基于Android平台的移动航标动态监控系统的实现研究

2019-05-19 14:24卜玉
珠江水运 2019年5期
关键词:信息

卜玉

摘 要:随着经济的发展,航标动态监控系统有了不小的改变。本文以基于Android平台的移动航标动态监控系统为例,首先分析了监控系统的主要技术,并根据Android平台的原理,探讨了航标动态监控系统实现的过程,希望可以为相关的工作提供一定的参考。

关键词:Android 航标监控系统 信息 电子海图

1.引言

传统的航标监控系统需要使用台式电脑,并且以电子海图系统为基础,对航标的动态数据库进行连接,从而实现自动监控。但是这类系统不易移动,而且只能在值班室中运行,还需要安排固定人员进行管理,出现问题时,也不能及时修复,可能导致很严重的事故。

2.移动航标动态监控系统的主要技术

2.1遥测监控系统

航标遥测监控系统由遥测终端、信息数据库、航标监控设备以及信息处理服务器组成。遥测终端主要负责航标信息的采集和上传工作,每个航标都安装了专门的设备,能够实现GPS定位和远程控制以及通信功能,通过固定的传感器,可以捕捉到航标的现场信息,并且发送报警指示以及接受遥控命令等。信息数据库只是负责航标信息的存储,为系统提供数据。航标监控设备能够对航标进行监控,并且与信息数据库的信息进行对比,在二维电子海图上呈现出航标的位置信息以及变化趋势,这样便于工作人员进行管理和维护。信息处理服务器负责接收航标信息,之后将处理后的信息存入数据库中。应用这种遥测监控系统可以提高航标维护的水平,还能够为决策工作提供科学的依据。

2.2Android技术

Android是比较常见的移动操作系统,这种开放源代码的操作系统以Linux为内核,广泛应用于智能手机和平板电脑中,普及率很广。Android的编写语言是Java,同时与JNI编程方式兼容,便于C语言开发者的使用。在具体的开发过程中,可以下载和使用的程序和应用很多,而且集成开发环境内源代码的模型十分丰富,开发难度明显降低。

3.基于Android平台的移动航标动态监控系统的原理

本文设计的移动航标动态监控系统组成部分包括航标、数据库、服务器以及监控终端,首先,在航标上安装数据采集器,也就是监控终端,之后通过采集器获得航标的工作参数;其次,利用GPS技术对航标进行定位,提炼出航标的经度和纬度等数据,之后通过公网进行通信,传输航标的参数和位置信息;最后,监控中心使用高性能的计算机,对这些数字化的数据进行分析、处理和备份。这里需要注意Web ser vice服务器,它的作用是响应航标监控终端的请求,从数据库中提取动态数据,帮助计算机进行处理工作。至于电子海图的显示以及监控报警,都是监控终端的工作内容,当终端获得关于航标的动态信息之后,就可以显示在电子海图中,并且把航标报警位置加以标记,便于人员搜索和观察。

4.基于Android平台的移动航标动态监控系统实现的过程

4.1海图显示

基于Android平台的移动航标动态监控系统属于C/S结构,分为客户端和服务端两部分,由服务端接收客户端的指令和请求,而客户端负责叠加航标的动态信息。可以说,电子海图的显示直接关系着系统的运行效果,而利用Java语言能够实现电子海图的显示,为航标的定位提供条件。在对标准的电子海图数据进行解析时,需要参照IHO S-57的标准,从而保证航标空间位置和特征属性满足电子海图显示的要求,之后通过投影,转换坐标,在屏幕上绘制电子海图,转换坐标时需要参照IHO S-52的标准。通过电子海图可以对航标进行精准的定位,而参照IHO S-57的标准对航标的动态信息进行叠加,可以充分展示航标的变化情况。

4.2数据发布

一般而言,航标的状态以及属性等信息都存储在服务器的数据库中,比如航标的名称和类别、基准的经度和纬度、管理的时间和状态、GPS的定位和接收、芯片的串口和电量以及控制器的电压和位移等。需要说明的是,这些信息有一部分是静态信息,比如航标终端的ID,也有一部分是动态信息,比如灯器的电压。无论是静态信息还是动态信息,都必须上传到终端的数据库中,并且进行解析处理。本研究服务器的工作方式是Web service,如果客户端发出某一个航标的信息请求时,Web service就会响应客户端的请求,并且根据参数获取这一航标的状态以及属性,之后将事先处理好的结果以XML格式传递给客户端,而客户端会对这些XML格式的数据进行解析,之后显示到电子海图上。如果是客户端请求全部的航标信息,那么Web service就会将这些航标的状态以及属性信息进行压缩和打包处理,之后统一发给客户端。

4.3信息更新

对于监控系统而言,电子海图的显示以及刷新占据了大量的内存,而且如果航标信息更新频繁,就会影响网络的通畅,并且浪费一定的资源。如果电子海图的绘制与更新同时进行,还会降低系统的灵活性,影响工作人员的体验。通过Android的Service组件,可以在后台建立新的进程,这样可以实现网络不间断的访问,而且数据的更新在后台自动完成,与前台的操作不发生冲突。但是,经过Service组件产生的数据最终还是需要显示在前端上,也就是要在电子海图中完成更新,这时就需要监控系统额外开设一个进程,通过Android的接口定义语言或者是Android的广播机制,解决不同进程之间相互的通信问题。比如当Service获取动态信息之后,通过send Broadcast这种方法将信息以广播的方式传播出去,之后在前端的Activity中利用Broadcast Receiver接收广播信息,之后再显示到电子海图上。

4.4人机互动

传统的人机互动方法是借助鼠标和键盘,但是通过移动航标动态监控系统,可以进行触控操作,从而实现各个功能。比如通过电子海图的主显示窗口,进行单点以及多点的触控操作,这种操作主要是利用Matrix实现,在拖动窗口以及进行缩放时,还可以根据距离的变化修改Matrix的参数,而且在屏幕刷新的过程中,也能够对图像进行移动。在通过屏幕查看航标信息时,如果想要了解具体和详细的信息,需要选定航标,之后保持手指不动,延长触控的时间,这样就能够将航标的屏幕坐标转为地理坐标,而且启动计时器,开始相关的搜索。

4.5监控报警

本移动航标动态监控系统重点的监测对象是,航标灯的电流、电压和位置情况,以及航标的位置和意外碰撞等信息。可以通过定时轮询的方法,获取上述信息,而且航标终端接收到定时轮询的指令后,就会使用专业的电子元件和传感器进行测量,之后按照固定的编码方式将信息传输到监控中心。在网络运行通畅的情况下,移动终端既可以请求航标信息,还可以分析航标状态,从而提高管理质量。如果出现电压不稳、灯质有问题或者是GPS定位失败等情况,就会进行报警,管理人员可以在统计页面中查看报警的详细信息,并采取有效措施加以解决。

5.结论

综上所述,基于Android平台的移动航标动态监控系统易于人员进行操作,而且携带十分方便,能够有效解决航标维护时出现的问题,而且采用Web service的方法獲取数据信息,轻松实现了航标的直观显示,可以进行24小时的动态监控。

参考文献:

[1]刘涛.多维航道模型及应用关键技术研究[D].大连海事大学,2015.

[2]傅军豪.基于Android航道综合监控系统的设计与实现[D].大连海事大学,2015.

[3]温泉.数字航道建成后长江航道航标维护管理模式研究[J].中国水运.航道科技,2018(01):57-61.

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