車聯(lián)網(wǎng)的研究與設(shè)計

PAGE25車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)的研究與設(shè)計摘要車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用與發(fā)展可以說是現(xiàn)代信息技術(shù)的一場重大變革，當前該領(lǐng)域的研究越來越豐富，說明國內(nèi)外學者們對車聯(lián)網(wǎng)越來越重視。而本文基于此背景，對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行了深入的剖析，包括研究其特點、發(fā)展歷程以及體系結(jié)構(gòu)等理論基礎(chǔ)，并對RFID、傳感技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、云計算以及定位技術(shù)等應用型的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做了探討，發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)是多門學科交叉的結(jié)果，涉及知識面較為寬廣。另外，課題還對車聯(lián)網(wǎng)能夠提供的應用服務和發(fā)展中的問題進行了歸納總結(jié)，并且希望能通過本文的研究，為車聯(lián)網(wǎng)的普及與應用提供建議。關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；體系結(jié)構(gòu);應用服務

目錄引言 51車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論概述 61.1車聯(lián)網(wǎng)的含義 61.2車聯(lián)網(wǎng)的研究目標 61.3車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程 62.車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 62.1感知層 72.2網(wǎng)絡(luò)層 72.3應用層 83.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求分析 83.1RFID射頻識別技術(shù) 83.2傳感技術(shù) 83.3無線傳輸技術(shù) 83.4云計算技術(shù) 93.5定位技術(shù) 94.車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體設(shè)計 94.1功能需求 94.1.1系統(tǒng)平臺總體控制 94.1.2統(tǒng)一格式消息建立及分類 94.1.3用戶注冊登錄認證 104.1.4好友管理 104.1.5自組網(wǎng)絡(luò)群組用戶管理認證 104.1.6數(shù)據(jù)分析處理 104.1.7信息統(tǒng)計圖形化顯示 104.1.8實時交通信息展示 114.2系統(tǒng)功能建模 114.3系統(tǒng)性能需求 134.4系統(tǒng)頁面需求 134.5系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計 144.5.1表現(xiàn)層 154.5.2業(yè)務邏輯層 154.5.3持久化層 154.5.4系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理層 155.系統(tǒng)功能模塊的劃分與設(shè)計 165.1消息處理模塊 165.2用戶信息認證功能模塊 175.2.1注冊認證子模塊 175.2.2登錄認證子模塊 185.3交通信息交互功能模塊 185.4用戶信息查詢模塊 195.5數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 205.5.1用戶管理類數(shù)據(jù)建模 205.5.2交通信息類數(shù)據(jù)建模 21參考文獻 25

引言物聯(lián)網(wǎng)已成為現(xiàn)今信息技術(shù)的第三次變革，信息技術(shù)的每一次變革都為人們的生活方式帶來了極大的改變，當前，國際上眾多相關(guān)技術(shù)人員、理論專家等對該技術(shù)進行了研討，各國也傾盡全力，投資贊助該領(lǐng)域內(nèi)的課題研究。我國在2010年的全國兩會上，明確指出要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變。也是從此，我國拉開了研究物聯(lián)網(wǎng)的序幕。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。當前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在倉儲物流、智能樓宇、路燈管理等領(lǐng)域逐漸取得一定的成績，并投入使用。