Android移动终端智能导航系统在煤炭运输系统中的实现_赵妍

第32卷第12期2013年12期

煤炭技CoalTechnology术Vol.32,No.12

December,2013

Ａｎｄｒｏｉｄ移动终端智能导航系统在煤炭运输系统中的实现

赵妍,张景璐,陈莉莉

（北京电子科技职业学院，北京100015）

摘要：文章主要研究矿山运输装载车辆实际使用过程中的充电设施快速定位，导航与通信，车辆电池状态监控等实际问题，采用GPS定位技术、移动互联网络相结合，详细描述基于Android移动终端导航系统的设计，实现电池管理、充电设施预订的智能导航。该系统应用于煤炭运输行业，提高运输车辆工作效率，实现节能减排。关键词：Android；GPS；移动终端；智能导航；煤炭运输文献标识码:A文章编号:1008-8725（2013）12-0190-03中图分类号:TD64ImplementationofAndroidMobileTerminalinCoalTransportationSystem

（BeijingVocationalCollegeofElectronicScienceandTeehnology,Beijing100015,China）ZHAOYan,ZHANGJing-lu,CHENLi-liAbstract:Thepaperresearchtheproblemsoftheelectricvehiclesquicklylocatethechargingfacilities,providedforthenavigationandthecommunication，supervisedandcontrolledthestatusofthebatteryofthevehiclesduringuse,introducethetechniquesofGPSlocationcombiningwiththemobileInternet,anddescribethedesignoftheIntelligentNavigationSystemofAndroidMobileterminal,andimplementtheintelligentnavigationthatthebatteryofthevehiclesmanageandthechargingfacilitiesbook.Thesystemappliestocoaltransportationsothatitcanimprovetransportefficiencyandenergysavingemissionreducing.Keywords:Android;GPS;mobileterminal;intelligentnavigation;coaltransportation

0引言

煤炭是我国主要能源，煤炭运输是能源需求供给的重要保障。长期以来煤炭运输主要采用铁路运输的方式，由于铁路运力不足，公路运输作为辅助运输手段，对煤炭的运输也起到了重要作用。但是，随着全球汽车尾气排放量不断增加，大气污染不断加深，全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到电动汽车技术发展是解决节能减排问题的主攻方向。采用电动汽车进行煤炭运输可以提高工作效率，节能减排。为了解决电动汽车普及推广过程中，运输车辆实际使用时充/换电不便捷、充/换电不及时的瓶颈，利用GPS定位技术，结合日趋成熟移动互联网络，充分考虑Android移动终端设备市场份额优势，开发一款基于Android移动终端设备的导航系统，解决电动汽车充电难的实际问题。图1移动终端导航系统总体结构示意

1系统的总体设计

系统结合在北京将建成电动汽车充/换电站三级服务网络基础上，研究和探索利用GPS技术快速定位和搜索电动汽车充电设施，在移动终端设备上提供有效信息和GPS导航。移动终端能自动搜索并显示车辆周边的充电设施，获取充/换电站或充电桩的忙闲状态，进行车位的预订。移动终端通过车载获取电动汽车电池状态监控，进行电量预警、电池充放电控制管理，研发基于Android平台智能导航与远程控制的移动终端应用系统。本系统分为车载模块、移动终端控制模块、充/换电站数据采集模块、运营服务中心模块。移动终端导航系统总体结构示意图如图1所示。1.1车载模块车载模块设计有RFID模块、GPS模块、GPRS模块、电池电量监控模块。RFID模块负责电动汽车身份识别和2移动终端控制模块设计

数据封装。GPS模块用于获取GPS卫星信号，获取车辆定位信息。GPRS模块主要负责通过无线网络将里程信息等2.1模块工作原理首先，Android操作系统启动无线网络通信模块的车辆数据发送到运营服务中心和移动终端设备。电池电连接，通过Http协议与服务器建立的连接，再利用移量监控模块负责采集电池电量和电池状态信息。动终端内置的GPS模块接收卫星定位信号，解算出车收稿日期:2013-05-10;修订日期:2013-08-28

