基于gis和rfid的寧波電動(dòng)車管理研究【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理</p><p>　　基于GIS和RFID的寧波電動(dòng)車管理研究</p><p>　　Research on Electric Vehicle Management based on GIS and RFID in Ningbo City</p&g

2、t;<p>　　基于GIS和RFID的寧波電動(dòng)車管理研究</p><p>　　摘要：由于符合“低碳”生活理念的要求，電動(dòng)車得到越來越多用戶的青睞。然而隨著電動(dòng)車使用的推廣，問題也越來越突出：管理不方便、車輛容易被盜等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，在寧波市發(fā)生的全部盜竊案件中，電動(dòng)車盜竊案件就占其中的近40%。目前，寧波市以江北、海曙為試點(diǎn)，創(chuàng)新采用RFID技術(shù)用于電動(dòng)車管理，取得了良好效果。鑒于此，本著優(yōu)化升級(jí)

3、的想法，本文作者在對(duì)GIS等理論研究的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于GIS和RFID的電動(dòng)車管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。采用RFID對(duì)運(yùn)行的車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別和數(shù)據(jù)信息交換，并通過GIS將車輛的運(yùn)行情況及路網(wǎng)狀況以電子地圖的形式實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給用戶。為今后電動(dòng)車管理提供一個(gè)參考，同時(shí)也為寧波市“智慧城市”的建設(shè)提供部分支持。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電動(dòng)車管理；GIS；RFID；系統(tǒng)</p><p>　　Re

4、search on Electric Vehicle Management based on </p><p>　　GIS and RFID in Ningbo City</p><p>　　Abstract：Electric cars have won more and more users of all ages as it consists with the concept of

5、"low carbon" life.However,with the rapid promotion of electric cars,the problems began to appear.For example,they are not easy to manage but so easy to be stolen.In recent years,according to statistics,the elec

6、tric vehicle theft accounted for nearly 40% of all the theft cases in Ningbo City.Currently,the Ningbo City make innovative use of the radio frequency identification(RFID) technology for elec</p><p>　　Key Wo

7、rds：electric vehicle management；GIS；RFID；system</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　1 引言0</b></p><p>　　1.1 研究背景0</p><p>　　1.2 研究意義1</p>&l

8、t;p>　　1.3 研究方法1</p><p>　　1.4 本文組織體系2</p><p>　　2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　2.1 國外研究發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　2.2 國內(nèi)研究發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　3 基本理論體系5</p><p>　　

9、3.1 理論體系框架5</p><p>　　3.2 相關(guān)技術(shù)敘述6</p><p>　　3.2.1 地理信息系統(tǒng)GIS6</p><p>　　3.2.2 射頻識(shí)別技術(shù)RFID6</p><p>　　3.2.3 通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS8</p><p>　　4 寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)8</p&g

10、t;<p>　　4.1 系統(tǒng)概述8</p><p>　　4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)9</p><p>　　4.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則9</p><p>　　4.4 系統(tǒng)總體架構(gòu)10</p><p>　　4.5 系統(tǒng)功能框架11</p><p>　　5 寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)12</p>

11、<p>　　5.1 系統(tǒng)硬件配置12</p><p>　　5.1.1 GIS系統(tǒng)硬件配置12</p><p>　　5.1.2 RFID系統(tǒng)硬件配置13</p><p>　　5.2 系統(tǒng)軟件配置13</p><p>　　5.3 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與安全策略14</p><p>　　5.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫詳細(xì)設(shè)

12、計(jì)14</p><p>　　6 寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)主要功能擬實(shí)現(xiàn)17</p><p>　　6.1 車輛查驗(yàn)功能的實(shí)現(xiàn)17</p><p>　　6.2 標(biāo)記車輛報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)19</p><p>　　6.3 數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)19</p><p>　　6.4 基于地形圖的查詢功能20</p>

13、<p>　　6.4.1 SQL屬性查詢20</p><p>　　6.4.2 定位查詢21</p><p>　　6.4.3 空間關(guān)系查詢22</p><p>　　6.5 軌跡回放功能23</p><p>　　7 結(jié)論與展望25</p><p>　　7.1 取得的成果25</p>

14、<p><b>　　7.2 亮點(diǎn)25</b></p><p>　　7.3 有待完善的問題25</p><p><b>　　7.4 展望26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p&

15、gt;<p><b>　　引言</b></p><p><b>　　研究背景</b></p><p><b>　　論文研究背景</b></p><p>　　電動(dòng)車簡而言之就是以電力為能源的車子。作為綠色交通工具，它將在21世紀(jì)給人類社會(huì)帶來巨大的變化。發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)早已成為國家高科技研

16、究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)的主攻方向之一[3]。電動(dòng)車行業(yè)在中國崛起僅僅幾年時(shí)間，各地電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)就如雨后春筍般蓬勃發(fā)展[3]：2004年，中國電動(dòng)車行業(yè)已有1000多家生產(chǎn)廠，年產(chǎn)量達(dá)675萬輛；2005年，中國的電動(dòng)車年產(chǎn)量達(dá)960萬輛，市場保有量在1500萬輛以上；2006年國內(nèi)電動(dòng)車產(chǎn)量達(dá)到近2000萬輛，比上年增幅60%以上；2010年，中國輕型電動(dòng)車的產(chǎn)銷量達(dá)到3000萬輛。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，寧波市目前上牌電動(dòng)車社會(huì)擁有量已達(dá)120

17、萬輛。如果包括超標(biāo)電動(dòng)車在內(nèi)，全市電動(dòng)車總擁有量達(dá)220萬輛之多。</p><p>　　此外，電動(dòng)車因?yàn)閮r(jià)格低廉，出行便利越來越受到人們的歡迎，每到上下班時(shí)間，馬路兩邊的慢行道上便會(huì)涌起電動(dòng)車的“長流”。但是電動(dòng)車也有不便的地方，細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn)，許多電動(dòng)車的電瓶外面都會(huì)被車主額外地加了一把鎖，目的就是防止被盜。即便如此，電動(dòng)車被盜案件還是屢見不鮮。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，在寧波市發(fā)生的全部盜竊案件中，電動(dòng)車盜竊案件就占其

18、中的近40%。面對(duì)如此棘手的問題，也試行了各種解決方案，如電動(dòng)車“安全芯”、“六重鎖”等等。但不是因?yàn)樾阅懿环€(wěn)，就是成本太高而效果不甚顯著。為此本文參考了在江北區(qū)、海曙區(qū)試運(yùn)行的一套基于RFID的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)，該系統(tǒng)試運(yùn)行過程中，3個(gè)月沒有電動(dòng)車被盜記錄?？梢姡徽搹姆辣I效果方面還是從穩(wěn)定性方面來說，基于RFID的電動(dòng)車防盜系統(tǒng)都是其它電動(dòng)車防盜系統(tǒng)無法比擬的。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)車的管理工作，如何來了解被盜電動(dòng)車出現(xiàn)的位置就顯得十分