大范圍的在多領(lǐng)域當中部署物聯(lián)網(wǎng)，對于目前的國情來說，仍然較難突破，這其中不僅僅是技術(shù)方面的原因，還涉及一些安全、投資方面的難題。然而，在智能公交領(lǐng)域里，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應用可能性極高，并且具有可實現(xiàn)的現(xiàn)實條件。車聯(lián)網(wǎng)（Internetofvehicles）也成了全球各個信息領(lǐng)域的專家們一直熱衷鉆研的課題之一。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于智能交通領(lǐng)域的集中體現(xiàn)，它對于解決當前出現(xiàn)的交通擁堵、安全事故等具有一定的輔助作用，且是一項具有代表性的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用研究。隨著科技信息時代的降臨，知識技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為各大行業(yè)的香餑餑，大家都爭相想在這個市場里搶占一定份額。更難能可貴的是，通信技術(shù)的成熟，讓移動通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等不斷得到發(fā)展，繼而為車聯(lián)網(wǎng)這一信息技術(shù)的實現(xiàn)奠定了強有力的基礎(chǔ)階段。無線信息傳輸通道將充分利用其大數(shù)據(jù)化的優(yōu)勢，為車聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)提供更加完善的服務，并將眾多優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)資源連通道車聯(lián)網(wǎng)中，為其發(fā)展帶來了更多有效性強的福音。盡管車聯(lián)網(wǎng)的市場需求量異常巨大，特別是當前交通急劇膨脹的交通環(huán)境下，人們迫切需要改變上班難坐車、堵車遲到的這種局面。這說明車聯(lián)網(wǎng)在我國發(fā)展具有極大的市場優(yōu)勢。然而現(xiàn)實難題依然需要攻克，那就是國際上各個國家由于車聯(lián)網(wǎng)的信息格式未能同一，編碼的規(guī)范也未能完善起來，容易招致諸多安全運營的問題，風險較大，一旦出現(xiàn)簍子，勢必會影響到整個車聯(lián)網(wǎng)的運營環(huán)節(jié)。再加上網(wǎng)絡(luò)運營商的兼容性問題未能得到有效改善，即便是建立車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這方面也是需要度過的坎兒。再加上車聯(lián)網(wǎng)的硬件技術(shù)設(shè)備還不完備，數(shù)據(jù)的采集及相關(guān)指標體系均沒有一個完善的管理體系和制度進行管理，這也會影響到移動通信網(wǎng)絡(luò)在服務過沖，可能出現(xiàn)服務質(zhì)量等問題不到位，從而干擾車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的順利實現(xiàn)。上述問題和實現(xiàn)難題雖然較多，但如果對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)善加利用，讓車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的用戶、公交智能系統(tǒng)、管理者、決策者等各方面都通力合作，實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)也會變得更加容易。所以在實現(xiàn)基本信息資訊獲取的基礎(chǔ)上，還要隨時注意突發(fā)事件的產(chǎn)生，以對車輛進行監(jiān)控，防患于未然。只有從技術(shù)源頭上解決車聯(lián)網(wǎng)問題、從服務質(zhì)量、從網(wǎng)絡(luò)通信安全等方面提出合理的、環(huán)保的解決方案，那么車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實現(xiàn)就更進一步了。1車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論概述1.1車聯(lián)網(wǎng)的含義車聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生，對于信息交通系統(tǒng)來說是一個巨大的飛躍。她的使用對象主要為道路上行駛的車輛。車聯(lián)網(wǎng)主要是為了實現(xiàn)人車之間、車與公共道路之間所發(fā)生的即時信息，包括路面的交通狀況等，方便人們共享出行中的道路狀況等信息，改善人們的出現(xiàn)狀況，為人們提供更加便捷的出行服務。