本項目由黎明職業(yè)大學(xué)唐源、李輝、魏依平同學(xué)完成，作品獲得福建省首屆開源鴻蒙開發(fā)者大賽三等獎，感謝王國棟老師傾情供稿！

1、項目背景

深耕藍(lán)色國土，經(jīng)略藍(lán)色海洋，必須以強大的海洋防務(wù)力量為根基。邊海防的穩(wěn)固直接關(guān)系國家主權(quán)、領(lǐng)土完整、海洋權(quán)益和安全，關(guān)系國家經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和民族團結(jié)。隨著國內(nèi)外安全環(huán)境變化，邊境與沿海地區(qū)日益成為內(nèi)外矛盾和利益交匯地帶、向周邊地區(qū)拓展國家戰(zhàn)略利益前沿地帶、維護地區(qū)和國內(nèi)穩(wěn)定敏感地帶，戰(zhàn)略地位十分突出。在新形勢下，我邊海防建設(shè)與發(fā)展也面臨突出挑戰(zhàn)和歷史機遇。

智能技術(shù)、無人技術(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，推動海洋防務(wù)領(lǐng)域新一輪革命的快速到來。積極開辟海洋防務(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)和非對稱迭代。

2、 項目簡介

2.1項目描述

此項目主要用國產(chǎn)開源OpenHarmony操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境參數(shù)檢測、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，實現(xiàn)云平臺與傳感網(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。充分利用互聯(lián)網(wǎng)和 Web 技術(shù)為海防部門提供實時監(jiān)測、信息管理等功能，在我國海域進(jìn)行智能管理提高處理效率，實現(xiàn)海防管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化、實時化。

2.2功能說明

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

海船上可以利用采集到的光強數(shù)據(jù)，自動對船載各類傳感器實現(xiàn)不斷電供電。同時具有一鍵報警功能(險情通知)。

海防部門通過無線接收海船上的一鍵報警(險情播報)，并在TFT屏上顯示各船只的實時溫濕度數(shù)據(jù)。

通過云服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絯eb端可視化界面上實現(xiàn)檢測各船只的實時定位及溫濕度值。

Web端可以控制港口的閘門開關(guān)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制各船只進(jìn)出港口的管理。險情知情按鍵（當(dāng)海防部門接收到險情播報時會根據(jù)船只當(dāng)前的實時位置派出就近的支援隊后按下險情知情按鍵告知船上人員已派出就近支援團隊）。顯示船只基本信息及實時位置、實時的溫濕度光敏的折線圖等信息。

Springboot中臺可以接收海船傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)并儲存到云端的數(shù)據(jù)庫，同時web端也可以顯示實時的數(shù)據(jù)折線。儲存的數(shù)據(jù)包括：船號、北斗定位信息、溫度、濕度、光強，方便后續(xù)對數(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、平臺層和應(yīng)用層。其中感知層為海船上的環(huán)境參數(shù)檢測功能，負(fù)責(zé)位置信息、溫濕度、光照強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)信息到平臺層和應(yīng)用層。云服務(wù)主要是平臺層功能，負(fù)責(zé)設(shè)備管理、命令下發(fā)、數(shù)據(jù)存儲等管理功能。應(yīng)用層則利用云服務(wù)器提供的web端來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。

2.4項目展示

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開發(fā)板，主控為瑞芯微RK2206芯片，200MHz主頻，RAM 256KB、ROM16KB、PSRAM 8M、FLASH 8M。板載NFC Tag芯片及天線，可實現(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 GPIO）。一根TypeC USB線，即可實現(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。

3.5TFT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（模擬閘門）

舵機采用MG955舵機，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接口實現(xiàn)控制。

4、 軟件方案

4.1港口功能設(shè)計

當(dāng)海船出入港口時海防部門控制室可以通過網(wǎng)頁端的控制按鈕控制港口的閘門的開關(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。

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：

云端對接收到的北斗數(shù)據(jù)報文進(jìn)行解析：

5、項目總結(jié)和展望

本項目設(shè)計硬件選用小凌派開發(fā)板搭載瑞芯微低功耗、高集成的無線局域網(wǎng)處理器RK2206，支持OpenHarmony操作系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)解決方案。通過模型演示充分體現(xiàn)項目的實用性，可全天候、全時段、全方位對海防一線重點地段、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態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)緊急情況并上報。從導(dǎo)航到系統(tǒng)完全是由我國自主研發(fā)，保證了國家信息安全，打破發(fā)達(dá)國家技術(shù)壟斷，兼具功能性和實用性。本項目雖然實現(xiàn)功能，但仍存在不足之處，海上情況多變北斗信號不穩(wěn)定、聯(lián)系方式單一等問題還待后續(xù)解決。

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