19、必要。本課題將借助GIS和RFID技術(shù)試圖在技術(shù)框架上解決這個(gè)問題。</p><p><b>　　2、論文依托背景</b></p><p>　　作為近年來對(duì)人類城市發(fā)展關(guān)注和探索的一個(gè)進(jìn)程，“智慧城市”的概念正逐漸被全球越來越多的國家和社會(huì)公眾所接受?！爸腔鄢鞘小笔且曰ヂ?lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)，以智慧技術(shù)高度集成、智慧產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展、智慧

20、服務(wù)高效便民為主要特征的城市發(fā)展新模式[1]。</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新時(shí)代的背景下，2010年初，寧波市委、市政府也提出了加快推進(jìn)“智慧城市”建設(shè)的新理念。本文中RFID與GIS集成的電動(dòng)車管理系統(tǒng)，利用時(shí)下最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的“智慧”管理，很好地契合了這一理念。</p><p><b>　　研究意義</b></p><

21、p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著電動(dòng)車的推廣，電動(dòng)車盜竊事件也呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，給使用者帶來不便的同時(shí)，也不利于社會(huì)的穩(wěn)定安全和經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。制定出一套切實(shí)管用的電動(dòng)車管理系統(tǒng)，既關(guān)系到人民群眾財(cái)產(chǎn)安全，也是對(duì)寧波市“智慧城市”建設(shè)的重要保障。同時(shí)，做好電動(dòng)車的防盜工作，也是寧波城市社會(huì)文明和進(jìn)步的重要標(biāo)志。</p><p>　　作為中國國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，GIS和RFID技術(shù)在各個(gè)行業(yè)廣泛用于物流、交通、安全

22、等各個(gè)領(lǐng)域，并產(chǎn)生了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。建立寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)，不僅有利于實(shí)現(xiàn)寧波市電動(dòng)車行業(yè)的良好發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)；還可以配合政府和公安機(jī)關(guān)做好電動(dòng)車管理工作。該系統(tǒng)一方面實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)跟蹤、地理位置顯示以及軌跡回放等，還可以大大減少發(fā)生事故的可能性。另一方面，可以對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行有效驗(yàn)證，防止車輛偷盜發(fā)生，且可以在車輛丟失以后，通過在電子地圖上顯示丟失車輛的位置，以便制定各種應(yīng)急方案。</p>&

23、lt;p><b>　　研究方法</b></p><p>　　在論文的創(chuàng)作過程中，主要參考相關(guān)的學(xué)科理論、法律法規(guī)和政府政策，并結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段，提出了基于數(shù)據(jù)層、集成層、邏輯層、表現(xiàn)層和設(shè)備層的“五層”總體架構(gòu)。</p><p><b>　　具體研究方法如下：</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)檢索法：通過檢索網(wǎng)

24、絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源，可以下載一些相關(guān)的論文、期刊、圖書等等，常用的有萬方、維普、中國知網(wǎng)、谷歌學(xué)術(shù)搜索等。另外，通過一些專題網(wǎng)站，如RFID世界網(wǎng)、GIS帝國等，了解行業(yè)最新動(dòng)態(tài)以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　文獻(xiàn)研究法：查閱資料，了解相關(guān)學(xué)科知識(shí)，對(duì)現(xiàn)有的電動(dòng)車管理措施以及方法進(jìn)行分析、歸類、比較，對(duì)存在的技術(shù)問題和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)具有較大實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究成果進(jìn)行剖析和評(píng)價(jià)。</p><

25、p>　　整合法：將國內(nèi)外GIS、RFID、計(jì)算機(jī)、智能交通（ITS）、空間數(shù)據(jù)庫等領(lǐng)域的新理論、新方法、新成果、新技術(shù)等引入關(guān)鍵技術(shù)研究中。</p><p>　　調(diào)查法：通過走訪附近居民、社區(qū)物業(yè)管理以及公安、交警部門，了解用戶需求，并評(píng)價(jià)系統(tǒng)可行性。</p><p><b>　　本文組織體系</b></p><p>　?。?）引言部分：

26、闡述本論文的研究意義、研究背景和研究方法，從課題價(jià)值、政策趨勢(shì)方面確定論文研究的重要性和必要性。</p><p>　　（2）研究發(fā)展現(xiàn)狀部分：介紹當(dāng)前國內(nèi)和國外可供參考的理論體系和利用現(xiàn)狀，包括研究的不足與局限，為本論文的撰寫提供進(jìn)一步的研究平臺(tái)和經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　?。?）基本理論體系部分：提出本文理論體系框架，并對(duì)三大支撐技術(shù)（地理信息系統(tǒng)GIS、射頻識(shí)別技術(shù)RFID、通用分組無

27、線業(yè)務(wù)GPRS）加以論述，為后文的撰寫提供理論和技術(shù)支持。</p><p>　?。?）寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：從總體把握和論述系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、原則；模塊化思想設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能框架，并提出了系統(tǒng)的總體架構(gòu)。</p><p>　?。?）寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)：站在實(shí)際運(yùn)用的角度設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟硬件配置，制定出系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和安全策略，重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的詳細(xì)設(shè)計(jì)。是本

28、文的重點(diǎn)章節(jié)，達(dá)到本文預(yù)定目標(biāo)。</p><p>　　寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)主要功能擬實(shí)現(xiàn)：考慮系統(tǒng)主要功能（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)響應(yīng)功能、基于地圖查詢功能、車輛軌跡回放功能）實(shí)現(xiàn)原理和流程，是本文的成果和亮點(diǎn)展示章節(jié)。</p><p>　　（7）結(jié)論與展望：提出本論文的研究不足和局限，并論述未來該研究領(lǐng)域可進(jìn)一步擴(kuò)充的內(nèi)容。</p><p><b>　　國內(nèi)外研究發(fā)展

29、現(xiàn)狀</b></p><p>　　電動(dòng)車的管理是一件繁瑣但不失重要性的工作。目前，一般的信息技術(shù)和單一的技術(shù)手段已無法滿足管理需求。完善其管理需要建立電動(dòng)車實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，這就分別涉及到地理信息系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和通信技術(shù)。</p><p>　　地理信息系統(tǒng)（Geographic information system簡稱GIS）是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興學(xué)科，它是管理和研究空

30、間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，它可以對(duì)空間數(shù)</p><p>　　據(jù)按照地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對(duì)數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實(shí)體及其相互關(guān)系[4]。地理信息系統(tǒng)通過對(duì)各種數(shù)據(jù)（空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）的綜合分析，以地圖、圖形等可視化手段顯示其處理結(jié)果。盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多，但對(duì)于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來有二種情況。一是利用GIS系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在GIS的基礎(chǔ)上，利用它的開發(fā)函

31、數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件[16]。</p><p>　　電子射頻技術(shù)（Radio Frequency Identification簡稱RFID）屬非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于如汽車防盜系統(tǒng)、不停車收費(fèi)管理（ETC系統(tǒng)）、交通管理系統(tǒng)、停車場自動(dòng)化、機(jī)動(dòng)車通道控制系統(tǒng)、機(jī)場或者校園的一體化管理、物流配送、圖書管理、供應(yīng)鏈管理、資產(chǎn)追溯