1.2車聯(lián)網(wǎng)的研究目標車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在實際應用過程中，需要充分考慮到行駛路面的實際狀況，為人們提供更加便捷化、安全化、高效化的信息服務，保障人們在出行的安全穩(wěn)定性。所以，車聯(lián)網(wǎng)在研究目標上，也需要以高速公路為研究對象，率先實施這一系統(tǒng)，從點到面，全面結(jié)合，待其有效改善高速公路路況，進而逐步推廣到全國范圍內(nèi)，實現(xiàn)更多路況的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用，保證道路救援的高效率化、出行的安全可靠化，及時掌握道路動態(tài)，為人們提供更加便捷的道路服務。1.3車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將經(jīng)歷3個階段：第1階段是孤立GPS導航，當前諸多運用都還是停留在這個階段，有望進一步突破；第2階段是移動互聯(lián)+GPS階段，通過汽車加裝的導航，與3G或者4G網(wǎng)絡(luò)進行互通有無，達到道路救援、導航路線等多種功能，這是現(xiàn)階段逐漸在應用的一個階段，已經(jīng)在很多汽車上得到了實施；第3階段是車車、車路、車人之間可以形成更加和諧的關(guān)系，保障道路行駛狀況更加優(yōu)化，達到“人一車一路一環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。2車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)如今，并沒有對車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)給出統(tǒng)一的定義，我根據(jù)文獻資料找到了一種依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并由這種結(jié)構(gòu)與車聯(lián)網(wǎng)的服務方向做了探討與分析，設(shè)立了可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層的車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，圖層如下。圖1車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)的研究與應用2.1感知層車聯(lián)網(wǎng)感知層可以分為兩個子層，上子層包括有源CPS結(jié)點之間、數(shù)據(jù)之間協(xié)同處理彼此之間的關(guān)系，主要承擔起傳輸數(shù)據(jù)的功能。而下子層以數(shù)據(jù)的采集為主，主要采集車輛位置、行駛速度、道路交通狀況、天氣情況等相關(guān)數(shù)據(jù)。感知層傳輸數(shù)據(jù)時可以采用RFID技術(shù)實現(xiàn)。2.2網(wǎng)絡(luò)層車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層通過實現(xiàn)Internet的接入，使用的設(shè)備是互聯(lián)網(wǎng)CPS結(jié)點這一相當于路由器的功能設(shè)備。又由于車聯(lián)網(wǎng)的底層所使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是與TCP／IP協(xié)議有區(qū)別，所以需要區(qū)別對待，繼而對收集到的數(shù)據(jù)遠距離傳輸，并將這些數(shù)據(jù)分類整理，傳輸?shù)叫枰褂玫牡攸c，并對車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境范圍內(nèi)，對實施的路況進行監(jiān)督和掌握，方便人們的行車安全。2.3應用層車聯(lián)網(wǎng)應用層也包括兩個層次：應用程序?qū)雍腿藱C交互界面層。前者主要處理相關(guān)數(shù)據(jù)，后者則對車輛用戶與數(shù)據(jù)之間形成互動，給用戶展現(xiàn)具體的界面內(nèi)容。這一個層面可以實現(xiàn)用戶所需要的服務，也是當前最常用的一種模式。它通過采用中間件技術(shù)，將數(shù)據(jù)傳導出來，繼而為用戶提供多樣化需求的服務，定義與用戶交互的方式和內(nèi)容。它往往通過車載計算機或者導航模塊等具體設(shè)施實現(xiàn)這一功能。3車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求分析車聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展的產(chǎn)物，可以為人們的出行提供更加便捷、優(yōu)勢的服務，簡化人們出行的煩惱，為人們提供行駛過程中最佳的道路路線選擇，實現(xiàn)道路救援等諸多功能和服務，也是現(xiàn)代化都市智慧型的一個典型代表。