and have the ability to visualize data.s

Key words：Intelligent Traffic System；vehicle monitoring system；WebSocket；server design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.2.1 研究目的 1

1.2.2 研究意义 1

1.3 文献综述 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 2

1.3.3研究综述分析 4

1.4 研究的基本内容 4

第2章 车辆监控系统整体架构和车载终端设计 6

2.1 设计需求分析和设计原则介绍 6

2.1.1 设计需求分析 6

2.1.2 设计原则介绍 6

2.2 车辆监控系统整体框架 7

2.3 数据通信格式 8

2.4 车载终端的设计与实现 9

2.4.1 OBD信息采集模块 9

2.4.2 北斗导航模块 9

2.4.3 Android车载终端 10

第3章 基于WebSocket协议的服务器的设计与实现 13

3.1 服务器推送技术 13

3.1.1 轮询技术 13

3.1.2 基于HTTP长连接技术 15

3.1.3 浏览器插件技术 16

3.1.4 WebSocket协议 17

3.1.5 服务器推送技术的对比 19

3.2 基于WebSocket协议的服务器框架设计 20

3.2.1 WAMP架构 21

3.2.2 GatewayWorker框架 21

3.3 WebSocket服务器实现 23

3.3.1 客户端注册模块 24

3.3.2 心跳检测模块 25

3.3.3 数据解析模块 26

3.3.4 数据推送模块 26

第4章 Web页面设计与实现 28

4.1 Web页面技术简介 28

4.1.1 CodeIgniter框架 28

4.1.2 jQuery 28

4.2 Web页面设计实现 28

4.2.1 用户登录和注册界面 28

4.2.2 车辆状态信息监控 30

4.2.3 车辆位置跟踪 30

4.2.4 数据可视化显示 31

第5章 车辆监控系统仿真测试 33

5.1 测试环境 33

5.2 测试结果。 33

5.2.1 数据传输测试结果 33

5.2.2 Web页面测试结果 34

第6章 总结与展望 37

6.1 研究内容总结 37

6.2 研究的不足与展望 37

参考文献 38

致 谢 40

第1章 绪论

1.1 研究背景

汽车一直是人们广泛使用的交通工具，我国的汽车保有量也一直在增长，国家统计局2020年2月28日发布的2019年统计公报中显示，我国机动车保有量已达3.48亿辆[^[1]]。大量的汽车带来的还有许多因为驾驶安全问题引发严重的交通事故，根据国家统计局发布的2019年统计年鉴显示，2018年，我国发生交通事故近24.5万起，死亡和受伤人数合计超过32万人，带来的直接财产损失高达近14亿元[^[2]]。

近几年，信息通信和人工智能技术快速发展，智能交通系统（Intelligent Traffic System，简称ITS）、车联网（Internet of Vehicle，简称IoV）开始涌现[^[3]]。智能交通系统、车联网是业内对交通及车辆发展提出的新模式，它首先使用车辆监控系统收集影响车辆正常行驶的因素和信息，再结合云计算、大数据分析技术对车辆行驶进行智能化控制，及时提醒车主对车辆故障进行处理，减少了因车辆本身故障而造成的事故。同时系统也为车主提供有效的交通信息，避免了交通堵塞等交通不良现象的出现。