32、與跟蹤等等方面。這項(xiàng)最初被應(yīng)用于二戰(zhàn)時(shí)期英軍的敵我飛機(jī)識(shí)別(identification friend or foe，IFF)系統(tǒng)的技術(shù)，己成為21世紀(jì)全球關(guān)注的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)[10]。</p><p>　　GPRS即“通用分組無線業(yè)務(wù)”（General Packet Radio Service）的英文簡稱，它是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加的一套分組交換系統(tǒng)，與互聯(lián)網(wǎng)相連，向移動(dòng)用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有“永遠(yuǎn)

33、在線”、“高速傳輸”、“覆蓋面廣”、“移動(dòng)性強(qiáng)”等優(yōu)點(diǎn)?；贕PRS可實(shí)現(xiàn)諸如：移動(dòng)辦公、綜合定位等。自1999年開始，全球GPRS市場開始逐步升溫[5]。目前GPRS廣泛應(yīng)用于政務(wù)、公安、交通、金融、電力、工商、農(nóng)業(yè)、教育等領(lǐng)域。</p><p>　　2.1 國外研究發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　西方發(fā)達(dá)國家相比我國，GIS技術(shù)發(fā)展較快。美國目前有84％的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的辦公室正使用GIS

34、技術(shù)；已完成全球1：100全數(shù)字化地圖系統(tǒng)以支持全球軍事活動(dòng)，海灣戰(zhàn)爭中“沙漠質(zhì)牌”和“沙漠風(fēng)暴”等軍事活動(dòng)都是以GIS中提供數(shù)據(jù)作為轟炸和其他軍事活動(dòng)的依據(jù)；1998年還建立了“地理信息和分析中心”，用于對(duì)GIS的研究和發(fā)展。德國長期以來應(yīng)用GIS進(jìn)行地籍管理、市政管理和城市規(guī)劃，并取得了相當(dāng)?shù)纳鐣?huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。澳大利亞也是應(yīng)用GIS較為成熟的國家之一，其GIS軟件GENMAP已得到廣泛應(yīng)用，該國的布里斯班市在申辦奧運(yùn)會(huì)期間，使用已

35、建成的城市地理信息系統(tǒng)成為其有利的競爭條件。亞洲四小龍之一的新加坡，完成了“整體性國土資源系統(tǒng)”的GIS項(xiàng)目。</p><p>　　RFID射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)際上是一項(xiàng)較早的技術(shù)，在20世紀(jì)60年代的時(shí)候，RFID射頻識(shí)別技術(shù)的理論已經(jīng)得到發(fā)展，并且開始了一些嘗試性的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代起，這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。</p><p><b>　　美國</b></p

36、><p>　　美國政府是RFID應(yīng)用的積極推動(dòng)者。目前美國的交通、車輛管理、身份識(shí)別、生產(chǎn)線自動(dòng)化控制、倉儲(chǔ)管理及物資跟蹤等領(lǐng)域已經(jīng)開始逐步應(yīng)用RFID技術(shù)。在物流方面，美國已有10多家企業(yè)支持RFID應(yīng)用，這其中包括：零售商沃爾瑪、制造商吉列、強(qiáng)生、寶潔、物流行業(yè)的聯(lián)合包裹服務(wù)公司以及政府方面國防部的物流應(yīng)用。</p><p><b>　　英國</b></p>

37、;<p>　　英國航空公司正進(jìn)行RFID試驗(yàn)計(jì)劃，允許某些特定的智能型RFID標(biāo)簽在掃描的同時(shí)改變其記錄內(nèi)容，不需要換新標(biāo)簽。如此一來，將使航空公司很容易偵測(cè)到旅客利用轉(zhuǎn)機(jī)夾帶非法物品的可能性。此外，旅客報(bào)到時(shí)不再需要掃描條碼器，簡化手續(xù)流程。</p><p><b>　　日本</b></p><p>　　日本是一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國，它在電子標(biāo)簽研究領(lǐng)域起步較

38、早，政府也將RFID作為一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)來發(fā)展。郵政與電信通訊部（MPHPT）在2004年3月發(fā)布了針對(duì)RFID的“關(guān)于在傳感網(wǎng)絡(luò)時(shí)代運(yùn)用先進(jìn)的RFID技術(shù)的最終研究草案報(bào)告”，報(bào)告稱MPHPT將繼續(xù)支持測(cè)試在UHF頻段的被動(dòng)及主動(dòng)的電子標(biāo)簽技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論管制的問題。從近來日本RFID領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)來看，與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的基于RFID技術(shù)的產(chǎn)品和解決方案開始集中出現(xiàn)。</p><p>　　2.2 國內(nèi)研究

39、發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國對(duì)GIS的研究有20 多年的歷史，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，GIS技術(shù)逐漸走向成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。目前，不但在測(cè)繪、制圖資源調(diào)查和環(huán)境治理等領(lǐng)域被成功地應(yīng)用，而且已成為城市規(guī)劃、設(shè)施管理和工程建設(shè)的重要工具。同時(shí)還進(jìn)入了軍事戰(zhàn)略分析、商業(yè)策劃、文化教育乃至人們的日常生活中。國內(nèi)較著名的軟件有MAPGIS、GEOSTAR、CIWSTAR、SUPERMAP和MAPENGINE等。

40、國產(chǎn)軟件取得了舉世矚目的成績。國產(chǎn)GIS軟件MAPGIS隨同“神舟五號(hào)”遨游太空；全面進(jìn)入電信行業(yè)；國產(chǎn)GIS軟件全國邊界管理系統(tǒng)在2003年底建成；物流市場裝機(jī)容量超過萬臺(tái)的國產(chǎn)GIS軟件系統(tǒng)在2004年建成。GIS產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)蓬勃發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。但是在GIS產(chǎn)業(yè)化的過程中，問題也逐漸凸顯，例如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不齊全，市場體系不完善，產(chǎn)業(yè)政策不配套；軟件產(chǎn)品系列不完整，技術(shù)創(chuàng)新力度不夠；共享機(jī)制沒有建立，地理數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)沒有形成等等。這都是在

41、以后的發(fā)展中需要重點(diǎn)解決的問題。</p><p>　　作為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一，RFID技術(shù)的應(yīng)用已越來越普及。中國作為世界生產(chǎn)中心之一和最具潛力的消費(fèi)市場，對(duì)RFID的需求也越來越強(qiáng)烈。我國已經(jīng)嘗試在一些領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用示范，并取得不錯(cuò)的收效。比如國家煤礦工種在安全帽上使用標(biāo)簽，以解決煤礦工人安全檢查的問題；郵政行業(yè)進(jìn)行的物品傳輸方面的安全及整體數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用測(cè)試；智能交通中的不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）等。當(dāng)前，R

42、FID的發(fā)展也面臨一些障礙，其中最主要的就是隱私權(quán)問題的糾紛以及標(biāo)簽的成本問題。</p><p><b>　　基本理論體系</b></p><p>　　3.1 理論體系框架</p><p>　　本文研究基于以下幾個(gè)模塊：理論模塊；技術(shù)模塊；政策、標(biāo)準(zhǔn)模塊以及網(wǎng)絡(luò)模塊。詳見圖3-1。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)理論

