1、項目背景

智能技術、無人技術、新概念武器、新形態裝備技術、新一代通信技術等創新科技，已逐漸顯露出顛覆和超越傳統作戰模式和裝備能力的巨大潛力，推動海洋防務領域新一輪革命的快速到來。積極開辟海洋防務作戰新空間，大幅拓展傳統裝備體系的能力邊界，將催生海洋防務系列新樣式、新裝備、新應用的快速非線性涌現和非對稱迭代。

2、項目簡介

2.1項目描述

此項目主要用國產開源OpenHarmony操作系統開發環境參數檢測、網絡連接、采集北斗信息等應用。以云服務器為基礎構建智聯北斗系統服務平臺，實現云平臺與傳感網絡系統的通信連接管理等；構建遠程信息管理和控制的 Web 應用平臺。充分利用互聯網和 Web 技術為海防部門提供實時監測、信息管理等功能，在我國海域進行智能管理提高處理效率，實現海防管理的科學化、系統化、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據，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據，自動對船載各類傳感器實現不斷電供電。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據。

通過云服務器的數據傳輸到web端可視化界面上實現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，從而實現遠程控制各船只進出港口的管理。險情知情按鍵（當海防部門接收到險情播報時會根據船只當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的實時數據并儲存到云端的數據庫，同時web端也可以顯示實時的數據折線。儲存的數據包括：船號、北斗定位信息、溫度、濕度、光強，方便后續對數據分析處理。

2.3系統功能模塊劃分

智聯海防系統采用四層物聯網模型結構分別是感知層、網絡層、平臺層和應用層。其中感知層為海船上的環境參數檢測功能，負責位置信息、溫濕度、光照強度等信息的采集任務；網絡層包括網絡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據上傳到云服務系統，同時將云服務器的信息或指令下發給感知層設備）。網絡層使用Wi-Fi通信方式接入網絡，采用MQTT協議等推送數據信息到平臺層和應用層。云服務主要是平臺層功能，負責設備管理、命令下發、數據存儲等管理功能。應用層則利用云服務器提供的web端來實現數據的可視化。

2.4項目展示

智聯北斗海防系統模型實物

海防船

海防部門tft屏數據展示

web按鍵展示

溫濕度歷史數據展示

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，可實現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、麥克風接口、E53 接口（包含 UART、 I2C、ADC、DAC、PWM、5 個 GPIO）。一根TypeC USB線，即可實現供電、下載等功能。一根TypeC USB線，可支持串口調試功能。

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，通信協議采用spi協議。

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。通信協議IIC。

3.8功放板

采用MAX98357，支持支持5V或者3.3V供電，通信協議采用spi協議。

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接口實現控制。

4、軟件方案

4.1港口功能設計

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

4.2溫濕度光敏數據采集及顯示

海船上采集溫濕度光敏數據顯示在oled屏上并根據mqtt發送至中臺。

4.3北斗數據采集及顯示

接收北斗數據部分代碼：

云端對接收到的北斗數據報文進行解析：

5、項目總結和展望

本項目設計硬件選用小凌派開發板搭載瑞芯微低功耗、高集成的無線局域網處理器RK2206，支持OpenHarmony操作系統，采用物聯網解決方案。通過模型演示充分體現項目的實用性，可全天候、全時段、全方位對海防一線重點地段、區域進行遠程定位監控。值班人員可在值班室迅速掌控邊境動態，及時發現緊急情況并上報。從導航到系統完全是由我國自主研發，保證了國家信息安全，打破發達國家技術壟斷，兼具功能性和實用性。本項目雖然實現功能，但仍存在不足之處，海上情況多變北斗信號不穩定、聯系方式單一等問題還待后續解決。

20-溫濕度光敏數據采集及顯示.png

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