那么，車聯(lián)網(wǎng)所運用的關(guān)鍵技術(shù)主要包括哪些呢？下面對幾種主要技術(shù)做了介紹。3.1RFID射頻識別技術(shù)1RFID即射頻識別技術(shù)，它在如今的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，已經(jīng)得到了廣泛的運用，為車輛、用戶提供了較為便捷的服務，主要結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫以及中間其他技術(shù)等技術(shù)優(yōu)勢，進而組成了RFID終端網(wǎng)，能夠儲存更多更大量的數(shù)據(jù)。因此RFID技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)的具體實施過程中，是非常實用且必須掌握的。當前RFID在我國雖然取得一定進步，也在小范圍內(nèi)運用到了道路服務當中，但在超高頻RFID等技術(shù)方面，我國仍然沒能掌握，還有待進一步研究與開發(fā)。3.2傳感技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)中廣泛使用了傳感技術(shù)，它是一種基礎(chǔ)性的信息收集、截獲技術(shù)，可以為應用系統(tǒng)提供實時的交通道路狀況，像確認交通運用過程中，車輛的實時運行參數(shù)等，可以說，傳感技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的重中之重，也是最基礎(chǔ)的一項技術(shù)。3.3無線傳輸技術(shù)當前，我國科技日新月異，更新?lián)Q代的速度也非?？欤l(fā)展的勢頭非常之迅猛。網(wǎng)絡(luò)方面，也從3G跨越到了4G的門檻，并開啟了4G時代，提升了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取＿@對車聯(lián)網(wǎng)而已，更是一大喜訊，可以將數(shù)據(jù)更快的收集起來，繼而通過無線傳輸技術(shù)，將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)設(shè)備的終端，完成遠距離的操控，實時分享路面交通狀況信息等，讓路面的安全信息及時被人們掌握，出行更便捷、安全。3.4云計算技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)十分巨大，包含各項車輛、用戶、道路交通狀況等諸多方面的數(shù)據(jù)，是人們?nèi)庋垭y以計算出來、難以想象出來的海量化。好比一葉浮舟漂浮在汪洋無邊際的大海當中所見到的景象一樣。而云計算和大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)則可以快速反映這種需求，將車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)快速處理，并計算出來，達到信息的獲取。3.5定位技術(shù)當前，主要通過GSP技術(shù)、無線定位技術(shù)等對道路上行駛的車輛進行精準化的定位。通過定位技術(shù)，可以快速了解到車輛的行駛狀況，以免中途出現(xiàn)擁堵、事故等意外，保障道路救援及時趕到，保障人們及時了解道路擁堵的情況，理智選擇行車路線。4車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體設(shè)計4.1功能需求4.1.1系統(tǒng)平臺總體控制系統(tǒng)平臺是車聯(lián)網(wǎng)的總控制、指揮中心，相當于一個團隊的最高層管理人員，它可以對車輛行駛的實時動態(tài)進行監(jiān)控，對用戶提出的一些反饋要求和服務進行及時化解，并統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)相關(guān)問題的處理。4.1.2統(tǒng)一格式消息建立及分類由于移動智能終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量異常龐大，與系統(tǒng)平臺之間的數(shù)據(jù)就需要進行云計算處理，并將消息統(tǒng)一整理，繼而分類處理。系統(tǒng)平臺對所收到的消息快速分類，這些消息通常包括用戶的認證與注冊、好友管理等方面，然后與移動終端之間形成良好的對話模式，達到互通有無、良性互動的局面。一般來說，道路使用過程中，尤其是交通狀況、事故安全頻發(fā)的路面，要判斷該信息，主要從下面幾個方面著手：(1)平均行駛速度：它對于交通某一路段的，車輛流量大小可以切實的反映出來。(2)擁堵排隊長度：從字面意思看，路面車輛排隊長度越長，則表示擁堵得越厲害。(3)道路擁堵持續(xù)時間：移動智能終端可以對此情況進行測算，擁堵的時間持續(xù)得越久，則道路很顯然就越擁堵。(4)停等信號燈周期：車輛的信號燈狀態(tài)如何，可以通過車輛信號燈的交換次數(shù)來初步判斷交通狀況。