高性能分布式计算设备构成分布式计算资源分区。
[0151]考虑到刀片服务器扩展性太差、对机房要求非常高、双路机架式服务器的性价比太高，所以虚拟计算资源分区采用基于Intel E7系列8核CPU的四路机架式服务器，每台服务器拥有32个Core，按照8GB/Core，则每台服务器配置256GB内存，另外因为虚拟计算节点与后端存储和前端数据采集平台进行大量的数据交换操作，传统的千兆网络已经不能满足需求，另外从安全角度考虑需要把管理网络和数据网络分开，所以配置一套万兆网络进行数据交换使用。
[0152]根据业务系统用户数和访问量的推算，本方案配置150台四路服务器，共计4800cOre、38400GB内存。另外，配置20台双路服务器，作为虚拟计算资源分区的管理服务器。
[0153]虚拟计算资源分区采用IP-SAN模式存储系统作为后端共享存储系统，根据四路服务器的VM支撑能力，保证业务网络、存储网络、管理网络的数据通信能力，每台服务器配置2个1G以太网卡，4个IG以太网卡，其中1G以太网卡用于业务网和存储网，IG以太网卡用于管理网络。因此需要每个运营服务中心的云网络交换设备能够提供300个IG端口的接入能力、150个以上万兆端口。
[0154]在服务器构成的计算资源池中，业务分系统使用的虚拟机还可以通过H3CS12518的LB业务板构建负载均衡的应用集群，通过聚合多个虚拟计算资源形成更强的业务处理能力，在保持计算资源的经济性的前提下，获得更好的业务处理速度，提高应用服务质量。
[0155]作为内网防火墙的H3CF1000防火墙的虚拟防火墙技术，还可以为不同用户/组织的虚拟资源池提供自服务的网络防护服务，用户/组织可根据自身的应用系统的需要，定义自己的安全策略。
[0156]按照每单台服务器可以支持1000台终端的采集，则30万台终端需要300台信息采集服务设备。此类设备的大部分工作只是做缓存数据即作转发处理，因此对设备的要求较低，但是需要稳定可靠、缓存需要较大，所以采用双路服务器，每台服务器采用Intel Xeon56204core处理器，配置64GB内存，2个千兆以太网口。
[0157]运营服务中心需要为信息采集平台分区提供600个IGB接入端口。
[0158]高性能分布式计算资源分区基于Map/Reduce算法构建，实现大规模数据的计算任务，提高计算的效率和可靠性，将计算结果输出到各个分系统，供报表显示，智能预测等功會K。
[0159]MapReduce是典型的分布式计算技术，通过聚合大规模的计算能力和存储能力，处理海量数据，当前主要应用在数据分析、数据挖掘等应用领域。
[0160]因为高性能分布式计算资源分区的规模与数据量、计算复杂度成正比，因此需要一定的规模才能发挥出效能，本期因为处于设备初建阶段，数据量约为300TB上下，Hadoop集群建议采用3副本方式，因此约需要900TB以上的数据存储能力，每个计算节点配置2块300GB SAS硬盘用于安装操作系统，6块ITB SATA硬盘用于数据存储，每节点6TB，则共需要计算节点900/6 =150台，考虑一定的计算和存储余量，因此本系统配置200个计算节点，可以随时在线扩展。高性能分布式计算资源分区配置如下表所示，采用双路服务器，每台服务器采用Intel Xeon 56204core处理器，配置16GB内存，2个千兆以太网口。监控中心为信息采集平台分区提供400个IGB接入端口。
[0161]如图6所示，位置服务传输网络结构包括两个运营服务中心、车载智能终端和北斗卫星地面控制中心，所述两个运营服务中心之间通过地面通信网实现组网，两个运营服务中心通过移动通信接入网与各自的车载终端实现组网;所述两个运营服务中心中的任意一个运营服务中心通过北斗短报文系统与北斗卫星地面控制中心相连，实现北斗短报文的传输;所述北斗卫星地面控制中心通过卫星通信网与北斗导航卫星实现数据链接，所述北斗导航卫星还与车载智能终端上的北斗模块相连。其中，运营服务中心具备332Mbps以上的3G数据接入能力，并可扩展至647Mbps以上，运营服务中心还具备15万个终端的数据接入能力，并可扩展至30万个终端的接入能力。
[0162]如图7所示，车载智能终端包括终端主控制单元，所述终端主控制单元分别与北斗定位通信模块、WiFi通信模块、3G通信模块、总线接口模块、RFID通信模块、Zigbee通信模块、车载摄像头模块、车载音频设备模块、人机接口模块、存储模块、串口通信模块、JTAG接口模块和预留卫星通信模块相连。
