详情

原文传递基于云平台的无人船监控管理信息系统研究

论文题名：	基于云平台的无人船监控管理信息系统研究
关键词：	无人船;远程监控管理;信息化系统;云平台
摘要：	随着海洋信息化建设的不断发展，特别是“数字海洋”项目的实施，我国搭建了多套应用于海洋业务的信息系统。云技术作为一种基于互联网的新型计算机技术，为构建海洋信息综合服务应用框架体系，建设支撑海洋环境信息业务的低成本实验和运营环境，提高海洋资源信息的可重用性与共享性、加强应用系统的可扩展性，带来了前所未有的机遇和挑战。本文便是在这样的大背景下，借助云技术搭建了一套基于云平台的无人船监控管理信息系统，为海洋信息化系统的研究提供了一定的参考。　　基于云平台的无人船监控管理信息系统适用于对广域分布的无人船进行统一的远程监控、调度和管理。系统整体由云服务器、本地监控站和远程用户终端三个部分组成。云服务器作为系统的数据存储和共享中枢，通过云端数据资源池，提供无人船数据的实时存储、管理和共享服务；本地监控站是系统的后台管理中枢，承担着用户权限管理、无人船作业管理、系统运行管理等任务；远程用户终端作为面向用户的操作平台，提供对无人船进行远程监控的服务。　　本文深入分析了传统岸基站式无人船监控系统存在的问题，并在此基础上提出了一种基于云平台的无人船监控管理信息系统架构。主要研究内容如下：　　首先，介绍了系统的体系架构和原理组成，研究和明确了系统各单元之间的运行关系和具体任务功能划分，设计并搭建起系统的整体软件架构。　　其次，研究了云服务器单元的详细设计与实现。基于Tornado框架，建立起云服务器从通信接口层、数据预处理层、业务逻辑层、全局管理层到数据存储与共享层的五层级架构，分析并搭建了系统各层的功能模块。基于HTTP协议实现了与本地监控站和远程用户终端的所有通信功能接口。探讨了云服务器实现中涉及到的高并发用户访问、面向大数据存储与共享和跨平台视频传输等几项关键技术。　　然后，介绍了本地监控站单元的搭建与设计。基于MVC（Model-View-Controller）框架模式搭建起本地监控站的整体设计方案，详细梳理了模型、视图、控制器三个部分之间的业务逻辑、数据以及界面显示的组织关系。根据本地监控站的实际任务需求搭建起串口通信、网络通信、运动控制、参数显示、动态绘图、虚拟仿真、视频传输、用户权限管理等八个主要功能模块，完成了本地监控站的前端人机交互界面的开发。　　接着，研究了面向用户的远程用户终端单元的设计与实现。站在用户的角度，以功能实用性、界面友好性和运行稳定性为原则，搭建起远程用户终端的用户界面层、无人船管理层和辅助工具层的三层架构组织模型。详细分析并实现了远程用户终端中的3D场景布置、网络通信、GUI交互、运动控制、场景视角转换、全局管理和辅助工具等七项关键功能模块。研究并设计了远程用户终端的人机交互界面，并采用Unity3D引擎完成了3D交互场景的开发。　　最后，分别对监控系统的三个组成单元进行了系统的单元测试，确保每个单元都达到预期设计目标、各项功能模块都正常稳定工作。并且在实际水域对整个系统进行了综合的集成实验验证，证明了本文研究的基于云平台的无人船监控管理信息系统设计方案的可行性、可靠性和有效性。
作者：	刘辉
专业：	轮机工程
导师：	向先波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文