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摘要：

近年來不斷發生的校車事故引發了全社會對校車安全的普遍關注。文中結合當前快速發展的物聯網技術開發了一套校車智能監控系統，該校車安全監控系統可實現對高速移動環境下校車內各類傳感數據的采集和傳輸。包括車內監控視頻圖像、車輛狀態、校車的行駛速度、上下車的學生人數、校車位置等數據。從而實現對運營校車的載生數量、上下車情況、車輛位置、車速車況等狀況的實時監控和預警，為校車的智能化管理奠定了基礎，同時也為校車的安全預警、緊急救援、調度提供了可靠的系統保障。從而有效減少和避免了校車事故的發生，保證學生的生命安全。

關鍵詞：

物聯網；校車；監控；智能化管理

引言

校車是用于運送學生往返學校的交通工具。但近年來，國內校車的安全事故頻發，如幼兒園校車重大交通事故、校車墜江重大事故、幼兒遺忘在校車被悶死事故等，校車安全事故造成的學生重大傷亡事件給家庭和社會帶來了巨大的不良影響。校車事故的頻繁發生正向社會敲響了生命的警鐘，也引發了社會各界對“校車安全”的廣泛關注。如何有效的對學校的校車進行安全管理，規范校車的使用和操作，減少校車安全事故已經成為當前社會迫切需要解決的問題。政府近來為保障校車運行安全而出臺了一系列政策法規。但總體來看，政府部門從制度和政策層面探討的比較多，規則制度屬于“軟約束”，在執行時容易違背。在科技飛速發展的今天，我們應采用先進的技術手段等“硬約束”為校車的安全管理提供強有力的保障。物聯網是指將物體通過RFID、GPS及各種傳感器等現代通信技術，按照約定的通信協議及接口，實現設備的全面互聯，從而實現智能識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。因此利用物聯網技術中的RFID技術、GPS或北斗定位系統、地理信息系統、先進的網絡技術，可實現對現有運行校車的機械性能、電氣性能，行駛路線、乘車學生信息等實施實時監控，從而為校車的安全管理提供及時準確的基礎信息。為校車的緊急救援、安全預警、及時調度提供可靠的技術保障。因此可以有效減少和避免校車事故的發生，保證乘車學生的安全。

1國內外研究現狀分析

從上世紀70年代初開始，一些發達國家就開始研究穩定可靠的校車監控系統。隨著技術的發展，特別是計算機技術、全球定位系統、現代通信技術的快速發展，校車監控系統近年來取得了極大的進步，尤其是當GPS和嵌入式微型芯片應用到車輛監控系統時，使車輛監控系統實現了前所未有的變化。比較有代表性的包括美國Wi-Sys通信公司的WS8161監控系統，這套監控系統可以實現自動開啟緊急警報、自動生成校車運行狀態報告、實時監控校車中學生的各種狀態、實時記錄校車的各種狀態等功能。我國校車監控系統的研究起步比較晚，但近年來，我國校車監控系統發展迅速。里唯、海格、大華等企業開發了相應的校車監控系統。這些校車監控系統大概可以分為以下幾類：（1）利用GSM和GPS技術的車載監控系統；（2）利用GPRS技術的監控系統解決方案；（3）開發基于3G/4G通信網絡的監控系統。這些監控方案主要以視頻監控和車輛定位為主，缺少很多保證校車安全的信息收集，并不能對校車的運行狀態進行較全面的監控。相比較而言，本系統以校車車載信息監控與服務為切入點，利用現有的物聯網技術將校車與后臺監控系統進行實時連接，因此實現了在監控平臺對校車各種電氣機械信息以及車內靜、動態信息的實時提取和充分利用。依靠現有的GPS或者北斗導航系統的定位功能，監控管理系統可在地圖上隨時獲知車輛所在位置和車輛的行車路線；通過3G、WiFi網絡，可實現遠程監控等遠程管理；通過監控系統，能夠實時掌握校車運行的地理位置信息、運行狀態信息，給學生提供更安全更優質的服務，有效杜絕了校車運行中存在的安全隱患，強化了校車的監管。

2系統總體設計

校車安全智能監控系統是由車載終端子系統、校車安全監控管理終端子系統兩部分組成。校車安全管理系統各平臺內部以及平臺間的主要數據有：（1）車輛的GPS數據，在此基礎上可算出車速、運行軌跡；（2）乘車人員的RFID信息，通過RFID信息管理可以實時了解校車內的乘車人數，掌握每個乘車人員的基本信息；（3）校車運行時的各種機械及電氣信息，通過將這些數據和正常時的車輛參數進行對比，來判別校車的運行狀況，并對異常情況及時提醒；（4）校車內的視頻信息，主要包括車內的人員狀態情況，駕駛人員及校車上工作人員的工作信息，學生在各站點的上下車信息以及家長接送小孩的信息等；（5）地理信息、交通狀況、文本信息、監管指令等。