(5)交通事故數(shù)量：在意外交通事故中，造成的交通意外數(shù)量。(6)交通死亡人數(shù)：在一次交通事故中死亡人數(shù)。(7)受傷人數(shù)：在一次交通事故中的受傷人數(shù)。(8)直接經(jīng)濟損失：事故所造成的經(jīng)濟損失。移動端可以對上述所列舉的一系列信息進行初步測算，繼而將其傳輸?shù)娇头?，進行及時的反饋。4.1.3用戶注冊登錄認證對于用戶而言，通過系統(tǒng)平臺的注冊與認證，對其今后在交通行駛中，可以得到更好的服務，也可以查詢到更多交通狀況相關(guān)的信息；對于系統(tǒng)平臺來說，他們是支持用戶進行注冊認證的，這樣能保證信息的真實有效性，方便為用戶提供更多服務。4.1.4好友管理移動終端用戶在該系統(tǒng)平臺上對好友進行管理，包括添加、刪除、拉黑、互動等各種服務項目，并且這些消息也可以完備的儲存下來。4.1.5自組網(wǎng)絡(luò)群組用戶管理認證車聯(lián)網(wǎng)用戶如果自行組織群、組等相關(guān)活動時候，需要得到系統(tǒng)平臺的認可，并通過身份來證明其是真實可靠的。服務器接收用戶的入群請求，判斷是否合理，是否是正常的用戶，進而做出回復，包括通過請求和拒絕請求，讓自組網(wǎng)絡(luò)更加安全可靠，給用戶帶來更安全的體驗。4.1.6數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)平臺與移動終端的交互過程中，數(shù)以億計的龐大數(shù)量會在中間產(chǎn)生，并進行傳播與運輸。這時候，需要通過大數(shù)據(jù)、云計算對這些數(shù)據(jù)進行分類整理，然后將它們逐個移入數(shù)據(jù)庫中保存，以備下次使用。4.1.7信息統(tǒng)計圖形化顯示系統(tǒng)按照不同粒度的具體劃分，對數(shù)據(jù)庫中儲存的大量數(shù)據(jù)信息進行轉(zhuǎn)化，運用柱狀圖、餅圖等各種形式的圖形向用戶展現(xiàn)出來，保證他們看到的數(shù)據(jù)信息的真實有效和可分辨性。4.1.8實時交通信息展示系統(tǒng)控制平臺可以對移動智能終端用戶位置做出實時的精準化定位，并對特定車輛起到監(jiān)控的作用和功能，另外對于城市、山區(qū)道路的擁堵和突發(fā)事故等狀況，都能做出實時的了解和傳播，讓用戶知道道路路面的狀況。4.2系統(tǒng)功能建模車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺需要將使用過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行分析與處理，然后反饋處理，最終展現(xiàn)方式往往是圖表的形式，方便人們一眼就能分清數(shù)據(jù)信息。因此，業(yè)務邏輯涉及到的主要的業(yè)務流程有：(1)信息獲取：系統(tǒng)將只能終端上面用戶的數(shù)據(jù)分析并收集起來，然后分類整理進數(shù)據(jù)庫當中，在這個海量的數(shù)據(jù)庫中進行存儲。(2)數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)匹配不同的數(shù)據(jù)不同的邏輯功能模塊，根據(jù)需求進行計算和應用。(3)記錄管理：系統(tǒng)將獲得的數(shù)據(jù)分組記錄與管理，通常保存在本地文件當中，以便用戶實時閱覽與查看。(4)圖形化顯示：以圖表的形式為用戶展示信息及數(shù)據(jù)的走向和發(fā)展趨勢。根據(jù)系統(tǒng)方法構(gòu)建功能模型，并對數(shù)據(jù)流圖進行分析：1.頂層數(shù)據(jù)流圖：四個基本元素：外部實體：智能終端用戶，網(wǎng)頁端用戶；數(shù)據(jù)加工：車聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)文件：用戶、交通狀況等信息的分類整理；數(shù)據(jù)流：分為移動端和web端兩種。前者主要包括好友請求的處理、群組管理、交通問題反饋等內(nèi)容。web端則對城市的交通路面狀況、用戶的認證、注冊等內(nèi)容進行實施把握，并將這項服務提供給用戶。圖4.1車聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖2.第一層數(shù)據(jù)流圖針對頂層的“車聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以對此分解，就像分解一個大蛋糕一樣，讓每一部分都能發(fā)揮出它的作用，這幾個子蛋糕主要包括消息分類、用戶操作響應、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、統(tǒng)計查詢反饋等。這項子模塊為后臺的管理與應用貢獻了不少力量。