CN107342988A - 一种基于pda的开敞式码头系泊监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，属于电子信息技术领域。技术方案：包括本地监控子系统、远程监控子系统和PDA终端设备，所述本地监控子系统和远程监控子系统通过数据库服务器连接，所述远程监控子系统通过无线网络与所述PDA终端设备连接，所述本地监控子系统用来与数据采集端通信和对船舶实时监控，监控内容包括缆绳受力、护舷压缩量和船舶运动分量。有益效果是：本发明将因特网远程监控系统与船舶系统结合在一起，形成系泊监控系统，位于陆地上的计算机便可监控到码头系泊船舶的缆绳受力情况以及轮船运动量等信息，可以解决人工系泊操作性差、断缆事故经常发生的问题，保障了系泊安全，提高了作业效率。

Description

一种基于PDA的开敞式码头系泊监控系统

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种基于PDA的开敞式码头系泊监控的电子系统。

背景技术

随着港口的不断修建，海岸线资源的日益紧张，船舶吨位的不断提高，码头建设呈现出船舶大型化、码头深水化、泊位离岸化特点。为了解决海岸线资源日益紧缺的现状，建设远离海岸线的开敞式码头成为未来的必然趋势。由于海况和气象条件具有很强的随机性，同吋受控于当地海域地理、地貌等条件，开敞式码头常有断缆等事故发生，造成极大的经济损失，同时也降低港口的安全信誉，影响其可持续发展。防止开敞式码头断缆等事故的发生并建立可靠的系泊监控体系，成为业界亟待解决的关键问题之一。为了对缆绳张力、护舷状态、船舶漂移量和海洋动力环境因素进行有效监控和相对精准的预测，保证船舶作业和工作人员安全，对开敞式码头系泊监控系统进行合理设计和开发很有必要性。

发明内容

为了解决人工系泊操作性差、断缆事故频发等问题，本发明提供一种基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，该系统将因特网远程监控系统与船舶系统结合在一起，形成系泊监控系统，可监控到码头系泊船舶的缆绳受力情况以及轮船运动量等信息，解决人工系泊操作性若、断缆填故经常发生的问题。所述技术方案如下：

一种基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，包括：本地监控子系统、远程监控子系统和PDA终端设备，所述本地监控子系统和远程监控子系统通过数据库服务器连接，所述远程监控子系统通过无线网络与所述PDA终端设备连接，所述本地监控子系统用来与数据采集端通信和对船舶实时监控，监控内容包括缆绳受力、护舷压缩量和船舶运动分量；所述远程监控子系统用于监控，并与PDA终端设备进行通信；所述PDA终端设备用于拍摄船舶状态图片并上传给所述远程监控子系统内的Web服务器。

进一步的，所述本地监控子系统是C/S模式系统，显示效果为应用程序界面，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和数据接收模块；所述远程监控子系统基于B/S模式，系统以Web页面的形式显示，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和船舶图片显示模块；所述PDA终端设备包括船舶监控模块和拍摄上传模块，船舶监控模块以Web页面形式显示监控信息，拍摄上传模块以应用程序界面显示拍摄到的监控信息。

进一步的，本地监控子系统首先与数据库服务器进行交互，然后远程监控子系统访问数据库服务器；船舶上的工作人员手持PDA终端设备，对缆绳、护舷及轮船位置进行监控，同时拍摄船舶状态图片上传到远程监控子系统的Web服务器。

进一步的，所述数据库服务器采用SQLServer2005；所述PDA终端设备是基于Android操作系统的移动设备，型号为HTC G20。

进一步的，所述缆力监控模块用于监控船舶各个缆绳张力实时变化过程，当缆绳张力达到预定预警值、报警值及逃逸值时给出明确指示，监控船舶各个缆绳张力实时变化过程也用于预测一定时间后缆力变化情况；所述护舷监控模块用于实时监控护舷压缩量值，防止护舷受到过大压力而损坏；所述位置监控模块对轮船横向、纵向及水平倾角进行实时监控；所述数据接收模块用于接收数据采集终端发送的各种实时数据，并进行格式处理及存储；所述船舶图片显示模块用于显示PDA终端设备上传的船舶实际状态图片；所述船舶监控模块用于对系泊船舶的状态进行实时监控；所述拍摄上传模块用于工作人员在拍摄系泊船舶状态图片后，将系泊船舶状态图片上传到远程监控子系统。

