基于Android平臺的移動航標動態監控系統的實現研究

卜玉

摘 要：隨著經濟的發展，航標動態監控系統有了不小的改變。本文以基于Android平臺的移動航標動態監控系統為例，首先分析了監控系統的主要技術，并根據Android平臺的原理，探討了航標動態監控系統實現的過程，希望可以為相關的工作提供一定的參考。

關鍵詞：Android 航標監控系統 信息 電子海圖

1.引言

傳統的航標監控系統需要使用臺式電腦，并且以電子海圖系統為基礎，對航標的動態數據庫進行連接，從而實現自動監控。但是這類系統不易移動，而且只能在值班室中運行，還需要安排固定人員進行管理，出現問題時，也不能及時修復，可能導致很嚴重的事故。

2.移動航標動態監控系統的主要技術

2.1遙測監控系統

航標遙測監控系統由遙測終端、信息數據庫、航標監控設備以及信息處理服務器組成。遙測終端主要負責航標信息的采集和上傳工作，每個航標都安裝了專門的設備，能夠實現GPS定位和遠程控制以及通信功能，通過固定的傳感器，可以捕捉到航標的現場信息，并且發送報警指示以及接受遙控命令等。信息數據庫只是負責航標信息的存儲，為系統提供數據。航標監控設備能夠對航標進行監控，并且與信息數據庫的信息進行對比，在二維電子海圖上呈現出航標的位置信息以及變化趨勢，這樣便于工作人員進行管理和維護。信息處理服務器負責接收航標信息，之后將處理后的信息存入數據庫中。應用這種遙測監控系統可以提高航標維護的水平，還能夠為決策工作提供科學的依據。

2.2Android技術

Android是比較常見的移動操作系統，這種開放源代碼的操作系統以Linux為內核，廣泛應用于智能手機和平板電腦中，普及率很廣。Android的編寫語言是Java，同時與JNI編程方式兼容，便于C語言開發者的使用。在具體的開發過程中，可以下載和使用的程序和應用很多，而且集成開發環境內源代碼的模型十分豐富，開發難度明顯降低。

3.基于Android平臺的移動航標動態監控系統的原理

本文設計的移動航標動態監控系統組成部分包括航標、數據庫、服務器以及監控終端，首先，在航標上安裝數據采集器，也就是監控終端，之后通過采集器獲得航標的工作參數；其次，利用GPS技術對航標進行定位，提煉出航標的經度和緯度等數據，之后通過公網進行通信，傳輸航標的參數和位置信息；最后，監控中心使用高性能的計算機，對這些數字化的數據進行分析、處理和備份。這里需要注意Web ser vice服務器，它的作用是響應航標監控終端的請求，從數據庫中提取動態數據，幫助計算機進行處理工作。至于電子海圖的顯示以及監控報警，都是監控終端的工作內容，當終端獲得關于航標的動態信息之后，就可以顯示在電子海圖中，并且把航標報警位置加以標記，便于人員搜索和觀察。

4.基于Android平臺的移動航標動態監控系統實現的過程

4.1海圖顯示

基于Android平臺的移動航標動態監控系統屬于C/S結構，分為客戶端和服務端兩部分，由服務端接收客戶端的指令和請求，而客戶端負責疊加航標的動態信息。可以說，電子海圖的顯示直接關系著系統的運行效果，而利用Java語言能夠實現電子海圖的顯示，為航標的定位提供條件。在對標準的電子海圖數據進行解析時，需要參照IHO S-57的標準，從而保證航標空間位置和特征屬性滿足電子海圖顯示的要求，之后通過投影，轉換坐標，在屏幕上繪制電子海圖，轉換坐標時需要參照IHO S-52的標準。通過電子海圖可以對航標進行精準的定位，而參照IHO S-57的標準對航標的動態信息進行疊加，可以充分展示航標的變化情況。

4.2數據發布

一般而言，航標的狀態以及屬性等信息都存儲在服務器的數據庫中，比如航標的名稱和類別、基準的經度和緯度、管理的時間和狀態、GPS的定位和接收、芯片的串口和電量以及控制器的電壓和位移等。需要說明的是，這些信息有一部分是靜態信息，比如航標終端的ID，也有一部分是動態信息，比如燈器的電壓。無論是靜態信息還是動態信息，都必須上傳到終端的數據庫中，并且進行解析處理。本研究服務器的工作方式是Web service，如果客戶端發出某一個航標的信息請求時，Web service就會響應客戶端的請求，并且根據參數獲取這一航標的狀態以及屬性，之后將事先處理好的結果以XML格式傳遞給客戶端，而客戶端會對這些XML格式的數據進行解析，之后顯示到電子海圖上。如果是客戶端請求全部的航標信息，那么Web service就會將這些航標的狀態以及屬性信息進行壓縮和打包處理，之后統一發給客戶端。

4.3信息更新

對于監控系統而言，電子海圖的顯示以及刷新占據了大量的內存，而且如果航標信息更新頻繁，就會影響網絡的通暢，并且浪費一定的資源。如果電子海圖的繪制與更新同時進行，還會降低系統的靈活性，影響工作人員的體驗。通過Android的Service組件，可以在后臺建立新的進程，這樣可以實現網絡不間斷的訪問，而且數據的更新在后臺自動完成，與前臺的操作不發生沖突。但是，經過Service組件產生的數據最終還是需要顯示在前端上，也就是要在電子海圖中完成更新，這時就需要監控系統額外開設一個進程，通過Android的接口定義語言或者是Android的廣播機制，解決不同進程之間相互的通信問題。比如當Service獲取動態信息之后，通過send Broadcast這種方法將信息以廣播的方式傳播出去，之后在前端的Activity中利用Broadcast Receiver接收廣播信息，之后再顯示到電子海圖上。

4.4人機互動

傳統的人機互動方法是借助鼠標和鍵盤，但是通過移動航標動態監控系統，可以進行觸控操作，從而實現各個功能。比如通過電子海圖的主顯示窗口，進行單點以及多點的觸控操作，這種操作主要是利用Matrix實現，在拖動窗口以及進行縮放時，還可以根據距離的變化修改Matrix的參數，而且在屏幕刷新的過程中，也能夠對圖像進行移動。在通過屏幕查看航標信息時，如果想要了解具體和詳細的信息，需要選定航標，之后保持手指不動，延長觸控的時間，這樣就能夠將航標的屏幕坐標轉為地理坐標，而且啟動計時器，開始相關的搜索。

4.5監控報警

本移動航標動態監控系統重點的監測對象是，航標燈的電流、電壓和位置情況，以及航標的位置和意外碰撞等信息。可以通過定時輪詢的方法，獲取上述信息，而且航標終端接收到定時輪詢的指令后，就會使用專業的電子元件和傳感器進行測量，之后按照固定的編碼方式將信息傳輸到監控中心。在網絡運行通暢的情況下，移動終端既可以請求航標信息，還可以分析航標狀態，從而提高管理質量。如果出現電壓不穩、燈質有問題或者是GPS定位失敗等情況，就會進行報警，管理人員可以在統計頁面中查看報警的詳細信息，并采取有效措施加以解決。

5.結論

綜上所述，基于Android平臺的移動航標動態監控系統易于人員進行操作，而且攜帶十分方便，能夠有效解決航標維護時出現的問題，而且采用Web service的方法獲取數據信息，輕松實現了航標的直觀顯示，可以進行24小時的動態監控。

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