在這一過程中，要對每一塊蛋糕的大小進行均衡把握，分類處理，保證每一部分的數(shù)據(jù)都行之有效，不會爆滿也不會縮水，具體的信息流處理結(jié)果如下圖所示：圖4.2車聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)第一層數(shù)據(jù)流圖4.3系統(tǒng)性能需求由于不同的用戶因其喜好，有不同的偏好選擇，加上不同角色的客戶，選擇更需要多樣化的提供服務。移動智能端與系統(tǒng)平臺之間也需要里應外合，才能滿足客戶的需求。除了內(nèi)存、硬盤等系統(tǒng)問題，還要兼顧到Ｗindows操作系統(tǒng)與車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性問題，以保證客戶得到優(yōu)質(zhì)的服務。1.系統(tǒng)平臺需對移動終端傳過來的數(shù)據(jù)進行接收、處理、分析、分類入庫，并保證實時信息的有效性，嚴格按照統(tǒng)一的消息格式進行分類，對信息進行動態(tài)的把我和監(jiān)控，并及時反饋需要反饋的信息。2.系統(tǒng)處理問題時間應當盡可能合理合理處理各個子系統(tǒng)之間產(chǎn)生的問題，對各個功能模塊之間的數(shù)據(jù)問題、流量問題、操作問題等盡可能優(yōu)化處理，以便防止給客戶帶來不便。另外，在操作上需要謹慎處理，以為客戶服務為中心，提升客戶的好感度，為其帶來更便捷的體驗。3.系統(tǒng)應當提供功能擴展支持系統(tǒng)平臺需要根據(jù)時下的具體情況具體分析，接口的設(shè)置上要靈活的處理，及時更新客戶的訴求，保證客戶端、系統(tǒng)端都能得到最大化的利用率。4.系統(tǒng)應當具有容錯功能系統(tǒng)須有完備的自我容錯、糾錯功能，保證客戶在操作的過程中，出現(xiàn)誤差或者操作失誤的時候，能夠及時的為客戶提供糾正提示，并快速反饋給用戶。4.4系統(tǒng)頁面需求操作界面是系統(tǒng)與用戶的接口，它可以為用戶帶來豐富多樣的頁面體驗，同時也能讓頁面操作速度得以提升。該系統(tǒng)頁面主要能方便用戶操作、降低用戶的記憶負擔，為其提供更加優(yōu)化的頁面服務。因此車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計過程中，必須綜合考慮各項元素、包括頁面的清晰辨認度、速度的響應情況、安全反饋的提示等，才能為用戶提供較好的客戶端體驗，讓他們對此提升滿意度。用戶界面元素清晰、易懂：車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的頁面設(shè)計上，需要考慮到大部分受眾的需求，設(shè)計的頁面應對簡單、方便操作，可操控性強，讓用戶能更好的理解和接受頁面上的各項模板功能，能較快熟悉操作方法。速度的響應情況：當用戶在操作的過程中，往往出于心理暗示和現(xiàn)實需要，需要頁面快速響應其需求，并快速做出反應。這就要求系統(tǒng)平臺應該在這方面建立更加人性化的機制，為用戶在難于操作的頁面上提供明確的指示，并提高客戶點擊頁面打開的速率。安全反饋信息提示：對于用戶在操作過程中出現(xiàn)的失誤情況，系統(tǒng)需要加以人性化的提示功能，讓客戶意識到自己操作失誤，并予以修正的提示，幫助客戶快速做出回應，讓他們及時對操作失誤的選項進行修正。4.5系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計圖4.3系統(tǒng)架構(gòu)圖世界上沒有兩片相同的樹葉，客戶的需求也是多樣化的，他們都有自己的個性偏好和實際需求，所以車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要在移動智能終端和web網(wǎng)頁端上面，針對不同用戶的不同訴求，提供相應的服務，并做出快速的回應。可以在設(shè)計過程中，將系統(tǒng)分為表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層、持久化層和系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理層。層層遞進、層層互補，最終形成一個有機的統(tǒng)一整體。表現(xiàn)層居于最上層，是系統(tǒng)與外部信息交互的接口；業(yè)務邏輯層第二，實現(xiàn)邏輯業(yè)務分析功能；持久化層隨后，居于業(yè)務邏輯層下面，該層專注于持久化操作；第四層為系統(tǒng)記錄管理層，負責對數(shù)據(jù)進行分類存儲和整理。4.5.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理層對數(shù)據(jù)進行分類存儲，便于用戶使用，也便于系統(tǒng)平臺整理和記錄。4.5.2持久化層創(chuàng)建不同的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，保證各種類型的數(shù)據(jù)都能夠物有所值，各司其職，需要使用的時候也便于查詢到，然后將數(shù)據(jù)庫操作與業(yè)務邏輯分離，讓整個系統(tǒng)的操作與應用都形成一個良性循環(huán)的流程。