（1978-）,女，北京人，讲师，硕士研究生，研究方向:软件技术、计算机应用。作者简介:赵妍1.2移动终端控制模块移动终端控制模块设计有智能导航模块、电池管理模块、充放电控制模块、GPS模块、无线网络通信模块。智能导航模块负责充/换电站或充电桩导航，并根据获取周边充电设施的忙闲状态信息。移动终端通过无线网络实时获取电池电量，便于用户进行充/换电池的判断，实现电量预警。可通过移动终端对电动汽车发起充电命令，系统根据当前用户和电动汽车的相应状态，提供不同的充电模式，从而进行充/放电控制。GPS模块利用移动终端GPS获取车辆位置信息，为系统提供定位信息。无线网络通信模块主要负责获取运营服务中心提供充/换电站或充电桩的状态信息，完成充电设施预订。1.3充/换电站数据采集模块充/换电站数据采集模块负责充电设施信息采集、车辆身份识别。充/换电站对每个充电设施都装有RFID，每个充电车位都设有传感器，获取其是否被占用。移动终端利用无线网络与运营服务中心通信，获取周边充电设施的忙闲状态信息。1.4运营服务中心模块运营服务中心模块负责管理和运营充电设施，上传充/换电站状态信息，并进行充电收费等业务管理。

第12期赵妍，等：Android移动终端智能导航系统在煤炭运输系统中的实现··191HTTP,newInetSocketAddress("127.0.0.1",80));urlCon=(HttpsURLConnection)url.openConnection(proxy);}再利用SAXParserFactory类配置和获取一个SAX（SimpleAPIforXML）解析器，在Android里面提供对XML文件的解析接口方法，会对XML文件的每一个字符逐一读取。SAXParse的parse（）方法输入数据源包括输入流，URL资源。实现获取服务器上XML文件中电池状态信息。SAXParserFactoryspf=SAXParserFactory.newInstance();SAXParsersaxParser=spf.newSAXParser();StatusHandlerhandler=newStatusHandler();saxParser.parse(is,handler);is.close();表1充电设施连接情况与充电条件分析表然后在Android的Activity中根据电池的状态信前置条件显示内容序号息进行显示。1电动汽车连接充电设施,正在充车辆位置"3.2充电设施导航功能电SOC首先利用Android要LocationManager启动GPS进预计可行驶里程行定位。周围充电设施mLocationManager=(LocationManager)getSystemService电池电量状态图例(Context.LOCATION_SERVICE);车辆位置2电动汽车连接充电设施,正在放SOCtry{电预计可行驶里程mLocationManager.setTestProviderEnabled周围充电设施(LocationManager.GPS_PROVIDER,电池电量状态图例true);}放电状态

停止放电功能控制然后请求所有充电设备地址同样也采用3电动汽车连接充电设施，但未车辆位置SAXParserFactory类解析服务器充电设备地址信息，再有充/放电操作，SOC低SOC将获取的地址存入本地文件。预计可行驶里程FileOutputStreamfos=周围充电设施context.openFileOutput(filename,Context.充电功能控制MODE_PRIVATE);4电动汽车连接充电设施,但未有车辆位置byte[]buf=newbyte[2048];充、放电操作，SOC高SOCintlen=0,receiveLen=0;预计可行驶里程