3車載終端的硬件架構設計

根據當前國內外車載終端的現狀及不足，研究基于CAN網絡、GPS定位模塊、2G/3G通信模塊、RFID無線射頻模塊、USB視頻模塊、基于ARM的高性能處理器的車載網絡信息終端，并在此基礎上開發校車安全智能監控終端系統硬件整體架構。

4校車車載終端子系統的軟硬件設計

校車車載終端子系統主要包括GPS定位模塊設計、RFID無線射頻識別模塊設計、音視頻模塊接口模塊設計、CAN總線接口模塊、3G無線傳輸接口模塊設計、存儲模塊設計、提醒及報警模塊設計、電源模塊設計以及基于ARM9的控制平臺等。本設計采用實時性高的ARM9處理器芯片作為控制器的核心，可以滿足車載終端各個基本功能的需求。車載終端子系統是校車安全運行管理系統中的最基本部分，車載終端子系統既能傳輸重要的實時監控信息，還可以實時接受后臺管理系統的控制。從而保障車載終端系統的可靠運行，為了操作方便，將車載終端子系統集成為一個整體可操控平臺。車載平臺主要集成的設備。（1）RFID無線射頻模塊：車載RFID讀取器通過學生攜帶的身份識別卡自動獲得準確的上下車人數；讀取駕駛員和校車工作人員的身份信息；家長在上學放學接送小孩時，系統可以遠距離讀取家長持有的RFID卡上的身份信息，通過該系統語音提示的方式讓駕駛員、工作人員獲得學生家長的基本信息，從而避免誤接誤送。校車內的學生數量在顯示屏上進行實時顯示。（2）GPS模塊：該模塊可以提供校車運行時的實時位置信息和路徑信息，并且可以實時傳送給后臺管理系統。（3）音視頻監控模塊：該模塊利用裝在校車內的多個高清攝像頭和拾音器進行視頻采集、存儲，采集的音視頻信息可以通過現代通信網絡發送到后臺管理中心。　（4）報警系統：當校車存在各種機械故障、電氣故障時可以實時自動提醒；遇特殊情況如發生火災時自動報警；報警系統中設置有手動報警模塊，工作人員也可以通過手動報警模塊發送報警信息。（5）車輛機械電氣信息讀取設備：通過讀取車輛機械電氣信息，監控系統可以掌握校車的實時運行狀況，并預警校車的機械電氣故障，保障校車的安全運行。（6）無線通信裝置：利用現有的高速通信網絡，保證校車內終端系統采集的各種信息的傳遞，及終端與后臺管理系統的信息傳遞。（7）存儲設備，校車監控信息等將會存儲在存儲設備中保持一段時間，以供隨時調取拷貝到監控服務器中。

5后臺監控管理系統的軟件設計

后臺監控管理系統包括車載終端單元所上傳數據的接收、分析、存儲，人機交互與操作界面的設計，系統數據庫的構建，電子地圖（GIS）等。后臺監控系統能實現行駛汽車的定位、行駛狀態顯示、車內狀況的視頻和音頻監控、報警、調度、歷史軌跡查詢和回放、人數統計等功能。校車監控管理平臺主要完成對校車的日常管理工作并將校車運行數據實時上傳給監控管理平臺。通過后臺管理監控系統，監管人員可以方便地掌握所監控校車的實時乘車學生數、車內視頻信息、駕駛車速等信息；同時后臺監控管理系統利用GIS電子地圖、可以準確掌握校車的行駛線路。學校管理平臺的主要功能有：（1）車輛GPS定位跟蹤接收車載GPS發送來的地理坐標信息定位、跟蹤校車。通過系統內的GIS地理信息系統，可以將校車的運行軌跡信息在子地圖中顯示出來。后臺監管人員能夠通過該功能掌握校車的運行位置、運行速度及行駛路線等。可以確保校車按照預先設定的行駛路線運行，從而避免校車超速運行、駕駛員私自改變運行線路等情況的發生。（2）文本信息收發該功能可以在校車和后臺管理系統之間傳輸文本信息，在需要提醒駕駛員時通過發送警告信息，交通信息來提醒駕駛員超速，也能夠傳輸一些臨時消息、通知等消息，比如天氣情況、路況情況及其他異常情況等。（3）RFID信息管理包括各種RFID卡的發放、數據錄入、更新等情況。此功能是該校車安全管理系統中最重要的功能之一，能夠很好地體現物聯網技術在校車安全管理中的應用。此功能模塊還具有一個非常重要的功能就是能夠獲取校車上的實際人數，防止超載。同時還可以利用這些RFID信息實現各種管理服務功能。（4）系統維護系統維護部分主要實現基本信息錄入、用戶權限管理、數據統計、分析等功能。

6結語

該系統將物聯網技術應用在校車監控系統中，由于有效利用了物聯網技術及智能技術，本校車安全智能監控系統可以在校車、運營學校、監管部門、學生家長之間進行可靠、穩定、實時的信息采集和數據傳遞，進而實現校車的實時監控、管理和預警。

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作者：蔣松云 單位：湖南汽車工程職業學院