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[摘要]隨著“物聯網”的概念深入各行各業,其重要的分支領域———“位置應用”也在不斷發展。在衡器行業中,以稱重傳感器+稱重儀表+GPS+GPRS+電子地圖為主要組成部件的物聯網解決方案,已經成功的應用在稱重計量領域中。此文主要針對“百度地圖”,介紹了其在衡器物聯網中的一個典型應用案例。可為類似的物聯網方案提供參考。
[關鍵詞]百度地圖;WebAPI;javascriptC++
隨著信息化社會的發展,“位置應用”已深入到人類生活的方方面面,應用場景包括手機導航、社交網絡、車載導航、老年人關愛、應急救援、交通路線規劃、醫療定位、物流監控等。在衡器行業中也不例外。作者曾參與了一個“建筑環保砂漿”項目,其中就涉及到了“稱重計量”和“位置應用”———兩者結合的需求。有了位置信息(即地理坐標)后,就需要有電子地圖,來直觀呈現遠程設備的狀態。“百度地圖”是眾多電子地圖中的一員。它穩定可靠、開發文檔齊全,并免費向用戶提供二次開發API接口。本文將針對“環保砂漿的稱重計量”與“百度地圖”二者結合應用的方案展開描述。
一、砂漿計量系統的組成
“砂漿站”向“工地”供應“砂漿”(新型環保砂漿),“工地”根據施工進度,對供應量(主要參考重量)進行控制。為了達到“環保”的目的,施工現場嚴禁露天堆放物料。環保砂漿使用前,以干粉形式儲存(所以也叫“干粉砂漿”),現場有專用的儲料罐。待到使用時,現場攪拌,用多少攪拌多少。攪拌設備和計量設備配合工作,完成砂漿的配制過程。系統由兩部分組成:一是攪拌電氣控制部分;二是稱重計量部分。兩者獨立工作,“計量部分”為“攪拌控制部分”提供重量參考。砂漿配置過程由人工操作電氣設備完成。計量部分涉及到“位置應用”。各部件分工如下:稱重傳感器負責重量數據采集(每個罐4只20t傳感器),GPS負責坐標信息采集,稱重儀表顯示重量,并將重量和位置信息通過GPRS傳送到遠程數據服務器端。用戶打開客戶端軟件,客戶端軟件將從服務器讀取重量和位置信息,在“百度地圖”上顯示覆蓋物(即砂漿罐圖標)。用戶可以直觀的看到砂漿罐的地理位置和罐內儲料的當前余量,為后續砂漿運輸提供調度依據。“砂漿站”不用派人時刻駐守現場,節省人力資源,提高管理效率。
二、GPS坐標格式及轉換
(1)GPS通信數據具有一定的格式,坐標數值需要經過處理,才能被“百度地圖”API接口使用。如:GPS原始經度11413.13562,緯度2955.83360,格式為:hhmm.mmmmm(h是‘度’,m是‘分’)。轉換成地理坐標后,經度為114+13.13562/60,緯度為29+55.83360/60。然后調用“百度地圖”API接口轉換成百度DB09Ⅱ坐標類型。(2)GPS坐標為什么要轉換?因為GPS原始坐標為WGS84坐標系,不能直接用于“百度地圖”。“百度地圖”采用的是BD09Ⅱ坐標系。要在“百度地圖”上顯示GPS設備的正確位置怎么辦呢?“百度地圖”提供了WebAPI進行轉換,你的密鑰說明:coords為坐標的經度、緯度;form為轉換前的坐標類型,1為WGS84坐標系;to為轉換后的坐標類型,5為BD09Ⅱ(百度經、緯度坐標);ak為密鑰,開發者在使用“百度地圖”前,先要申請開發者密鑰。
三、“百度地圖”常用的Javascript函數介紹
要完成“百度地圖”的二次開發,需要調用一些常用的地圖控制JavascriptAPI。
四、地圖的顯示