进一步的，所述PDA终端设备与Web服务器通信包括：

(1)由Web服务器向PDA终端设备传输缆绳、轮船位置和护舷的实时监控画面信息；

(2)由工作人员利用PDA终端设备拍摄轮船实际位置和缆绳状态图片，并上传到Web服务器端。

进一步的，所述远程监控子系统和PDA终端设备的通信方式选择远距离无线网络传输技术GPRS。

本发明的有益效果是：

本发明所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统在考虑码头系泊操作和信息流程优化的基础上，将因特网远程监控系统与船舶系统结合在一起，形成系泊监控系统，位于陆地上的计算机便可监控到码头系泊船舶的缆绳受力情况以及轮船运动量等信息，可以解决人工系泊操作性差、断缆事故经常发生的问题，保障了系泊安全，提高了作业效率。

附图说明

图1为本发明的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统的拓扑原理图。

具体实施方式

本发明的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统是一套采用C/S模式与B/S模式相结合的方法实现可视化操作的开敞式码头系泊监控系统，如附图1所示，包括：本地监控子系统、远程监控子系统和PDA终端设备。

所述的本地监控子系统主要特点是响应速度快，主要用来与数据采集端通信和对船舶实时监控，监控内容包括缆绳受力、护舷压缩量和船舶运动分量等；所述的远程监控子系统除了具有监控功能，还与PDA终端设备进行通信，PDA终端设备拍摄船舶状态图片上传给系统内Web服务器；所述的PDA终端设备主要负责拍摄系泊船舶状态图片，然后上传到远程监控子系统。

所述本地监控子系统是C/S模式系统，显示效果为应用程序界面，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和数据接收模块；所述远程监控子系统基于B/S模式，系统以Web页面的形式显示，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和船舶图片显示模块；所述PDA终端设备包括船舶监控模块和拍摄上传模块，监控功能是以Web页面形式显示，而拍摄上传模块以应用程序界面显示。

所述本地监控子系统与远程监控子系统的通信方案为数据库服务器作为中间环节，本地监控子系统首先与数据库服务器进行交互，然后远程监控子系统访问数据库，从而间接实现了本地监控子系统与远程监控子系统的通信；所述远程监控子系统和PDA终端设备的通信方案为船舶上工作人员手持PDA终端设备，对缆绳、护舷及轮船位置等进行监控，同时拍摄船舶状态图片上传到远程监控子系统Web服务器。所述远程监控子系统和PDA终端设备的通信方案选择远距离无线网络传输技术GPRS进行PDA终端设备和服务器端通信。

所述远程监控子系统选择SQLServer2005作为本系统数据库平台；所述PDA终端设备选取基于Android操作系统的移动设备作为手持客户端工具，手持设备终端型号为HTCG20。

所述缆力监控模块用来监控船舶各个缆绳张力实时变化过程，当缆绳张力达到预定预警值、报警值及逃逸值时，会给出明确指示，也可用来预测一定时间后缆力变化情况；所述护舷监控模块用来实时监控护舷压缩量值，防止护舷受到过大压力而损坏；所述位置监控模块主要对轮船横向、纵向及水平倾角等位置进行实时监控；所述数据接收模块用来接收数据采集终端发送的各种实时数据，并进行格式处理及存储；所述船舶图片显示模块用于显示PDA终端设备上传的船舶实际状态图片；所述船舶监控模块主要用于对于系泊船舶的状态进行实时监控；所述拍摄上传模块主要是工作人员使用拍摄系泊船舶状态图片后上传到远程监控子系统。

所述PDA终端设备与Web服务器通信从功能上主要划分为两个部分：一是由Web服务器向PDA终端设备传输缆绳、轮船位置和护舷等实时监控画面信息；再者是由工作人员利用PDA终端设备拍摄轮船实际位置和缆绳状态图片上传Web服务器端。

本发明的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统工作如下：

(1)本地监控子系统

本地监控子系统是基于C/S模式的系统。通过串口通信方式，数据采集终端传送数据给本地监控子系统，本地监控子系统将数据解析处理后一部分用于显示，另一部分存储在数据库服务器供远程监控子系统使用。