43、體系框架</p><p>　　3.2 相關(guān)技術(shù)敘述</p><p>　　3.2.1 地理信息系統(tǒng)GIS</p><p>　　地理信息系統(tǒng)起源于20世紀(jì)60年代，它作為傳統(tǒng)學(xué)科（地理學(xué)、地圖學(xué)和測(cè)量學(xué)）與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)（遙感、計(jì)算機(jī)等）結(jié)合的產(chǎn)物，在其50多年的發(fā)展歷程中取得了很大的成就。地理信息系統(tǒng)按一種新的方式去組織和管理地理信息，以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。其成果

44、通常使用地圖加以表示，地圖是地理信息的載體和語言，主要有表示地表形態(tài)和地物分布的普通地圖、地形圖以及詳細(xì)表示某種（或某些）自然要素的專題圖。</p><p>　　與一般的管理信息系統(tǒng)（MIS）相比，GIS具有如下特征：</p><p>　　統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖形文件的存儲(chǔ)；</p><p>　　強(qiáng)調(diào)空間分析，常利用空間分析模型來解決實(shí)際問題；</

45、p><p>　　GIS的成功運(yùn)用，不僅取決于技術(shù)體系，而且依靠一定的組織體系（如系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)者等）。</p><p>　　一個(gè)實(shí)用的GIS系統(tǒng)有五個(gè)部分構(gòu)成：硬件、軟件、應(yīng)用模型、空間數(shù)據(jù)和人員。如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 地理信息系統(tǒng)GIS的構(gòu)成</p><p>　　3.2.2 射頻識(shí)別技術(shù)RFID</p&

46、gt;<p>　　射頻識(shí)別技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)[ 6 ]。其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間（電感或電磁耦合）傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[7]。RFID系統(tǒng)一般由3個(gè)部分組成[8]：</p><p>　　電子標(biāo)簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的RFID編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，一般情況下，標(biāo)簽

47、包含了標(biāo)簽天線；</p><p>　　讀寫器（Reader）：讀?。ɑ?qū)懭耄?biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；</p><p>　　天線（Antenna）：在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號(hào)。</p><p>　　其工作原理如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 RFID系統(tǒng)工作原理[9]</p><p>　

48、　RFID是一項(xiàng)易于操控，簡單實(shí)用且特別適用于自動(dòng)化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)。RFID標(biāo)簽與其它識(shí)別裝置（條形碼、磁卡、IC卡等）的比較如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 RFID與其他識(shí)別裝置的對(duì)比 </p><p>　

49、　除此之外，RFID還具有可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體；可同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀；無須人工干預(yù)，可用于各種惡劣環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　3.2.3 通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS</p><p>　　GPRS可以說是GSM（Global System For Mobile Communication全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）的延伸。它是GSM Phase2.1規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，以封包(Packet)式傳

50、輸，具有比GSM網(wǎng)9.6Kbps更高的傳輸速率，可達(dá)56甚至114Kbps。基本原理是當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需要時(shí)，利用分組在網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)，而不是利用當(dāng)前承載服務(wù)所采用的固定電路連接，這促進(jìn)了多用戶間對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的共享。GPRS網(wǎng)提供的承載業(yè)務(wù)有：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無連接網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（PTP-CLNS）、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（PTP-CONS）和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（PTM）。</p><p>　　它具有如下主要特點(diǎn)：</p&g

51、t;<p>　　采用分組交換技術(shù)，高效傳輸高速或低速數(shù)據(jù)和信令，優(yōu)化了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和無線資源的利用；</p><p>　　支持基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的應(yīng)用，可以和IP網(wǎng)、X.25網(wǎng)互聯(lián)互通。支持特定的點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)一些特別應(yīng)用；</p><p>　　可利用現(xiàn)有的無線覆蓋，為用戶提供端到端的數(shù)據(jù)分組交換和傳輸；</p><p>　　具有多種服務(wù)

52、質(zhì)量（QoS），支持多種數(shù)據(jù)應(yīng)用；</p><p>　　實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型以及服務(wù)質(zhì)量等級(jí)的計(jì)費(fèi)功能，計(jì)費(fèi)方式更合理；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。</p><p>　　寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 系統(tǒng)概述</b></p>

53、<p>　　本電動(dòng)車管理系統(tǒng)融合地理信息系統(tǒng)、射頻識(shí)別技術(shù)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊技術(shù)于一體，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RFID定位、電子地圖顯示和車輛監(jiān)控等功能。</p><p>　　GIS是近年來發(fā)展迅速的一門新興學(xué)科和技術(shù)，它作為地圖制圖學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感、統(tǒng)計(jì)、測(cè)繪、規(guī)劃、通訊、管理等學(xué)科交叉運(yùn)用的產(chǎn)物而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。在本系統(tǒng)中，作用主要體現(xiàn)在將非圖形信息疊加到圖形信息、對(duì)地圖的顯示

54、和管理、對(duì)受控移動(dòng)目標(biāo)位置的顯示以及統(tǒng)計(jì)分析查詢等。</p><p>　　RFID系統(tǒng)采用大規(guī)模集成電路計(jì)算、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、電子識(shí)別，通過讀寫器和安裝于電動(dòng)車上的RFID標(biāo)簽（車卡）以及用戶手持的RFID標(biāo)簽（人卡），實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的非接觸識(shí)別和數(shù)據(jù)信息交換，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和車輛的定位。</p><p>　　GPRS系統(tǒng)是目前國內(nèi)傳輸速度最快、系統(tǒng)可靠性最高的數(shù)字移動(dòng)通訊系統(tǒng)。本系統(tǒng)采

55、用GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的GPRS服務(wù)，實(shí)現(xiàn)管理中心與用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。GPRS的Internet接入功能，可提供失竊車輛的信息發(fā)布與下載。且基于IP協(xié)議的傳輸機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)豐富類型數(shù)據(jù)的傳輸，保證了系統(tǒng)今后的擴(kuò)展能力。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　系統(tǒng)應(yīng)全面實(shí)現(xiàn)車輛信息管理的自動(dòng)化，即系統(tǒng)的功能要涵蓋電動(dòng)車防盜等各項(xiàng)業(yè)務(wù)；通過中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)車輛信息資源共享

56、和信息交換；系統(tǒng)具有較高實(shí)用性。</p><p>　　系統(tǒng)應(yīng)全面、完整地管理全部基礎(chǔ)信息，具有海量圖庫管理功能，基礎(chǔ)信息精度高，圖庫管理處理能力強(qiáng)，信息更新方便，系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　系統(tǒng)不但具有快速、方便地對(duì)車輛進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)等功能，還應(yīng)該能對(duì)用戶報(bào)警做出迅速響應(yīng)，并及時(shí)回溯車輛行駛軌跡，也就是使車輛信息由靜態(tài)管理轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)管理。</p><p>　

57、　系統(tǒng)能構(gòu)建一個(gè)通用性較強(qiáng)的定位監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一切車輛實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控等管理服務(wù)；建立良好的系統(tǒng)接口，以便集成其他信息服務(wù)。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到目前先進(jìn)水平，系統(tǒng)中的具體設(shè)備選擇應(yīng)以可實(shí)現(xiàn)性為標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要最大限度地利用寧波市當(dāng)?shù)丨h(huán)境、設(shè)備、通信等資源。</p><p>　　