[0163]本发明的物流运输车载智能终端主要完成的工作分为四个阶段:
[0164]准备阶段:主要完成车载智能终端的上电自检，对车辆状况和车载传感设备进行自检，并生成检测结果，如果有设备异常则生产告警信息传输至配送中心并提醒司机，然后通过RFID接收装置读取司机身份信息，并连接配送中心获取运单信息。
[0165]运输阶段:完成车辆运行时的人、车辆、货物等多种数据的信息采集，并记录至终端内的存储卡中。主要采集的数据有:车辆运行参数(发动机转速、车辆速度、车门状态、车灯状态、油量等)、传感器参数(胎压传感器、温度传感器、压力传感器、液位传感器等)以及音视频数据(四路视频数据和一路音频数据)。同时，终端对车辆位置信息以及关键参数进行定时上传，并随时基于运单任务中规定的路线信息与车辆行驶路径进行比对检测，对车辆进行“三规一限”的检测，如果发生异常情况，则终端向司机发出告警，并将告警信息以及发生告警时刻前后一段时间内的音视频数据发送至运管中心。
[0166]交货阶段:主要完成对运单状态的确认，并通过WiFi接口，按照用户需要将行车过程中的视频数据传输至加油站或收货方的服务器中，用与用户方对车辆运输过程中的情况进行确认。同时智能终端实时通过车载油罐内的液位仪实时监测灌内油液高度并记录，用于事后检查。
[0167]收车阶段:车辆完成运输任务返回配送中心后，智能终端记录司机下车时的刷卡信息，并通过WiFi接口将运输全过程记录的音视频数据、车辆运行数据以及运单数据传送至配送中心服务器，服务器确认传输完成后，终端释放本次运输任务所记录数据占用的存储空间，然后进入关机状态。此过程中司机可以熄火锁车，无需值守，车载智能终端可通过车辆电瓶供电，如果电瓶电量不足，则要求终端自带电池能保证终端正常运行。
[0168]本发明的硬件系统通过北斗定位模块与串口相连接获取当前的定位信息采集定位数据，并且发送当前行车状态；由终端主控制单元将定位数据，状态数据等信息在触摸屏上显示出来，同时响应触摸屏上的中断，实现通过触摸屏操作车载终端的功能。当采集到的定位信息后，通过3G通信模块上行数据把接收到的定位数据或是相关的状态信息转换成约定好的数据格式发送到监控中心。监控中心在通过3G模块下行数据，将监控中心发送的命令进行发送给车载终端，并由用户界面模块显示。终端配置WiFi数据通信芯片，用于实现车辆完成配送任务后，与配送中心服务进行无线连接，实现车载视频数据的定期上传。终端硬件预留卫星通信接口，为将来实现3G/卫星双模数据通信提供扩展支持。
[0169]其中，3G通信模块负责终端主控制单元与监控中心的通信任务，它将处理好了的车载数据通过网络发送给监控中心，并接收监控中心发送给主电路板的控制命令，该模块直接影响到这个车载终端的实际使用效果。
[0170]WiFi通信模块负责终端与配送中心的无线通信任务，当运输车辆执行运输任务到达加油站或执行完运输任务回到配送中心时，需要将车载视频数据统一上传至加油站管理服务器或配送中心数据服务器，已实现对车辆原始运行数据的完整保存。
[0171]北斗定位通信模块负责接收北斗定位卫星发送的数据，并通过串行接口与主电路板相连接，实现接收定位数据。
[0172]总线接口模块用于实现与车载CAN总线的连接，读取车载CAN总线中的车辆数据信息。
[0173]RFID通信模块用于实现对RFID身份识别卡的读取，获取司乘人员身份信息。
[0174]Zigbee通信模块用于实现对货物信息的参数获取，采用无线射频通信方式，实现与各货物传感器的通信。
[0175]车载摄像头模块用于连接车载摄像设备，实现I路驾驶室内和3路油罐体外的图像?目息米集和处理。
[0176]车载音频设备模块用于连接车载话筒，实现车内语音信息。
[0177]人机接口模块用于连接智能终端触摸屏设备和外接键盘设备，实现人机交互。
[0178]存储模块采用一种可在系统进行电擦写，掉电后信息不丢失的存储器。作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据。
[0179]串口通信模块用于设备维护人员通过PC对车载终端的监控和调试。
[0180]JTAG接口模块用于系统开发人员对车载终端软硬件程序的开发和调试。