4.5.3業(yè)務邏輯層業(yè)務邏輯層是主要通過對各個邏輯組件提供的信息，完成想要的信息分析，它是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件，也是運籌帷幄型的將軍式功能層，對車聯(lián)網(wǎng)其他功能的實現(xiàn)均有或多或少的影響，它的核心內(nèi)容主要為：(1)對不同的消息內(nèi)容進行分類整理，然后及時處理掉，這里提供的消息主要來自邏輯組件。(2)對原始數(shù)據(jù)進行加工，并將其分類轉(zhuǎn)載進行不同的主題庫中，讓各個數(shù)據(jù)找到自己的應有的歸宿。(3)按照用戶的不同層次的需要，系統(tǒng)對信息加以處理，并進行提取，然后再反饋到Web端，供用戶使用。4.5.4表現(xiàn)層表現(xiàn)層的主要功能是接收用戶請求，并調(diào)用相應的業(yè)務邏輯組件完成響應。(1)移動智能終端：對用戶所提供的訴求進行快速響應，并根據(jù)他們的訴求進行接收，然后將業(yè)務邏輯組件的操作結(jié)果及時反饋給提供訴求的用戶，這里不涉及涉及頁面的問題。(2)web界面：業(yè)務邏輯組件根據(jù)該頁面上提供的用戶點擊情況和實時偏好選擇，來對他們的需求進行處理和分析。在這一過程中，MVC設(shè)計模式需要融入其中，幫助WEB界面的相應功能模塊的實現(xiàn)。5.系統(tǒng)功能模塊的劃分與設(shè)計5.1消息處理模塊該模塊為車聯(lián)網(wǎng)管理模塊的一個基礎(chǔ)之一，它能夠?qū)崿F(xiàn)消息的互通有無，便于消息的接收、轉(zhuǎn)發(fā)、容錯處理等。(1)由于用戶的訴求和消息記錄具有多樣化，一千個哈姆雷特就有一千種信息的上傳，所以該模塊根據(jù)用戶上傳的信息，加以快速接收和分類，然后快速傳遞出去，交予各個子模塊或者其他管理模塊去處理。(2)模塊對消息進行接收以后，再將它們轉(zhuǎn)發(fā)出去，讓移動終端快速做出反應，以便日后所需，然后再進行相應的處理。(3)對于敏感信息、不合理的信息請求，系統(tǒng)應該及時刪除，及時過濾掉這類信息，保證系統(tǒng)平臺的良性發(fā)展。圖5.1消息處理模塊流程圖5.2用戶信息認證功能模塊這部分模塊功能與客戶認證、注冊相關(guān)。5.2.1注冊認證子模塊該模塊對JSON對象進行數(shù)據(jù)的接收后，需在映射的方式輔助下，將消息參數(shù)提取出來，然后對其進行核驗，看該注冊要求是否合理，是否合法，如果遇到違法行為，一律封殺；如果是合理的注冊對象，則可以為用戶匹配相應的ID，然后在數(shù)據(jù)庫中更新、新建用戶信息管理器，并對其進行恰當?shù)谋４?，保證用戶的信息和數(shù)據(jù)不被泄露，才算認證成功。對于違反的注冊信息，則發(fā)送注冊失敗的提示消息。圖5.2用戶注冊子模塊流程圖5.2.2登錄認證子模塊該模塊主要針對用戶登錄時使用，如果用戶登錄過程中輸入的信息與其在注冊的過程中輸入的信息一致，那么就能登錄成功。這一過程中，系統(tǒng)模塊會根據(jù)用戶提供的登錄密碼、用戶名等，然后迅速在數(shù)據(jù)庫中找到匹配的數(shù)據(jù)信息，進行核實，核實一致，則說明該用戶存在并登錄成功。否則，登錄失敗的用戶，也需要及時反饋消息，告知其登錄失敗，可能是密碼或者用戶名錯誤之類。圖5.3用戶登錄子模塊流程圖5.3交通信息交互功能模塊該模塊功能主要根據(jù)用戶上傳的訴求，特別是對交通狀況的需求查詢等，可以對這些數(shù)據(jù)及訴求進行提取，便于對交通路況的及時掌握，以及為用戶提供更加真實有效的交通路況、擁堵情況等實時動態(tài)。它一般包括用戶基礎(chǔ)交通信息和交通路況信息兩個內(nèi)容。(1)使用車聯(lián)網(wǎng)服務系統(tǒng)的用戶，在行駛的過程中，會不斷將行駛的路況信息、交通擁堵等各項信息進行上傳，然后在服務端進行保存和存儲，服務端將這些數(shù)據(jù)分類整理并存儲后，可以為后續(xù)交通路況模塊提供實時的動態(tài)信息服務，以便系統(tǒng)其他模塊使用與查詢。(2)車聯(lián)網(wǎng)用戶根據(jù)行駛過程中的發(fā)現(xiàn)的道路擁堵、事故等各種路況現(xiàn)象，將它們上傳到服務端，服務端整理以后，再分發(fā)送給ETL過程模塊使用。圖5.4交通信息交互模塊流程圖5.4用戶信息查詢模塊該功能模塊接收到用戶請求以后，根據(jù)用戶的類型、編號或者其他指示來提供給用戶相應的信息反饋。這一過程的具體操作與查詢方法為：用戶登錄自己的賬號，輸入需要掌握的交通信息狀況，然后系統(tǒng)及時做出反饋，并將反饋結(jié)果發(fā)給客戶查看。另外，如果反饋的結(jié)果有誤，則系統(tǒng)需及時做出處理，給用戶相應的提示。圖5.5用戶信息查詢模塊流程圖5.5數(shù)據(jù)庫的設(shè)計5.5.1用戶管理類數(shù)據(jù)建模(1)客戶端將注冊信息進行提交之后，服務端及時對該注冊信息做出反饋，并將注冊的數(shù)據(jù)保存到register表當中，讓用戶下一次的操作更加便捷化，提高其記憶儲存的效率化，減少記憶障礙。