58、可靠性和安全性 數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)應(yīng)是準(zhǔn)確可靠的；系統(tǒng)應(yīng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力和處理突發(fā)事件的能力，不至于因某個(gè)事件而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)癱瘓；系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮系統(tǒng)的安全性，使其免受外來入侵和破壞。</p><p>　　規(guī)范性和可操作性 系統(tǒng)應(yīng)以軟件工程的思想和方法來建立，各項(xiàng)功能符合車輛管理的要求，信息編碼遵循行業(yè)或地方規(guī)范，保證系統(tǒng)的科學(xué)性和使用的方便性。</p><p>　　可擴(kuò)性和

59、開放性 系統(tǒng)應(yīng)具有良好的接口和方便的二次開發(fā)工具，以便系統(tǒng)不斷擴(kuò)充和完善；在輸入、輸出方面應(yīng)具有較強(qiáng)兼容性，能進(jìn)行各種不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　模塊化設(shè)計(jì)方式 系統(tǒng)的軟硬件均采用模塊化設(shè)計(jì)，以便系統(tǒng)的擴(kuò)展和技術(shù)維護(hù)，盡量做到軟硬件間的互通。</p><p>　　4.4 系統(tǒng)總體架構(gòu)</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)總體目標(biāo)及設(shè)計(jì)原則，以及系統(tǒng)所要具備

60、的功能要求，結(jié)合ArcGIS開發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)由表現(xiàn)層、開發(fā)層、數(shù)據(jù)集成層和數(shù)據(jù)層組成。采用集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理方式，支持多用戶同時(shí)訪問數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)總體架構(gòu) </p><p>　　表現(xiàn)層 用于顯示和控制管理各個(gè)

61、功能模塊。以基于寧波市江北區(qū)的GIS電子地圖應(yīng)用為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車實(shí)時(shí)監(jiān)控、電動(dòng)車的查驗(yàn)、電動(dòng)車經(jīng)過測(cè)點(diǎn)查詢和統(tǒng)計(jì)、地圖縮放等地圖操作。其中，電子地圖中應(yīng)包含監(jiān)控區(qū)內(nèi)相關(guān)的各個(gè)路口、收費(fèi)站、小區(qū)、商貿(mào)區(qū)等監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布；對(duì)標(biāo)記（失竊）車輛經(jīng)過測(cè)點(diǎn)的報(bào)告進(jìn)行多種方式的實(shí)時(shí)顯示，如表格、圖上標(biāo)示等；對(duì)標(biāo)記車輛經(jīng)過測(cè)點(diǎn)歷史報(bào)告的查詢和統(tǒng)計(jì)，用于歷史軌跡回放等。</p><p>　　開發(fā)層 用于對(duì)表現(xiàn)層的技術(shù)支持。通過運(yùn)

62、用各種插件、中間件，并借助ArcGIS平臺(tái)，支持系統(tǒng)的建立。設(shè)計(jì)原理或者分析流程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能，包括監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計(jì)、以及車輛查驗(yàn)等。并針對(duì)系統(tǒng)的功能要求，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和篩選、地理分析、查詢統(tǒng)計(jì)與優(yōu)化反饋等。</p><p>　　集成層 用于整合屬性數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)非圖形信息與圖形信息的疊加。數(shù)據(jù)經(jīng)過矢量化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化等集成處理和編輯后生成寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)電子地圖。</p>

63、<p>　　數(shù)據(jù)層 對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)一的存儲(chǔ)，并定期對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。本系統(tǒng)中需要地形圖信息庫，存儲(chǔ)用來集成寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)電子地圖的各種原始圖件和圖像資料等；電動(dòng)車信息庫，包含電動(dòng)車基本信息、用戶（車主）基本信息以及被標(biāo)記車輛信息；RFID信息庫，應(yīng)囊括車輛標(biāo)簽（車卡）信息和手持標(biāo)簽（人卡）信息；監(jiān)控區(qū)信息庫，主要說明監(jiān)控區(qū)域名稱、屬地、邊界等信息。由此看來，數(shù)據(jù)庫應(yīng)具有很強(qiáng)的兼容性，能夠

64、存儲(chǔ)和處理多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　4.5 系統(tǒng)功能框架</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)原則以及系統(tǒng)目標(biāo)，寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能可以概括為如下功能模塊：數(shù)據(jù)管理子模塊、車輛監(jiān)控子模塊、報(bào)警響應(yīng)子模塊、狀態(tài)查詢子模塊、車輛查驗(yàn)子模塊和分析統(tǒng)計(jì)子模塊。這些功能的具體內(nèi)容組成了系統(tǒng)的功能框架，如圖4-2：</p><p>　　圖4-2 系統(tǒng)功能

65、框架圖</p><p>　　數(shù)據(jù)管理子模塊 用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理?？偟膩碚f分為兩種數(shù)據(jù)：靜態(tài)數(shù)據(jù)，指更新頻率較低的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過人工或編寫程序批量存入數(shù)據(jù)庫中，作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通常不做修改，如江北區(qū)信息、監(jiān)控區(qū)信息、標(biāo)簽信息（ID、類型、工作狀態(tài)、位置等）、電動(dòng)車基本信息（顏色、車型、車牌等）、用戶信息（ID、身份證、單位等）、通用報(bào)警信號(hào)信息等等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)則是需要經(jīng)常更新的數(shù)據(jù)，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行獲取

66、當(dāng)前最新的信息，如電動(dòng)車實(shí)時(shí)位置記錄、電動(dòng)車經(jīng)過測(cè)點(diǎn)記錄等。包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、建庫、庫修改、檢索等。</p><p>　　車輛監(jiān)控子模塊 針對(duì)標(biāo)記車輛的管理。當(dāng)讀頭檢測(cè)到標(biāo)記車輛信息時(shí)，自動(dòng)記錄、反饋，同時(shí)向應(yīng)用程序接口發(fā)動(dòng)指令，調(diào)用攝像頭獲取電動(dòng)車實(shí)時(shí)圖像，旨在豐富地圖顯示內(nèi)容、完善地圖庫內(nèi)容等。</p><p>　　報(bào)警響應(yīng)子模塊 包括報(bào)警信號(hào)的發(fā)布、判定和消息窗口彈出。用戶

67、報(bào)警后，由管理中心發(fā)布統(tǒng)一報(bào)警信號(hào)，通過采集經(jīng)過檢測(cè)點(diǎn)電動(dòng)車的信息，與相關(guān)屬性表進(jìn)行比對(duì)，查看是否含有報(bào)警信號(hào)，若有，則彈出報(bào)警窗口。本功能使對(duì)電動(dòng)車的管理更便捷和直觀。</p><p>　　狀態(tài)查詢子模塊 通過對(duì)車輛的當(dāng)前和歷史狀態(tài)查詢，為任務(wù)決策提供依據(jù)。</p><p>　　車輛查驗(yàn)子模塊 通過RFID閱讀器讀入車輛ID及相關(guān)信息，查詢相應(yīng)屬性表，確定被檢車輛當(dāng)前狀態(tài)（正常、被盜

68、等）。</p><p>　　分析統(tǒng)計(jì)子模塊 負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做出反應(yīng)，給數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)、基于地形圖的分析等；對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車行駛軌跡的回放。</p><p>　　寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 系統(tǒng)硬件配置</p><p>　　5.1.1 GIS系統(tǒng)硬件配置</p><p&g

