基于北斗衛星的海洋調查測量監控系統的設計與實(shí)現

2．1．1 硬件單元
該產(chǎn)品采用“一線(xiàn)通”設計原理，天線(xiàn)與主機之間采用一根同軸電纜連接，使得安裝更加可靠、便捷。主機正面具備三星六波束指示燈，便于對用戶(hù)機系統工作狀態(tài)進(jìn)行監測。整機采用1U高度設計，安裝拖架后可架設到標準19寸機柜中。
2．1．2 軟件單元
PC平臺數據采集軟件裝載到監測中心，實(shí)現多個(gè)遠端設備北斗通信數據接收、處理，實(shí)現遠端設備的數據采集控制，能夠識別和處理遠端設備上報的北斗、GPS位置，實(shí)現監控指揮終端設備狀態(tài)等功能。PC平臺數據采集軟件采用N-TIER分層架構設計，面向對象的軟件設計和實(shí)現方法?？v向架構層面上，軟件系統提供硬件解析層、數據處理層和應用層三大層面。在每個(gè)大層面上又包含若干小層面的抽象、影射、實(shí)現和封裝。采用這種設計最大限度地降低軟件的耦合性，具有較高的可靠性、可維護性和可升級性，軟件的總體設計圖如圖3所示。

其中自上而下又可以劃分為如下功能模塊：
(1)采集數據處理模塊。能夠接收遠端設備發(fā)送的北斗通信報文，實(shí)時(shí)處理和暫存接收到的采集數據，實(shí)時(shí)顯示報文接收狀態(tài)，丟失數據采集報文時(shí)應自動(dòng)控制遠端設備進(jìn)行補發(fā)，并按照長(cháng)報文數據交換格式拼接接收到的報文，采集數據正確、完整接收到后通過(guò)交互接口存入信息存儲模塊，用于事后采集數據的分析。
(2)北斗定位模塊。能夠接收和處理所有遠端設備申請的北斗定位信息，并能通過(guò)交互接口存入信息存儲模塊，以用于后續北斗與GPS數據進(jìn)行定位精度、使用性和適用性等定位系統應用性分析。
(3)GPS數據模塊。能夠接收和處理所有遠端設備上報的GPS信息，并能通過(guò)交互接口存入信息存儲模塊，以用于后續北斗與GPS數據進(jìn)行定位精度、使用性和適用性等定位系統應用性分析。
(4)設備狀態(tài)模塊。顯示指揮終端的北斗卡信息，實(shí)時(shí)監控和顯示指揮終端的設備狀態(tài)。
(5)數據存儲模塊。存儲和管理北斗定位、GPS定位和采集數據，并可以根據用戶(hù)需要導出為T(mén)XT格式或Excel格式文件。
2．1．3 監測中心的主要功能
(1)實(shí)時(shí)接收下屬用戶(hù)所傳輸的上報數據。能夠實(shí)時(shí)接收數據采集中心、船舶、車(chē)輛、高精度GPS等終端用戶(hù)所上報的采集數據；自動(dòng)對上報的采集數據進(jìn)行分類(lèi)分析、匯總。
(2)下屬用戶(hù)位置、短信息監控。下屬用戶(hù)位置信息可在監測中心軟件系統中的電子地圖上顯示跟蹤，進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)監控；點(diǎn)名定位功能(可以指定所轄下屬用戶(hù)進(jìn)行定位)；可與下屬用戶(hù)進(jìn)行短信息通信；具備地圖漫游和顯示、短信管理、軌跡回放等功能。
(3)信息管理功能。所有信息均應有相應的自動(dòng)管理備份功能；具備對所有存儲的歷史數據進(jìn)行分類(lèi)統計和查詢(xún)功能。
2．2 監測終端嵌入式數據采集儀設計
監測終端的船舶上統一配備北斗一號通信型終端、嵌入式數據采集儀及各種調測設備。北斗一號通信型終端是在保留北斗普通型用戶(hù)機全部功能的基礎上，針對各類(lèi)無(wú)人值守數據采集站的使用特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)研制的一體型用戶(hù)終端。除保留北斗定位、通信等功能外，將主機內部核心單元進(jìn)行一體化設計，大大縮小了整機體積，同時(shí)采用特種外殼對設備進(jìn)行封裝，適用于高鹽霧、高濕熱等惡劣工作環(huán)境。同時(shí)，待機功耗進(jìn)一步降低，以適應長(cháng)時(shí)間工作的需要。嵌入式數據采集儀采用多路串口，可同時(shí)接駁多種數據采集設備，內嵌WinCE操作系統，可同時(shí)監測接駁設備的工作狀態(tài)，同時(shí)配套北斗一號通信型終端，將采集到的數據轉發(fā)給監測中心。如圖4所示。