基于北斗衛(wèi)星的海洋調(diào)查測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2．1．1 硬件單元
該產(chǎn)品采用“一線通”設(shè)計(jì)原理，天線與主機(jī)之間采用一根同軸電纜連接，使得安裝更加可靠、便捷。主機(jī)正面具備三星六波束指示燈，便于對(duì)用戶機(jī)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。整機(jī)采用1U高度設(shè)計(jì)，安裝拖架后可架設(shè)到標(biāo)準(zhǔn)19寸機(jī)柜中。
2．1．2 軟件單元
PC平臺(tái)數(shù)據(jù)采集軟件裝載到監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備北斗通信數(shù)據(jù)接收、處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集控制，能夠識(shí)別和處理遠(yuǎn)端設(shè)備上報(bào)的北斗、GPS位置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控指揮終端設(shè)備狀態(tài)等功能。PC平臺(tái)數(shù)據(jù)采集軟件采用N-TIER分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法?？v向架構(gòu)層面上，軟件系統(tǒng)提供硬件解析層、數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)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(xiàn)和封裝。采用這種設(shè)計(jì)最大限度地降低軟件的耦合性，具有較高的可靠性、可維護(hù)性和可升級(jí)性，軟件的總體設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)處理模塊。能夠接收遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送的北斗通信報(bào)文，實(shí)時(shí)處理和暫存接收到的采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示報(bào)文接收狀態(tài)，丟失數(shù)據(jù)采集報(bào)文時(shí)應(yīng)自動(dòng)控制遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)發(fā)，并按照長(zhǎng)報(bào)文數(shù)據(jù)交換格式拼接接收到的報(bào)文，采集數(shù)據(jù)正確、完整接收到后通過交互接口存入信息存儲(chǔ)模塊，用于事后采集數(shù)據(jù)的分析。
(2)北斗定位模塊。能夠接收和處理所有遠(yuǎn)端設(shè)備申請(qǐng)的北斗定位信息，并能通過交互接口存入信息存儲(chǔ)模塊，以用于后續(xù)北斗與GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行定位精度、使用性和適用性等定位系統(tǒng)應(yīng)用性分析。
(3)GPS數(shù)據(jù)模塊。能夠接收和處理所有遠(yuǎn)端設(shè)備上報(bào)的GPS信息，并能通過交互接口存入信息存儲(chǔ)模塊，以用于后續(xù)北斗與GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行定位精度、使用性和適用性等定位系統(tǒng)應(yīng)用性分析。
(4)設(shè)備狀態(tài)模塊。顯示指揮終端的北斗卡信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控和顯示指揮終端的設(shè)備狀態(tài)。
(5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。存儲(chǔ)和管理北斗定位、GPS定位和采集數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)用戶需要導(dǎo)出為TXT格式或Excel格式文件。
2．1．3 監(jiān)測(cè)中心的主要功能
(1)實(shí)時(shí)接收下屬用戶所傳輸?shù)纳蠄?bào)數(shù)據(jù)。能夠?qū)崟r(shí)接收數(shù)據(jù)采集中心、船舶、車輛、高精度GPS等終端用戶所上報(bào)的采集數(shù)據(jù)；自動(dòng)對(duì)上報(bào)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析、匯總。
(2)下屬用戶位置、短信息監(jiān)控。下屬用戶位置信息可在監(jiān)測(cè)中心軟件系統(tǒng)中的電子地圖上顯示跟蹤，進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)控；點(diǎn)名定位功能(可以指定所轄下屬用戶進(jìn)行定位)；可與下屬用戶進(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(yīng)有相應(yīng)的自動(dòng)管理備份功能；具備對(duì)所有存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和查詢功能。
2．2 監(jiān)測(cè)終端嵌入式數(shù)據(jù)采集儀設(shè)計(jì)
監(jiān)測(cè)終端的船舶上統(tǒng)一配備北斗一號(hào)通信型終端、嵌入式數(shù)據(jù)采集儀及各種調(diào)測(cè)設(shè)備。北斗一號(hào)通信型終端是在保留北斗普通型用戶機(jī)全部功能的基礎(chǔ)上，針對(duì)各類無人值守?cái)?shù)據(jù)采集站的使用特點(diǎn)而開發(fā)研制的一體型用戶終端。除保留北斗定位、通信等功能外，將主機(jī)內(nèi)部核心單元進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，大大縮小了整機(jī)體積，同時(shí)采用特種外殼對(duì)設(shè)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(jī)功耗進(jìn)一步降低，以適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間工作的需要。嵌入式數(shù)據(jù)采集儀采用多路串口，可同時(shí)接駁多種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，內(nèi)嵌WinCE操作系統(tǒng)，可同時(shí)監(jiān)測(cè)接駁設(shè)備的工作狀態(tài)，同時(shí)配套北斗一號(hào)通信型終端，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)測(cè)中心。如圖4所示。