69、t;　　計(jì)算機(jī)與一些外部設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的聯(lián)接構(gòu)成GIS的硬件環(huán)境。用以存儲(chǔ)、處理、傳輸和顯示地理信息或空間數(shù)據(jù)。</p><p>　　服務(wù)器：工作站或小型機(jī)（如PC），微型機(jī)服務(wù)器主頻一般在800MHz以上。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)交換器，網(wǎng)卡，網(wǎng)線，網(wǎng)橋。</p><p>　　處理設(shè)備：微機(jī)（配置采用Intel I以上，內(nèi)存2GB以上，硬盤1TB以上）

70、。</p><p>　　輸出設(shè)備：打印機(jī)（激光或噴墨等）、繪圖儀、顯示器。</p><p>　　輸入設(shè)備：數(shù)字化儀（A2幅面）、掃描儀。</p><p>　　5.1.2 RFID系統(tǒng)硬件配置</p><p>　　按照能量供應(yīng)的情況，RFID系統(tǒng)可以分為無源系統(tǒng)和有源系統(tǒng)[6]。在無源系統(tǒng)內(nèi)，標(biāo)簽沒有自己的電源，它所需的工作能量需要從讀寫器發(fā)

71、出的射頻波中獲取，具有成本低、無需維護(hù)、使用壽命長、識(shí)別距離可達(dá)20m以上等特點(diǎn)。有源系統(tǒng)雖具有較遠(yuǎn)閱讀距離，但標(biāo)簽內(nèi)的電池使用壽命有限（3～10年），且體積較大。所以本系統(tǒng)采用無源微波標(biāo)簽，具體配置如下：</p><p>　　RFID標(biāo)簽（車卡、人卡）：UHF系列射頻自動(dòng)識(shí)別標(biāo)簽。</p><p>　　天線：圓極化8dBi天線，用以降低系統(tǒng)對(duì)電子標(biāo)簽的方位敏感性，并增加輻射功率。<

72、/p><p>　　讀寫器：采用UHF遠(yuǎn)距離一體化系列讀寫器，工作頻率在920~925MHz左右。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)軟件配置</p><p>　　軟件是系統(tǒng)的核心，它代表著系統(tǒng)功能。圖5-1顯示軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，其中，內(nèi)核是操作系統(tǒng)，最外層是應(yīng)用軟件。內(nèi)層制約外層性能，外層為內(nèi)層提供反饋。</p><p>　　圖5-1 軟件系統(tǒng)體

73、系結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　具體配置如下：</b></p><p>　　操作系統(tǒng)：Windows 2000、Windows XP、Windows Vista等。</p><p>　　軟件平臺(tái)：ArcGIS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫軟件：關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS（服務(wù)器端：SQL Server）。

74、</p><p>　　輔助工具：AutoCAD、SuperMap、Coreldraw等。</p><p>　　開發(fā)工具：C++、C#等。</p><p>　　5.3 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與安全策略</p><p>　　目前RFID存在三個(gè)主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，分別是總部設(shè)在美國麻省理工學(xué)院（MIT）的Auto-ID Center（自動(dòng)識(shí)別中心）、日本的Ub

75、iquitous ID Center（UIC）和ISO標(biāo)準(zhǔn)體系[11]。本系統(tǒng)采用ISO/IEC 15963系列標(biāo)準(zhǔn)，在13.56MHz的頻率下工作，以卡的形式封裝。GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則遵循ISO/TC211地球信息科學(xué)專業(yè)委員會(huì)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　本系統(tǒng)應(yīng)能應(yīng)對(duì)以下威脅并予以防范：未授權(quán)讀取數(shù)據(jù)載體，假冒真的數(shù)據(jù)載體，竊聽無線通信并重放數(shù)據(jù)，將外來數(shù)據(jù)載體置入讀寫器詢問范圍，對(duì)RFID數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

76、攻擊以及物理環(huán)境干擾（如電磁干擾、斷電等）。對(duì)于上述威脅，可采用RFID Tag的互相對(duì)稱鑒別、導(dǎo)出密鑰的鑒別、加不間斷電源UPS、數(shù)據(jù)加密等手段。另外數(shù)據(jù)安全是一個(gè)系統(tǒng)安全的一個(gè)重要組成部分，因此，可以設(shè)置用戶登錄時(shí)，必須輸入用戶名和相應(yīng)密碼，經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證正確后，方可進(jìn)入?？梢詫?duì)不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，以保證系統(tǒng)的安全。</p><p>　　5.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p>　

77、　按照關(guān)系模型的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)為滿足一定條件的二維表，表具有固定的列數(shù)和任意行數(shù)。每個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)于表中的一行，表中的列表示屬性。每個(gè)表具有唯一的關(guān)鍵字，它是表示表間關(guān)系的基礎(chǔ)，將表格連接起來。一般來說，建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫步驟如下[12]：</p><p>　　(1)為每個(gè)類建立一張表；</p><p>　　(2)為每個(gè)表選擇一個(gè)主關(guān)鍵字；</p><p>　

78、　(3)引入外關(guān)鍵字以表示一對(duì)多關(guān)系；</p><p>　　(4)建立幾個(gè)新表來表示多對(duì)多關(guān)系；</p><p>　　(5)參照二維表的完整性規(guī)則定義；</p><p>　　(6)為每個(gè)字段選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)類型和取值范圍；</p><p>　　(7)評(píng)價(jià)模式質(zhì)量，并進(jìn)行必要改進(jìn)。</p><p>　　根據(jù)上述步驟，可設(shè)計(jì)

79、出本系統(tǒng)數(shù)據(jù)表，如表5-1至5-7所示。</p><p><b>　　1.電動(dòng)車基本信息</b></p><p>　　表5-1 電動(dòng)車基本信息表</p><p>　　2.車輛標(biāo)簽基本信息</p><p>　　表5-2 車載RFID基本信息表</p><p><b>　　手持標(biāo)簽基本信息&

80、lt;/b></p><p>　　表5-3 手持RFID基本信息表</p><p><b>　　被標(biāo)記車輛信息表</b></p><p>　　表5-4 標(biāo)記車輛基本信息表</p><p><b>　　5.監(jiān)控區(qū)基本信息</b></p><p>　　表5-5 監(jiān)控區(qū)基本信

81、息表</p><p>　　6.檢測(cè)點(diǎn)讀寫器信息</p><p>　　表5-6 測(cè)點(diǎn)讀頭基本信息表</p><p>　　7.電動(dòng)車經(jīng)過測(cè)點(diǎn)記錄</p><p>　　表5-7 車輛經(jīng)過測(cè)點(diǎn)基本信息表</p><p>　　建立了關(guān)系數(shù)據(jù)表的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，還要明確各表之間的聯(lián)系，以便于實(shí)際中的運(yùn)用及管理。其中，“1-1”表示兩個(gè)

82、表之間是1對(duì)1的關(guān)系，“1-n”表示兩個(gè)表之間是1對(duì)多的關(guān)系各數(shù)據(jù)表間的聯(lián)系設(shè)計(jì)如圖5-1所示：</p><p>　　圖5-1 數(shù)據(jù)表關(guān)系圖</p><p>　　6 寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)主要功能擬實(shí)現(xiàn)</p><p>　　6.1 車輛查驗(yàn)功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　靜態(tài)性區(qū)域的查驗(yàn)：這類區(qū)域主要指小區(qū)、停車場等車輛集中停放或有著集中管理的