本地监控子系统中可以显示有关船舶详细信息，比如船舶名称、型号、船首距离、船尾距离和进港时间等。本地监控子系统中有报警喇叭，当缆绳拉力超过规定阈值时，报警喇叭立即发出亮光。系统使用表状图像来显示环境要素数据实时值，包括风向、风速以及流向、流速等数据。系统包含系泊缆力监控、系泊位置监控和系泊护舷监控等模块，分别以子窗口形式显示。

以系泊缆力监控模块操作为例，当船舶进港后工作人员绑定缆绳，系统会自动在界面上将船舶与控制器连线以此代表该处存在缆绳，并以柱状条的形式实时显示缆绳拉力值。当缆绳所受拉力大于预警值或报警值时，相对应的柱形条将会显示不同的颜色来和正常状态区别，除此之外，界面上的报警喇叭会发出亮光，并伴随有报警声响。用户可以在柱形条上拖动小按钮来对预警值和报警值分别进行设定，不同的缆绳可以设置不同的预警值和报警值。当缆绳张力超出设定的正常值时，将会弹出报警信息界面，工作人员应该根据报警信息对缆绳做出相应调整。

(2)远程监控子系统

远程监控子系统基于B/S模式，系统以Web页面的形式显示。远程监控子系统使用表状图像和文字描述来监测环境因素数据。对船舶缆绳具体绑定信息进行了描述，并用柱形图像来显示缆绳实时受力值。当环境要素值发生改变吋，表状图像的表针会发生偏移量，文字描述也会发生改变。当缆绳受力值处在正常状态下时，柱形条颜色为绿色，处在报警状态时，会显示红色，此时系统伴随有警报声，当处在预警状态时，杜形图颜色为黄色。系统界面的实现采用Java的绘图API，表盘、表针和船船都可以使用制作好的图片，柱形条整体的绘制利用第三方组件JFreeChart完成，利用定吋器来控制表针的转动和柱形条的变化。

当需要监视某一根特定缆绳时，在界面上点击相应缆绳即可进入相应缆绳实时张力界面。此界面通过曲线图的形式描绘某根特定缆绳的实时张力，坐标轴y轴表示受力大小，x轴代表具体的时刻表，图像旁边给出图像的具体说明，包括预警值、报警值以及当前受力是否处于正常状态。此监控功能使用Pushlet框架和Plot组件实现。

进入远程监控子系统下的护舷监控模块，可以看到实时护舷压缩量。护舷所受到的压力都以矩形图和曲线图的形式显示，并配以相应文字描述。描述内容包括护舷实时压力值以及护舷状态是否正常。护舷实时监控功能使用Pushlet框架、Plot组件和JFreeChart组件实现，分别用来绘制曲线监控和柱形条监控，船舶的绘制是通过Java API将图片渲染在背景中。

针对系泊船舶缆绳受力问题除了实时监控功能外还有预测功能。预测功能的实现和监控功能的实现相似，都采用了Pushlet框架和Plot组件，预测功能的数据是在数据库中存在的，只需要读取即可。

预测功能是根据当前缆绳张力大小推测出1小时后缆绳张力大小。使用红色曲线代表实际张力值，使用蓝色曲线代表预测张力值，配以文字说明描述缆绳当前所处状态。

进入远程监控子系统下的船舶图片显示模块，可以看到船舶的实际状态，该界面显示图片内容是由PDA终端设备拍摄上传得到，在页面中具体显示了图片上传时间，并可以对所有图片进行浏览、删除等操作。

(3)PDA终端设备

PDA终端设备主要包括两个功能：一是对码头系泊船舶缆绳、护舷和轮船位置进行监控；另一个是拍摄实际船舶位置和缆绳绑定图片并上传到Web服务器。

监控功能监控功能完全可以通过访问B/S模式远程监控子系统来实现，以Web页面形式显示，而拍摄提交功能以应用程序界面显示。访问位于远程监控子系统Web服务器端的程序，实时监控环境要素和缆绳张力，当缆绳张力达到预警值和报警值时矩形条都会以不同颜色显示。

PDA终端设备监控功能的实现是通过访问远程监控子系统Web服务器实现的，此时PDA终端设备相于B/S模式系统的浏览器端，不需要软件开发步骤。

进入PDA终端设备的拍摄上传模块，可以预览将要拍摄的图片，拍摄之前可以对明亮度、色彩和焦距进行调节以便拍摄出理想的画面效果。上传功能首先将拍摄完毕的图片保存在Android客户端SD卡中，然后利用GPRS技术将保存在SD卡中的图片上传到远程监控子系统Web服务器端。在远程监控子系统的船舶图片显示模块中显示上传成功的图片。