表5.1用戶登錄賬號信息表(2)用戶根據(jù)好友管理器進行操作，包括刪除、添加功能的操作，然后系統(tǒng)服務端根據(jù)用戶的需要，及時完成frienduser數(shù)據(jù)庫表的更新操作。表5.2用戶好友信息表(3)車聯(lián)網(wǎng)用戶可以通過移動終端新建群組，實現(xiàn)組內(nèi)的用戶們的信息共享和信息資源下載。當群組用戶或者管理員在對組員信息名片進行更改，或者添刪除組員的時候，系統(tǒng)服務端要做出相應的反饋，需要在groups表中新增參與改組的所有用戶名單。表5.3自組網(wǎng)群組信息表5.5.2交通信息類數(shù)據(jù)建模當用戶在客戶端上傳的消息或者數(shù)據(jù)出現(xiàn)繁雜、重復的現(xiàn)象時，數(shù)據(jù)庫需要做出回應，對這類數(shù)據(jù)進行刪除處理，保證數(shù)據(jù)庫信息更加有效的使用，提高其使用效率，便于管理和存儲。具體步驟如下：(1)用戶進行注冊時，會得到一個ID，該ID是用戶在系統(tǒng)中的唯一標識，也是證實其身份的唯一標志所在。所以系統(tǒng)服務器將用戶注冊時的信息儲存起來，分類管理，放進數(shù)據(jù)庫當中，里面每個人都有一個專屬的管理箱，便于使用和提取。文本文件使用TXT方式進行存儲，結(jié)構(gòu)如下：圖5.6文本文件由上圖可知，用戶基本信息文件包含文件信息，版本信息，數(shù)據(jù)信息三個部分。文件信息多指用戶存儲時候使用的存儲路徑以及存儲數(shù)據(jù)的時間狀態(tài)。數(shù)據(jù)信息則包括用戶注冊時填寫的一切數(shù)據(jù)，主要有姓名、電話、生日、年齡、性別等等諸多信息。這些信息在數(shù)據(jù)庫中分別對應不同的數(shù)據(jù)對應值，都有自己的數(shù)據(jù)域名。(2)用戶選擇定位之后，系統(tǒng)會將用戶當時所在地理位置信息進行儲存，便于用戶實時掌控路況。用戶實時位置信息文件使用TXT格式進行存儲，結(jié)構(gòu)如下：圖5.7用戶實時位置信息文件由上圖可知，在用戶的位置信息文件中，包含了用戶當時上傳位置信息的時間、用戶ID、車輛類型等相關(guān)數(shù)據(jù)，以TAB制表符分隔。用戶在這一過程中可以隨時隨地查看他所需要掌握的交通狀況，系統(tǒng)會快速做出回應。(3)城市交通擁堵信息文件：服務器通過接收用戶上傳的擁堵信息，然后進行儲存，并對此分類分析。城市交通擁堵文件存儲結(jié)構(gòu)如下：圖5.8城市交通擁堵文件存儲結(jié)構(gòu)由上圖可知，文件信息包含上傳時間，上傳用戶ID，事發(fā)地點經(jīng)緯度等。根據(jù)用戶上傳的先后順序，及時提供數(shù)據(jù)與信息服務。(4)城市交通事故信息文件：系統(tǒng)接收交通緊急事故信息后，同樣也按照時間以及類別存儲記錄。城市交通事故類信息文件結(jié)構(gòu)如下：圖5.9城市交通事故類信息文件結(jié)構(gòu)由上圖可知，該文件包含上傳時間，上傳用戶ID，交通事故數(shù)量，交通死亡與受傷人數(shù)，經(jīng)濟損失等。上傳的信息也根據(jù)時間先后來排序。6.車聯(lián)網(wǎng)的應用車聯(lián)網(wǎng)作為新時代誕生的符合時代發(fā)展主流趨勢的應用體系，其商業(yè)價值潛力巨大，需要人們不斷挖掘，商機無限，主要在安全、管理、服務、增值等各項內(nèi)容和業(yè)務上面，下圖做了最為詳細的說明。表5.4車聯(lián)網(wǎng)的應用1)在智能交通應用中，上海交通大學的tig項目在2006年就開始運作，采集了上海市4000多輛出租車的實時信息。2)mitcartel項目利用移動車輛和手機上的傳感器搜集數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)加以處理和加工，讓數(shù)據(jù)看得見，對數(shù)據(jù)進行可視化的轉(zhuǎn)化和處理。3)舊金山灣區(qū)開展了cabspotting項目，他們在出租車上安裝gps跟蹤設(shè)備，記錄車輛的移動軌跡。4)ibm在新加坡進行交通路況測試，提前一小時預測車流量和車速，其精度高達90%。車聯(lián)網(wǎng)如同20世紀80年代互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)一樣，它將帶給人們生活、工作方方面面的影響和滲透，對人們的生活便捷化產(chǎn)生重要作用。城市生活的更美好、更加便捷也需要車聯(lián)網(wǎng)投入一份貢獻。在這里，車聯(lián)網(wǎng)可以運用到緊急救援系統(tǒng)、智能導航系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)以及社區(qū)網(wǎng)絡(luò)當中。1）緊急救援系統(tǒng)。一旦發(fā)生緊急狀況，用戶按動相關(guān)按鈕，客服人員能夠通過gps技術(shù)精確定位，并與車主及時對話，對車主進行緊急救援，盡量減少不必要的財產(chǎn)損失，讓用戶生命財產(chǎn)安全得到