周围充电设施while((len=is.read(buf))>0){导航功能fos.write(buf,0,len);receiveLen+=len;2.3智能导航功能设计if(totalLen>0){智能导航功能启动时，提示用户电动汽车当前位intprogerss=(int)((receiveLen/totalLen)*置、电池状态、电池SOC、预计可行驶里程以及可到达100);的充电设施数。启动后，以车辆当前位置为中心，以可mHandler.sendEmptyMessage(progerss);}}行使里程的1.5倍为地图比例尺，以可行使的里程为点击充电设施实现事件监听，实现充电设施导航。半径的圆区域显示地图。充电设施以不同形状的图标3.3充电设施预订功能表示不同的设施，同时要用不同的颜色标明设施的忙导航系统从服务器上解析充电设施的忙闲状态，闲状态，同时提供预计到达时间，预计操作时间，便于然后再预定充电设施。用户预定车位提供决策支持。双击充电设施，直接预定ints=Integer.parseInt(充电车位。预定完成后，自动显示预定设施的导航路线。atts.getValue("status"));2.4充电控制功能设计StringstatusStr="";当导航系统下达充电命令时，首先会判断电动汽switch(s){车是否与充电设施连接。系统提供定时充电、定量充case1:statusStr="空闲";break;电、自动充电、有序充电不同的充电模式，根据选择不case2:statusStr="繁忙";break;同的充电模式完成充电操作。case3:statusStr="故障";break;}2.5计费功能设计Nav.tagStatus.put(id,s);针对计费功能系统设计两种计费方式：按电量计费3.4测试结果和按行驶里程数计费。可以通过车载上传耗电量或行驶系统进行了静态测试和动态测试，在测试过程中里程数，发送至运营服务中心进行计费。移动终端可以服务器端采用合作企业的服务器提供的测试数据。并与电动汽车充电卡进行绑定，在移动终端可以输入卡号对电池状态监控以及充电设施导航功能测试结果截查询记录。系统提供任意时间段内的充电和消费记录以图，如图2所示。经过测试，该系统基本能够完成电动及本月的累积消费记录。根据计费方式的不同查询卡内汽车充电导航的功能。余额和剩余里程、已用电量和电量上限等信息。包括经度、纬度、时间、速度、方向的数辆的位置信息，据。一方面存储于缓冲区中，方便读取；另一方面直接通过串口发送到GPRS模块。获取车载电池电量状态等信息，经过计算将车辆位置、电池状态、行驶里程等打包数据上传至运营服务中心的服务器，并由服务器解析后传回移动终端，并在Map地图上进行显示。移动终端通过无线网络通信模块获取回传控制命令和服务信息，实现用户对充电设施预订和充/放电控制。2.2电池监控功能设计导航系统电动汽车由电池进行监控，可以根据电动汽车当前状态，包括车辆位置、SOC（stateofcharge）、预计可行驶里程、周围充电设施、电池电量状态图例查询电池电量状态。在查看电池电量时，系统会根据是否与充电设施连接以及电池状态进行分析，提供不同的显示内容，如表1所示。

3移动终端导航系统实现

3.1电池状态获取并显示移动终端访问运营中心服务器，通过网络请求获取到电池状态。首先，利用HttpsURLConnection创建网络连接。if(isProxy){url=newURL(urlPath);Proxyproxy=newProxy(http://wendang.chazidian.com.Proxy.Type.图2

电池状态监控和充电设施导航运行结果

第32卷第12期2013年12期

煤炭技

CoalTechnology

术

Vol.32,No.12December,2013

煤种对煤燃烧过程中微细颗粒物形成影响的实验研究

王俊峰

（内蒙古科技大学，内蒙古包头014010）

摘要：通过4种典型煤种的沉降炉燃烧实验，研究了不同煤种燃烧过程中以PM10为代表的微细颗粒物形成特性，

通过热重实验研究了不同煤种的燃烧特性，探讨了燃煤特性对煤燃烧过程中微细颗粒物形成的影响。结果表明：当温度为1100℃和1200℃时，随着加权平均表观活化能的增大，PM10在总灰中的百分含量呈明显的下降趋势；随着灰熔点和氧气体积分数的增大，PM10在总灰中的百分含量提高；灰分含量越高，燃烧生成的PM10的体积分数越大。关键词：煤种；燃烧；微细颗粒物中图分类号:TQ53;TK16文献标识码:A文章编号:1008-8725（2013）12-0192-03

ExperimentalStudyonFormationofFineParticulateMater

CoaltoCombustionProcess

（InnerMongoliaUniversityofSecienceandTechnology,Baotou014010,China）

WANGJun-feng

Abstract:ThroughfourkindsoftypicalspeciessettlingfurnacecombustiondidnottesttheeffectsofdifferentcoalcombustionprocesstoPM10astherepresentativeoftheformationoffineparticulatemattercharacteristicswerestudiedbymeansofthermogravimetricexperimentsdifferentcoalcombustioncharacteristics,discussesthecharacteristicsofthecoalcombustionprocessoftheformationoffineparticles.Theresultsshowedthat:whenthetemperatureof1100and1200degrees,withtheweightedaverageoftheapparentactivationenergyincreases,PM10inthepercentageoftotalashcontentincreaed;higherashcontent,generatedbyburningthegreaterthevolumefractionofPM10.Keywords:coal;combustion;fineparticulatematter