[0181]预留卫星通信模块:用于对终端升级，后续可增加卫星数据通信功能(如VSAT卫星通信、S移动通信等)。
[0182]如图8所示，车载智能传感网络包括CAN总线网络、RFID网络和Zigbee传感网络，所述CAN总线网络通过车辆智能终端配置的CAN总线接口电路实现接入，用于采集车辆状态信息;所述RFID网络通过车辆智能终端配置的RFID接口电路实现接入，用于采集司乘人员身份信息；所述Zigbee网络以车辆智能终端的Zigbee收发模块为中心节点，该中心节点通过射频信号与各传感器节点实现无线通信;所述Zigbee网络用于采集货物状态及环境信息。其中，CAN总线网络支持车辆速度、发动机转速、刹车状态等信息的采集;Zigbee网络支持50m距离的数据传输，支持压力、温度、液位等5种以上的传感器接入、至少支持20个传感器节点的接入。
[0183]本实施方式中CAN总线网络可基于原车的CAN总线网络，通过为车辆智能终端配置CAN总线接口电路实现对原车CAN总线网络的接入，并在接入模块中配置CAN总线适配器，实现对不同车辆CAN总线信息的读取与转换。
[0184]目前国内各汽车生产厂家采用的CAN总线通信应用层协议不尽相同，对设备地址的定义方案不统一，因此本实施方式中依据现有FMS标准接口为基础，开发针对不同厂家CAN总线的协议适配模块，通过对不同CAN总线信息的适配，转换为统一的数据传输与描述协议，实现终端CAN总线接口的兼容性。
[0185]在CAN总线接口模块中，选用集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能的CAN控制器接口芯片。该芯片是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，可被动面对通信数据的帧处理;可对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，增大通信距离，提高系统的瞬间抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰，实现热防护。在CAN核心处理模块中开发对不同CAN总线数据格式的适配功能，实现CAN数据的识别与转换，并以统一的数据协议发送给终端主处理器。
[0186]射频网络由以下几个主要部分构成:一个载有目标物相关信息的RFID单元(应答器或卡、标签等)；一个接收从RFID单元上返回的RF信号，并将解码的数据传输到主机系统以供处理的读写器;在读写器及RFID单元间传输RF信号的天线；一个产生RF信号的RF收发器(RF transceiver);天线、读写器、收发器及主机可局部或全部集成为一个整体，或集成为少数的部件。
[0187]WM-15T射频读写模块是采用最新Mifare技术的微型嵌入式非接触式IC卡读写模块。内嵌IS014443Type A协议解释器，并具有射频驱动及接收功能，可以简单实现对MifareOne等卡片的读写操作，读写距离最大可达10mm(与卡片及天线设计有关)，该模块提供标准异步串行通讯接口，输出TLL电平。
[0188]车载ZigBee网络以车载智能终端的Zigbee收发模块为中心节点，各传感器节点通过射频信号实现与中心节点的无线通信，通信协议采用基于802.15.4协议的通用Zigbee协议规范。
[0189]传感器节点负责采集、处理传感器信号，并通过ZigBee通信向监测主站发送数据报文。一个典型的传感器节点设备包括传感器、无线接入SoC芯片模块和电源管理模块等部件，其中电源模块为两种形式，一种通过车载24V电源供电用于油罐体温度、压力等传感器节点，另一种采用纽扣电池供电，用于汽车胎压传感器节点。
[0190]其中，无线接入SoC芯片内数据处理单元主要负责存储、预处理传感器采集的数据，主要由处理器和存储器组成。为满足各类传感器的测量需求，保证节点设计的通用性，统一采用带有24位A/D转换器的微处理器。它具有21个中断源，执行速度比标准8051快3倍。其A/D转换器可接收4路差分信号或8路单端对地输入信号。内部放大器为可编程增益放大(PGA)，增益值在1-128之间可调。
[0191]无线接入SoC芯片内置RF收发器，它具有高度集成、低成本、低电压、低功耗的特点，能够进行鲁棒的(r