基于云计算的货物实时跟踪系统设计与实现

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摘要：降低电力物资的物流成本可以有效降低电力企业生产成本。该文针对电力物流运输的需求，设计开发了基于云计算的货物实时跟踪系统。系统采用B/S结构，将目标系统部署在云计算平台上，客户端通过浏览器访问获得服务。系统基于物联网，并将RFID、GPS、GIS、无线传感网络等先进技术运用在系统设计实现中。

关键词：云计算；物联网；GPS；GIS；货物实时跟踪

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）19-4559-05

云计算是一种新兴的网络应用模式和商业化处理模型，可以通过网络以按需、易扩展的方式获取所需信息资源与服务。现代物流发展中，云计算已成为物联网技术体系中重要成员，它具有超大规模、虚拟化、多用户、高可靠性、高扩展性等特点，能实现对物流海量化信息的高效可靠组织管理和处理分析[1]。

物联网已成为继计算机、互联网与移动通信之后世界信息产业的第三次时代浪潮。物流是物联网的第一个应用领域，在某种程度上也可以说是狭义物联网的主要应用领域。

随着电力体制改革的深化和内部经营的市场化运作，电力企业物流已经向“物流中心”模式过渡。所以将先进的技术应用于电力物流中，将直接影响电力生产建设的成本、造价；关系到电力企业整体经济效益的提高。在电力企业货物配送环节中，实现货物的实时跟踪定位，可以提高物流的智能化和自动化水平，降低人工工作量，提高精确性和物流效率，并能有效防止货物丢失，降低损失[2]。

为满足电力企业物流运输需求，该文设计开发了基于云计算的实时货物跟踪系统。本系统采用B/S（Browser/Server，浏览器/服务器模式）结构。为满足海量物流业务数据、以及系统中用到的大量GIS数据的存储和处理需求。系统采用云数据库提供数据库支持。云数据库具有扩展简单，读写速度快，超大容量以及成本低廉等优势[3]。现有的很多货物跟踪装置大多单纯采用GPS定位技术，为了提高定位的精确性，可视性和可处理性，本系统将GPS和GIS技术相结合来提供货物定位信息。利用WSN（无线传感网络）技术来实现货物在物流过程中的透明状态监控[4]；同时使运输过程中数据的传输更加正确、及时、便于交互。

1 基于云计算的货物实时定位跟踪系统设计

1.1 系统结构图

基于云计算的货物实时定位跟踪系统分成三大部分：云端服务平台、车载装置和客户端。系统的整体结构如图1所示。

1.2 Google云计算技术在系统中的应用

系统的主要功能和服务都建立在云计算平台上，Google云计算平台有其自己的特点。

首先，Google 文件系统（Google File System，GFS）是一个大型的分布式文件系统[5]。GFS系统服务器分为主服务器和块服务器。本系统的物流业务数据主要存储于块服务器中。客户端向主服务器发送请求，并从块服务器所需要的数据信息。客户端代码被嵌入到应用程序中，它实现了Google文件系统API，帮助应用程序与主服务器和块服务器通信，并对数据进行读写。如用户发送货物信息查询请求，请求将有应用程序交给主服务器处理，主服务器控制块服务器，将用户所需信息发送到用户的客户端。

其次，Google 开发了自己的分布式存储系统：Bigtable。Bigtable是建立在Google的WorkQueue、GFS、Chubby这三个云计算组件基础之上的。

Bigtable主要由三个部分组成，即客户端程序库、一个主服务器和多个子表服务器。客户访数据库时，首先要利用库函数执行Open操作来打开一个锁（实际上是获取了文件目录），锁打开后客户端就可以和子表服务器通信了。客户端主要和子表服务器通信，几乎不和主服务器通信，这样可以大大降低主服务器负载，而实际数据是存储在子表服务器中的。

基于云计算的货物跟踪系统的数据库设计包括物流业务数据、用户管理数据和地理信息数据。数据库的访问过程如上所述。

1.3 系统中的GPS/GIS设计