83、地區(qū)。本類區(qū)域采取雙卡（車載RFID、手持RFID）檢測(cè)策略。車卡安置于電動(dòng)車隱蔽位置，人卡用戶可隨身攜帶，設(shè)置2張標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)。在各個(gè)出入口安裝RFID讀寫器和天線，并在后臺(tái)軟件中輸入用戶信息，車輛經(jīng)過裝有天線的門口時(shí)，讀寫器讀到車輛標(biāo)簽后，尋找與之配對(duì)的人卡，如果找到，則順利通過；如果未找到，則報(bào)警。具體功能實(shí)現(xiàn)原理如圖6-1所示： </p>

84、;<p><b>　　圖6-11</b></p><p>　　圖6-1 靜態(tài)區(qū)域車輛查驗(yàn)原理</p><p>　　動(dòng)態(tài)性區(qū)域的查驗(yàn)：這類區(qū)域主要針對(duì)賣場出入口、收費(fèi)站點(diǎn)、道路岔口等車輛流動(dòng)性較強(qiáng)的區(qū)域。本類區(qū)域采取沿路設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)的辦法，在重點(diǎn)路段安置RFID讀寫器和天線，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的軌跡記錄。通過讀寫器讀入車輛ID，并送入網(wǎng)絡(luò)終端，產(chǎn)生通信終端，根據(jù)車輛

85、ID查詢對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表，確定被檢車輛的當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)而檢察人員可以據(jù)此確定對(duì)被檢車輛的處理方式。流程如圖6-2：</p><p>　　圖6-2 動(dòng)態(tài)區(qū)域車輛查驗(yàn)流程</p><p>　　6.2 標(biāo)記車輛報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的即時(shí)性，一旦有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上報(bào)就要立即顯示出來。這就要求在信息系統(tǒng)里可以使用彈出新窗口或新信息對(duì)話框的方式出現(xiàn)。但是采用這種方

86、式，如果短時(shí)間內(nèi)有多輛車經(jīng)過測(cè)點(diǎn)，那么管理中心的顯示界面上就會(huì)布滿消息窗口，妨礙了系統(tǒng)的正常顯示和運(yùn)作。因此本系統(tǒng)中采取只彈出標(biāo)記車輛信息策略，所謂標(biāo)記車輛，就是被標(biāo)記有報(bào)警信號(hào)的車輛。報(bào)警信號(hào)由管理部門在收到用戶報(bào)警后統(tǒng)一制定和發(fā)布。例如設(shè)定報(bào)警信號(hào)為110bj，使用C#語言，主要實(shí)現(xiàn)語言可設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　if (this.Text == "110bj") {</p&g

87、t;<p>　　MessageBox.Show("電動(dòng)（c11083）：2011-04-18 13:25:25 于 讀頭1008", "檢測(cè)報(bào)告", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}</p><p>　　圖6-3 報(bào)警彈出窗口示意圖</p><p>　　電動(dòng)（c11083）是

88、車卡ID，后面是被檢測(cè)到的時(shí)間以及檢測(cè)該車的讀寫器編號(hào)。點(diǎn)擊“確定”可以鏈接到該車關(guān)聯(lián)的基本信息表和狀態(tài)描述信息，便于車輛歷史軌跡的回放。</p><p>　　6.3 數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有不同的屬性。電動(dòng)車動(dòng)態(tài)信息作為重要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，表明電動(dòng)車的活動(dòng)狀況。由于射頻技術(shù)無法像GPS那樣實(shí)現(xiàn)精確定位，因此僅能從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中推斷出當(dāng)前車輛位于讀頭某區(qū)域附近，采用

89、傳統(tǒng)列表方式，羅列出車輛的動(dòng)態(tài)信息。有新的數(shù)據(jù)上傳時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)更新相應(yīng)記錄，并定期清理過期數(shù)據(jù)。但列表方式過于單一，對(duì)于信息的表達(dá)沒有圖像來的直觀、具有層次感，查看起來沒有重點(diǎn)。為了解決這一問題，系統(tǒng)采取分類顯示的辦法，以突出重點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)控需要，可以將電動(dòng)車分為四類：正常車輛、一般監(jiān)控車輛、重點(diǎn)監(jiān)控車輛以及標(biāo)記車輛。每一類分別定義一種背景色，如圖6-4所示。</p><p>　　圖6-4 車輛按背景色分類統(tǒng)計(jì)&l

90、t;/p><p>　　在電動(dòng)車動(dòng)態(tài)信息表中，每一條記錄都會(huì)根據(jù)當(dāng)前記錄的車輛等級(jí)分別填充不同背景色。用戶通過顏色即可辨別車輛登記，對(duì)標(biāo)為深色背景的車輛重點(diǎn)關(guān)注。</p><p>　　另外，由于空間數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的地域性。數(shù)據(jù)還可以按照空間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在監(jiān)視區(qū)（或行政區(qū)）內(nèi)劃分路段，分別記錄各路段內(nèi)的讀頭信息。結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　圖6-5 車輛按空間分類統(tǒng)計(jì)&l

91、t;/p><p>　　6.4 基于地形圖的查詢功能</p><p>　　系統(tǒng)的最終成果需要借助地圖強(qiáng)大的表現(xiàn)力，各種空間以及非空間信息需要在地形圖上集成、表達(dá)，利用地圖的直觀性，更加便于決策輔助。</p><p>　　6.4.1 SQL屬性查詢</p><p>　　屬性查詢是GIS中最常用的查詢，GIS軟件通常支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語言。標(biāo)準(zhǔn)SQ

92、L查詢語言是：</p><p>　　Select 需顯示的屬性項(xiàng)</p><p>　　From 屬性表</p><p>　　Where 條件</p><p>　　or 條件</p><p>　　and 條件 </p>

93、<p>　　實(shí)現(xiàn)過程：交互式選擇各項(xiàng)，輸入后，系統(tǒng)再轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的SQL，由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)執(zhí)行或ODBC C語言執(zhí)行，得到結(jié)果，提取目標(biāo)標(biāo)識(shí)，在圖形文件中找到空間對(duì)象并加以顯示。下圖表示江北區(qū)某一監(jiān)控區(qū)的讀頭SQL屬性查詢結(jié)果。</p><p>　　圖6-6 SQL屬性查詢結(jié)果</p><p>　　6.4.2 定位查詢</p><p>　　定位查詢是給定一個(gè)

94、點(diǎn)或一個(gè)幾何圖形，檢索該圖形范圍內(nèi)的空間對(duì)象及其屬性。包括按點(diǎn)查詢、按矩形查詢、按橢圓形查詢以及按多邊形查詢。下圖展示按點(diǎn)查詢的某一檢測(cè)點(diǎn)讀寫器信息：</p><p>　　圖6-7 按點(diǎn)查詢結(jié)果</p><p>　　6.4.3 空間關(guān)系查詢</p><p>　　空間關(guān)系查詢是GIS極具特色的一種查詢方式，它有些是通過拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接查詢得到，有些則是通過空間運(yùn)算，