1.1煤样选取

前言

煤粉在工业锅炉内燃烧过程中经历复杂的物理化学变化后会产生大量可吸入的微细颗粒物，这些微粒颗粒物具有较大的比表面积，能够将煤粉中所含的有毒重金属元素在高温环境等条件下富集至其表面，加之粒径较小可以通过呼吸直接进入人体。微细颗粒物在大气中的累积已经成为雾霾等恶劣气候的重要诱因。对人群健康、生活环境、交通出行等诸多方面造成的影响引起了世界各国的广泛关注，因此，研究煤粉燃烧过程中微细颗粒物的形成机理及影响因素，并从根源上进行有效控制已经成为解决当前大气环境污染问题的关键。

煤粉在燃烧过程中形成微细颗粒物是诸多因素综合作用的结果，诸如煤焦的机械破碎，即煤焦在高温炉膛中相互碰撞导致煤焦颗粒骨架崩裂破碎生成微细颗粒物；煤粉本身所含的矿物质在高温条件下发生聚合作用形成颗粒物；煤中碱金属高温蒸发进入烟气随之运动，温度降低后冷凝成亚微米级颗粒物等[1]。

当锅炉燃煤选用煤种不同根据这些研究结论可以发现，

时因其组分不同，燃烧状态也会存在差异，对于燃烧所产生的颗粒物形成量及粒度分布等也必然会产生不同的影响，文中选取4种典型的煤种，使用热重分析仪研究煤样的燃烧特性，同时利用沉降炉实验台研究不同煤样在燃烧过程中微细颗粒物的生成特性及化学组成，进一步探讨了燃煤特性对微细颗粒物形成的影响。

实验选用大同无烟煤、平顶山烟煤、六盘水烟煤、焦作无烟煤，煤粉粒径为70~100μm。各煤样的工业元素分析如表1所示。由表1可见，不同煤种的灰分差别很大。

表1

煤种大同无烟煤焦作无烟煤平顶山烟煤六盘水烟煤

Mad3.681.92.12.4

实验煤样的工业分析与元素分析

元素分析/%

Aad11.6514.415.327.5

FCad56.6870.843.549.7

Cad70.377.165.353.5

Had3.73.14.96.1

Oad

8.71.93.74.9

Nad1.01.10.10.9

Sad0.80.74.14.4

Vad27.9912.939.120.4

工业分析/%

1.2热重实验

热重仪选用德国NETZSCH公司生产的STA409型，将空气作为通入气体，气路进气量为100ml/min，升温速率为20℃/min，实验终温为1200℃。各煤种的热重曲线和微商热重曲线如图1、2所示。

图1热重曲线

图2微商热重曲线

14

实验结论

1.3沉降炉实验1.3.1实验装置

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

参考文献：

[1]

基于Android移动终端智能导航系统通过Android操作系统应用程序框架提供的GPS设备API和http://wendang.chazidian.com包提供的HTTP协议访问移动互联网络，实现了移动终端设备对电动汽车电池管理、充电设施导航与预订智能导航。使用本系统可以提高煤炭运输工作效率，实现节能减排。

[2][3][4][5]

农丽萍,王力虎,黄一平.Android在嵌入式车载导航系统的应用研究[J].计算机工程与设计,2010,31(11):2743-2746.

程汉强.基于GPS的监控型移动终端系统的设计与实现[J].计算机与数字工程,2010,38（5）:74-77．

陶春华.基于GPRS的移动终端控制软件的设计与开发[D].天津：天津大学,2006．

李刚.疯狂Android讲义[M].北京：电子工业出版社,2011．

张太彪,曾文华,陈志伟.大型XML文档解析技术的应用与研究[J].厦门大学学报,2009,48(3):338-341．

（责任编辑王秀丽）

收稿日期:2013-05-10;修订日期:2013-08-28

作者简介:王俊峰（1987-），男，山东青岛人，硕士研究生，研究方向：煤洁净燃烧与多孔介质传热传质。