We współczesnym zarządzaniu ruchem morskim i drogami wodnymi Boja Nawigacyjna nie jest już tylko biernym urządzeniem identyfikacyjnym; jest to morski węzeł danych integrujący wiele czujników, zdalną komunikację i inteligentny monitoring. Może w sposób ciągły zbierać dane o stanie środowiskowym i operacyjnym, nawet bez interwencji człowieka, i przesyłać te informacje w czasie rzeczywistym do systemów-na lądzie za pośrednictwem sieci bezprzewodowych lub łączy satelitarnych, umożliwiając zdalne monitorowanie stanu i przesyłanie danych. Jak zatem osiągnąć tę złożoną funkcję?
1. System łączenia czujników: budowanie „centrum percepcji boi”
Nasza boja nawigacyjna integruje wiele-precyzyjnych modułów czujników, w tym:
Dziewięcioosiowa jednostka pomiaru inercyjnego (MEMS-IMU): do monitorowania położenia przestrzennego, analizy przechyłu i oceny stabilności dynamicznej;
Moduł pozycjonowania GPS/Beidou z dwoma-trybami: aktualizacja-w czasie rzeczywistym współrzędnych geograficznych boi i dryfu;
Czujniki monitorujące środowisko: obejmujące temperaturę, wilgotność, ciśnienie powietrza, prędkość wiatru, wysokość fal i prąd;
Moduł monitorowania stanu zasilania i zużycia energii: do monitorowania-w czasie rzeczywistym napięcia akumulatora, wydajności ładowania paneli słonecznych i rozkładu zużycia energii.
2. Inteligentne monitorowanie i podejmowanie decyzji na szczeblu lokalnym-: osiągnięcie „autonomicznej oceny” na morzu
Tradycyjne boje mają jedynie możliwość gromadzenia i przesyłania danych. Nasz system, wykorzystujący mikroprocesor STM32 i wbudowaną architekturę-systemu operacyjnego czasu rzeczywistego (RTOS), zapewnia boi pewien stopień „lokalnej inteligencji”.
System może autonomicznie wykrywać nieprawidłowości i reagować na nie w oparciu o ustawione progi. Na przykład:
Automatycznie sygnalizuj nieprawidłowość, gdy kąt nastawienia przekracza zakres bezpieczeństwa;
Przejdź do trybu niskiego zużycia energii, gdy poziom naładowania akumulatora spadnie poniżej poziomu ostrzegawczego;
Automatycznie buforuj dane i czekaj na przywrócenie łącza w przypadku wykrycia przerwy w komunikacji.
Ten rozproszony autonomiczny mechanizm kontrolny znacznie poprawia niezawodność boi i możliwości ciągłej pracy w warunkach bezzałogowych.
3. System zdalnej komunikacji: udostępnianie online danych-ze morza w czasie rzeczywistym
Aby umożliwić zdalne monitorowanie i przesyłanie danych, boja nawigacyjna jest wyposażona w wiele łączy komunikacyjnych, tworząc wielo-poziomowy system komunikacji:
Moduł komunikacji satelitarnej: Wykorzystując systemy krótkich wiadomości Iridium lub Beidou, zapewnia transmisję danych nawet w głębokich oceanach lub na obszarach bez zasięgu sygnału;
Moduł komunikacji komórkowej 4G/5G: do-szybkiej transmisji danych w pobliżu brzegu;
Moduł LoRa/UHF: Umożliwia tworzenie lokalnych sieci bojowych i przekazywanie danych.
System wykorzystuje zoptymalizowany algorytm kompresji pakietów danych firmy, aby zintegrować dane wyjściowe z wielu-czujników w ustrukturyzowane ramki danych. Zawiera także mechanizm wznawiania transmisji w-punkcie przerwania, zapewniający pełne przesłanie krytycznych danych nawet w niestabilnym środowisku sygnałowym.
4. Platforma monitorowania-na lądzie: zdalna wizualizacja i zarządzanie danymi
Dane przesłane na serwer-na lądzie będą zarządzane i wyświetlane za pośrednictwem firmowej platformy zarządzania danymi Buoy. Platforma umożliwia:
Wizualizacja mapy GIS rozmieszczenia boi;
Krzywa danych w czasie rzeczywistym-i analiza trendów historycznych;
Zarządzanie dziennikiem alarmów i konserwacji;
Zdalna konfiguracja parametrów i aktualizacje oprogramowania systemowego.
System obsługuje dostęp przez Internet i mobilny, umożliwiając zdalne monitorowanie stanu 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu i zarządzanie konserwacją online, zamieniając każdą boję w widoczny, kontrolowany i łatwy w utrzymaniu inteligentny węzeł.