拍摄和上传功能的实现属于Android开发，利用Android SDK进行开发。拍摄功能通过访问手持设备内置的硬件摄像头来实现，上传功能釆用Web方式实现。

本发明方案还具有以下特点：

利用Web Server技术可以直接获取专门服务网站提供的环境要素数据，数据准确可靠，大大减少了与数据库服务器的交互次数。

当监控中心服务器把采集到的实时数据插入数据库时，通过编写的触发器将新生成的数据插入视图，Web服务器端的程序通过Pushlet框架定时调用数据库中存储过程实现对视图的查询并推送给客户端，客户端利用Plot组件接收数据并进行实时显示。

Web服务器是远程监控子系统的核心部分，是监控中心服务器端的重要组件，既能为PC客户端和PDA终端设备提供码头系泊船舶实时监控信息，Web服务器主要存放监控系统应用程序，应用程序在实现监控功能时需要与数据库服务器通信获取实时数据，又可以接收PDA终端设备上传的船舶图片并显示。

数据库服务器在码头系泊监控系统中起着数据核心的重要作用，SQLServer2005数据库能满足系统数据存储量较大，数据采集频率较高的要求，由于其具有图形化界面，能够大大减少系统开发时间，提高开发效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于，包括：本地监控子系统、远程监控子系统和PDA终端设备，所述本地监控子系统和远程监控子系统通过数据库服务器连接，所述远程监控子系统通过无线网络与所述PDA终端设备连接，所述本地监控子系统用来与数据采集端通信和对船舶实时监控，监控内容包括缆绳受力、护舷压缩量和船舶运动分量；所述远程监控子系统用于监控，并与PDA终端设备进行通信；所述PDA终端设备用于拍摄船舶状态图片并上传给所述远程监控子系统内的Web服务器。

2.如权利要求1所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：所述本地监控子系统是C/S模式系统，显示效果为应用程序界面，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和数据接收模块；所述远程监控子系统基于B/S模式，系统以Web页面的形式显示，包括缆力监控模块、护舷监控模块、位置监控模块和船舶图片显示模块；所述PDA终端设备包括船舶监控模块和拍摄上传模块，船舶监控模块以Web页面形式显示监控信息，拍摄上传模块以应用程序界面显示拍摄到的监控信息。

3.如权利要求1所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：本地监控子系统首先与数据库服务器进行交互，然后远程监控子系统访问数据库服务器；船舶上的工作人员手持PDA终端设备，对缆绳、护舷及轮船位置进行监控，同时拍摄船舶状态图片上传到远程监控子系统的Web服务器。

4.如权利要求1所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：所述数据库服务器采用SQLServer2005；所述PDA终端设备是基于Android操作系统的移动设备，型号为HTC G20。

5.如权利要求2所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：所述缆力监控模块用于监控船舶各个缆绳张力实时变化过程，当缆绳张力达到预定预警值、报警值及逃逸值时给出明确指示，监控船舶各个缆绳张力实时变化过程也用于预测一定时间后缆力变化情况；所述护舷监控模块用于实时监控护舷压缩量值，防止护舷受到过大压力而损坏；所述位置监控模块对轮船横向、纵向及水平倾角进行实时监控；所述数据接收模块用于接收数据采集终端发送的各种实时数据，并进行格式处理及存储；所述船舶图片显示模块用于显示PDA终端设备上传的船舶实际状态图片；所述船舶监控模块用于对系泊船舶的状态进行实时监控；所述拍摄上传模块用于工作人员在拍摄系泊船舶状态图片后，将系泊船舶状态图片上传到远程监控子系统。

6.如权利要求3所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：所述PDA终端设备与Web服务器通信包括：

(1)由Web服务器向PDA终端设备传输缆绳、轮船位置和护舷的实时监控画面信息；

(2)由工作人员利用PDA终端设备拍摄轮船实际位置和缆绳状态图片，并上传到Web服务器端。

7.如权利要求3所述的基于PDA的开敞式码头系泊监控系统，其特征在于：所述远程监控子系统和PDA终端设备的通信方式选择远距离无线网络传输技术GPRS。