基于Android平台的移动航标动态监控系统的实现研究

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.