95、特別是空間位置的關(guān)系運(yùn)算得到。包括鄰接查詢、包含關(guān)系查詢、穿越查詢、落入查詢以及緩沖區(qū)查詢。例如查詢某一監(jiān)控區(qū)包含哪些檢測(cè)點(diǎn)（即讀頭所在地）就可以用包含查詢，如圖6-8。</p><p>　　圖6-8 包含查詢結(jié)果</p><p>　　6.5 軌跡回放功能</p><p>　　電動(dòng)車行駛軌跡回放功能的實(shí)現(xiàn)是以對(duì)電動(dòng)車歷史數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的。在實(shí)際運(yùn)用中將占有重要地

96、位，也是系統(tǒng)呈現(xiàn)給用戶最為直觀和實(shí)際的功能。當(dāng)有用戶判定車輛被盜后，就向管理中心提交報(bào)警信息，由管理中心發(fā)出指令讓各個(gè)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)過往車輛，讀取車輛的RFID標(biāo)簽，然后與目標(biāo)車輛信息進(jìn)行比對(duì)。如果該車是目標(biāo)車輛，通過高速以太網(wǎng)向管理中心發(fā)送該車ID、測(cè)點(diǎn)位置以及時(shí)間信息等等。圖6-9為實(shí)現(xiàn)軌跡回放功能的基本流程：</p><p>　　圖6-9 軌跡回放流程圖</p><p>　　設(shè)想電動(dòng)車于停

97、車場處失竊，根據(jù)查詢沿途及各個(gè)路口的讀寫器信息，統(tǒng)計(jì)標(biāo)記車輛(“1”表示被標(biāo)記)通過的記錄，即可得出電動(dòng)車行駛的歷史軌跡。效果圖舉例如下：</p><p>　　圖6-10 行駛軌跡回放效果圖</p><p><b>　　7 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　7.1 取得的成果</b></p>&

98、lt;p>　　在鄒逸江教授的辛勤指導(dǎo)下，經(jīng)過自己的努力潛心研讀，本文主要取得以下成果：</p><p>　　總結(jié)了寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)研究的基本理論體系；</p><p>　　從總體上探討了寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)；</p><p>　　設(shè)計(jì)了寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能框架；</p><p>　　詳細(xì)設(shè)計(jì)了寧波市電動(dòng)車管

99、理系統(tǒng)的屬性信息庫和數(shù)圖概念模型；</p><p>　　從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用角度模擬了寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)原理、流程、界面等。</p><p><b>　　7.2 亮點(diǎn)</b></p><p>　　本文針對(duì)我國電動(dòng)車管理效率低、效果差的現(xiàn)狀，本著實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車高效自動(dòng)管理的目的，分析各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的可行性、性價(jià)比等，提出以射頻技術(shù)(RFID)和地

100、理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)為依托，建立了一個(gè)低成本、高效率的電動(dòng)車管理系統(tǒng)，以達(dá)到電動(dòng)車管理電子化、自動(dòng)化的目的。亮點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：</p><p>　　根據(jù)寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能框架要求，詳細(xì)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)各個(gè)數(shù)據(jù)表，并標(biāo)明各表之間的聯(lián)系，使系統(tǒng)更為具體。</p><p>　　從實(shí)際運(yùn)用的角度，考慮系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的語句、原理、流程等，運(yùn)用SuperMap軟件模擬各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的效果

101、圖，使得系統(tǒng)更為生動(dòng)和直觀。</p><p>　　7.3 有待完善的問題</p><p>　　雖然本文對(duì)寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)的建立進(jìn)行了較為全面的初步研究，但鑒于作者學(xué)術(shù)水平和研究時(shí)間有限，再加上科技發(fā)展日新月異。因此在今后的學(xué)習(xí)中，還需要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、探討和研究。</p><p>　　本文對(duì)寧波市電動(dòng)車管理系統(tǒng)進(jìn)行了較為深刻的理論研究，但多數(shù)處于

102、理論階段，僅僅是提出了系統(tǒng)的粗略技術(shù)路線，未能在實(shí)踐中得到體現(xiàn)；</p><p>　　本文雖詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)表，但其中難免會(huì)有贅余和缺漏，還需根據(jù)實(shí)踐去檢驗(yàn)和完備屬性信息的有效性；</p><p>　　本系統(tǒng)的建立實(shí)際是對(duì)ArcGIS的一個(gè)二次開發(fā)要求，但由于知識(shí)水平限制，本文中沒有涉及詳細(xì)的編程信息和算法。另外，對(duì)RFID技術(shù)的了解只是停留在概念、原理層面，也未涉及詳細(xì)算法和編碼，

103、有待于進(jìn)一步研究。</p><p><b>　　7.4 展望</b></p><p>　　本系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)車的自動(dòng)監(jiān)管功能，可以查詢車輛當(dāng)前和歷史狀態(tài)。用發(fā)展的眼光來看，系統(tǒng)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行拓展和完善：</p><p>　　在本論文的基礎(chǔ)上，考慮實(shí)際運(yùn)用，抽象出一套比較完整的理論體系，以供后續(xù)的研究和開發(fā)。</p>&l

104、t;p>　　射頻讀頭信號(hào)覆蓋精度在幾十米到幾百米之間，定位精度較低，在對(duì)車輛位置確定上有一定難度，因而本系統(tǒng)僅能通過讀寫器、路段和監(jiān)控區(qū)對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行空間查詢和統(tǒng)計(jì)。下一步需要研究的問題是如何應(yīng)用最少的讀寫器個(gè)數(shù)來滿足射頻信號(hào)的覆蓋面最大化，使得電子地圖中能夠顯示的信息更加豐富和具體。</p><p>　　對(duì)算法、模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)一步細(xì)化，使得系統(tǒng)更易操作。</p><p><

105、;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 揚(yáng)琴芝. 基于RFID/GIS技術(shù)的漁船進(jìn)出港管理研究[D]. 上海: 華東師范大學(xué), 2009</p><p>　　[2] 潘海軍. 基于射頻識(shí)別技術(shù)的門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 湖南: 湖南大學(xué), 2008</p><p>　　[3] 徐 蓉. 基于GPS/GPRS/RFID的危險(xiǎn)品車輛監(jiān)控系

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109、;<p>　　[11] 鄒逸江. 面向“數(shù)字城市”的多元信息分類及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].測(cè)繪通報(bào), 2008, 21(4)：27~30</p><p>　　[12] Vidhya Kumaresan,Vinod Vasudevan,Shashi S.Nambisan, et al. Development of a GIS-based Traffic Safety Analysis System[J]

110、. Transportation Planning and Technology20(3),249~266.</p><p>　　[13] 周曉光, 王曉華. 射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京：人民郵電出版社, 2006. 247~250</p><p>　　[14] 吳信才. 地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社, 2008. 210~212</

111、p><p>　　[15] 寧煥生. RFID重大工程與國家物聯(lián)網(wǎng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2010. 82~85</p><p>　　[16] 龍毅, 溫永寧. 電子地圖學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2006. 114~118</p><p>　　[17] Yizhong Wang, Oscar K.W.Ho, Georage Q.Huang, et al.