有了地圖API函數,如何才能將地圖顯示在我們的軟件里呢?如,將地圖顯示在一個Windows窗口上。因為“百度地圖”本身是Web形式的,即B/S模式的。而我們的軟件是在Windows桌面上運行的,即是C/S模式的。所以,首要解決的問題是:如何將B/S模式轉換為C/S模式,即在Windows窗口上顯示web頁面。至于是用C/S模式好,還是用B/S模式好?這個問題不是本文討論的重點。筆者只是根據自己擅長的技術選擇C/S模式。作者的解決方法是:“IE瀏覽器控件”+“HTML頁面”的方案。C++Builder的IE瀏覽器控件名是CppWebBrowser,VC++中的IE瀏覽器控件名是MicrosoftWebBrowser。他們都封裝了IE內核,可以快速開發出屬于自己的專用瀏覽器(如:360雙核瀏覽器,其中有一個核即為IE內核),并可將Web頁面嵌入到Windows窗口中。在瀏覽器控件中,如何控制地圖并響應Web頁面上的鼠標事件呢?實際上Windows同時提供了瀏覽器控件的交互COM接口,包含在#include<mshtml.h>頭文件中(可參考COM/COM+編程原理)。在開發中有一個特別重要的功能需求:即要能在C++中調用Javascript代碼,讓IE控件中的頁面產生動作。如:改變地圖中心、刪除/添加地圖覆蓋物、更新信息提示等。因為微軟提供了標準COM交互接口,所以Windows平臺上的開發工具,調用方法都類似。HTML文件是一個普通的Web頁面文件,中間嵌入“百度地圖”容器,并包含了控制地圖的Javascript函數。在桌面軟件中,利用RunJS函數可以調用這些Javascript代碼。Javascript代碼和IE內核交互,控制頁面內容。HTML文件的具體格式可以參考“百度地圖”開發文檔。在HTML文件中,須包含這樣一行語句:包含了這行代碼后,才能調用“百度地圖”的API接口函數。HTML文件可以放在服務器端,也可以放在客戶端。如果放在服務器端,服務器上要安裝“Web服務器”軟件。如:IIS、Apache等,其中的一種。
五、“百度地圖”在砂漿稱重系統中的應用
作者在“建筑環保砂漿”項目中,使用了“百度地圖”。在任意一臺能連上Internet網絡的電腦上,打開專用的客戶端軟件,軟件就能接收服務器的數據,并在地圖上顯示出各個工地的所有砂漿罐的“當前位置”和“實時重量”信息。要用好“百度地圖”,除了掌握C++編程技術外,還需要了解和掌握多種前端和后端的編程技術,如:HTML標記語言、Javascript腳本語言、Web服務器架設、客戶端和服務器端的Socket通信、瀏覽器控件的COM交互接口、“百度地圖”的API功能函數、內存數據庫等。文中已經介紹了基本的調用流程和關鍵的知識點。作者在“建筑環保砂漿”項目中——稱重計量部分,使用了“百度地圖”。經實踐檢驗,達到了預期的效果。“百度地圖”雖然是免費的,但也有一些限制。如:API接口調用次數的限制。普通API接口:每個IP每天調用上限2000次;坐標逆向轉換API(即GeocodingAPI)調用次數為:每個IP每天調用6000次限制(具體請參考“百度地圖”的相關政策)。超過使用次數之后,將返回{"status":302,"message":"天配額超限,限制訪問"}。在“建筑環保砂漿”項目中,地圖接口API調用不算頻繁,所以基本是夠用的。如果需要更高頻次的調用,需要和“百度”公司協商。本文重點介紹的是“百度地圖”的應用。對于其他的電子地圖,開發過程也基本相同。當前市面上,除“百度地圖”外,還有多種商業電子地圖可供選用。如:國外的谷歌地圖;國內的搜狗地圖、高德地圖、騰訊地圖等。他們都提供了二次開發接口,且大多是免費的。具體選用哪種,要結合項目的實際需求和“地圖服務商”的服務質量,綜合考慮。
我想,隨著“物聯網”(Internetofthings(IoT)的技術普及,關于“地理位置”的應用,需求也會越來越多。除了PC端的應用外,移動端的應用也是方興未艾。在衡器行業中,應用也會更加廣泛。目前,國內衡器公司中,如:耀華、柯力已經推出了成熟的產品和解決方案,起到了行業“橋頭堡”的作用,其他公司也會極積跟進,加大研發力度并開拓相關市場。
參考文獻:
[1]核心編程[M].清華大學出版社,2008.10.
[2]百度地圖開發文檔.JavaScriptAPIv2.0[M].開發指南,2014.10.11.
作者:喻剛 單位:寧波臻譽傳感科技有限公司