1、項(xiàng)目背景

智能技術(shù)、無(wú)人技術(shù)、新概念武器、新形態(tài)裝備技術(shù)、新一代通信技術(shù)等創(chuàng)新科技，已逐漸顯露出顛覆和超越傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式和裝備能力的巨大潛力，推動(dòng)海洋防務(wù)領(lǐng)域新一輪革命的快速到來(lái)。積極開(kāi)辟海洋防務(wù)作戰(zhàn)新空間，大幅拓展傳統(tǒng)裝備體系的能力邊界，將催生海洋防務(wù)系列新樣式、新裝備、新應(yīng)用的快速非線性涌現(xiàn)和非對(duì)稱迭代。

2、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2.1項(xiàng)目描述

此項(xiàng)目主要用國(guó)產(chǎn)開(kāi)源OpenHarmony操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境參數(shù)檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)連接、采集北斗信息等應(yīng)用。以云服務(wù)器為基礎(chǔ)構(gòu)建智聯(lián)北斗系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)與傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信連接管理等；構(gòu)建遠(yuǎn)程信息管理和控制的 Web 應(yīng)用平臺(tái)。充分利用互聯(lián)網(wǎng)和 Web 技術(shù)為海防部門提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息管理等功能，在我國(guó)海域進(jìn)行智能管理提高處理效率，實(shí)現(xiàn)海防管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)化。

2.2功能說(shuō)明

海船上安裝有各類傳感器可以實(shí)時(shí)采集海船上的數(shù)據(jù)，主要包括位置信息、溫濕度、各方位的光照強(qiáng)度。

海船上可以利用采集到的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)船載各類傳感器實(shí)現(xiàn)不斷電供電。同時(shí)具有一鍵報(bào)警功能(險(xiǎn)情通知)。

海防部門通過(guò)無(wú)線接收海船上的一鍵報(bào)警(險(xiǎn)情播報(bào))，并在TFT屏上顯示各船只的實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)。

通過(guò)云服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絯eb端可視化界面上實(shí)現(xiàn)檢測(cè)各船只的實(shí)時(shí)定位及溫濕度值。

Web端可以控制港口的閘門開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制各船只進(jìn)出港口的管理。險(xiǎn)情知情按鍵（當(dāng)海防部門接收到險(xiǎn)情播報(bào)時(shí)會(huì)根據(jù)船只當(dāng)前的實(shí)時(shí)位置派出就近的支援隊(duì)后按下險(xiǎn)情知情按鍵告知船上人員已派出就近支援團(tuán)隊(duì)）。顯示船只基本信息及實(shí)時(shí)位置、實(shí)時(shí)的溫濕度光敏的折線圖等信息。

Springboot中臺(tái)可以接收海船傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存到云端的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)web端也可以顯示實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)折線。儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)包括：船號(hào)、北斗定位信息、溫度、濕度、光強(qiáng)，方便后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)分析處理。

2.3系統(tǒng)功能模塊劃分

智聯(lián)海防系統(tǒng)采用四層物聯(lián)網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。其中感知層為海船上的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)功能，負(fù)責(zé)位置信息、溫濕度、光照強(qiáng)度等信息的采集任務(wù)；網(wǎng)絡(luò)層包括網(wǎng)絡(luò)接入功能以及信息傳輸功能（信息傳輸功能主要是將感知層獲取的數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)將云服務(wù)器的信息或指令下發(fā)給感知層設(shè)備）。網(wǎng)絡(luò)層使用Wi-Fi通信方式接入網(wǎng)絡(luò)，采用MQTT協(xié)議等推送數(shù)據(jù)信息到平臺(tái)層和應(yīng)用層。云服務(wù)主要是平臺(tái)層功能，負(fù)責(zé)設(shè)備管理、命令下發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等管理功能。應(yīng)用層則利用云服務(wù)器提供的web端來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。

2.4項(xiàng)目展示

智聯(lián)北斗海防系統(tǒng)模型實(shí)物

海防船

海防部門tft屏數(shù)據(jù)展示

web按鍵展示

溫濕度歷史數(shù)據(jù)展示

軌跡查詢

3、硬件方案

3.1硬件總體框架

3.2主控芯片

采用小凌派RK2206 OpenHarmony開(kāi)發(fā)板，主控為瑞芯微RK2206芯片，200MHz主頻，RAM 256KB、ROM16KB、PSRAM 8M、FLASH 8M。板載NFCTag芯片及天線，可實(shí)現(xiàn)OpenHarmony“碰一碰”功能。支持 IEEE 802.11b/g/n 制式，AP 模式。USB 2.0 、SDcard /SPI/I2C 接口、麥克風(fēng)接口、E53 接口（包含 UART、 I2C、ADC、DAC、PWM、5 個(gè) GPIO）。一根TypeC USB線，即可實(shí)現(xiàn)供電、下載等功能。一根TypeC USB線，可支持串口調(diào)試功能。

3.3北斗定位芯片模塊

北斗模塊采用UM220-IV，支持3.3V供電，通信協(xié)議采用串口通信。

3.4溫濕度傳感器

溫濕度傳感器采用SHT30，支持2.4V供電，通信協(xié)議采用IIC。

3.5 TFT顯示屏

顯示屏采用2.4寸TFT液晶，支持5V或者3.3V供電，通信協(xié)議采用spi協(xié)議。

3.6舵機(jī)（模擬閘門）

舵機(jī)采用MG955舵機(jī)，支持5V或者3.3V供電。

3.7 OLED液晶顯示屏

oled顯示屏采用SSD1306顯示屏，支持3.3V供電。通信協(xié)議IIC。

3.8功放板

采用MAX98357，支持支持5V或者3.3V供電，通信協(xié)議采用spi協(xié)議。

3.9光敏傳感器

光敏電阻模塊可3.3V供電，采用ADC采集。

3.10其他硬件

三色燈、單顆大按鍵由I/O接口實(shí)現(xiàn)控制。

4、軟件方案

4.1港口功能設(shè)計(jì)

當(dāng)海船出入港口時(shí)海防部門控制室可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端的控制按鈕控制港口的閘門的開(kāi)關(guān)。

4.2溫濕度光敏數(shù)據(jù)采集及顯示

海船上采集溫濕度光敏數(shù)據(jù)顯示在oled屏上并根據(jù)mqtt發(fā)送至中臺(tái)。

4.3北斗數(shù)據(jù)采集及顯示

接收北斗數(shù)據(jù)部分代碼：

云端對(duì)接收到的北斗數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析：

5、項(xiàng)目總結(jié)和展望

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)硬件選用小凌派開(kāi)發(fā)板搭載瑞芯微低功耗、高集成的無(wú)線局域網(wǎng)處理器RK2206，支持OpenHarmony操作系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)解決方案。通過(guò)模型演示充分體現(xiàn)項(xiàng)目的實(shí)用性，可全天候、全時(shí)段、全方位對(duì)海防一線重點(diǎn)地段、區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程定位監(jiān)控。值班人員可在值班室迅速掌控邊境動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)緊急情況并上報(bào)。從導(dǎo)航到系統(tǒng)完全是由我國(guó)自主研發(fā)，保證了國(guó)家信息安全，打破發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)壟斷，兼具功能性和實(shí)用性。本項(xiàng)目雖然實(shí)現(xiàn)功能，但仍存在不足之處，海上情況多變北斗信號(hào)不穩(wěn)定、聯(lián)系方式單一等問(wèn)題還待后續(xù)解決。

20-溫濕度光敏數(shù)據(jù)采集及顯示.png

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