1 引言

隨著計算機技術和移動通信技術的發展，船舶機艙自動化技術也在不斷發展。目前，國內外對船舶監控系統的研究也較多，而數據傳輸大多數是通過衛星傳輸，但資源有限，費用也很高；一些使用無線網絡技術的系統則安全性比較低，并且傳統的窄帶無線通信速率往往比較低，不能滿足實時傳輸的要求；對于基于RS 422或者RS 485的單機監控系統無法實現系統冗余。另外，對于系統的安全性和可靠性也沒有處理，數據傳輸協議大多使用TCP／IP，此協議頭以及傳輸控制比較復雜，傳輸效率也比較低，UDP協議適于小數據量的傳輸，這些原因使得數據丟包泄密的情況經常發生，系統也不穩定，漏報警也經常發生。

本文在船舶監控系統中采用了GPRS通信模塊，將.NET三層架構模型運用其中，采用基于TCP的Socket協議解決以往監控系統的傳輸存在的問題。在數據傳輸過程中采用了SHA512加密算法，使數據泄密和丟包的可能性大大減小；對硬件采用冗余技術，軟件采用合適的編碼方案，提高系統的可靠性。同時使用全新的C#語言，并將組態軟件運用其中，使界面操作更加直觀。操作人員通過身份驗證后可自由訪問、查詢船舶運行的各項參數，及時掌握船舶運行情況，降低了系統的成本，提高資源利用率。

2 系統總體結構設計

如圖1所示，本系統主要由移動終端、GPRS無線通信模塊、GPRS無線通信網絡、局域網、監控中心等部分組成。

移動終端被裝載在被控船舶上，連接數據采集模塊。數據采集模塊使用研華公司的ADAM-5000／TCP，將采集到的信息通過A／D轉換器進行處理送至GPRS通信模塊。

GPRS通信模塊采用西門子公司的MC55模塊，主要負責將船舶運行情況以無線的方式傳送給監控中心，實現監控中心和船舶的信息交互。

GPRS無線通信網絡是基于TCP協議的，用戶不需要知道協議的具體內容，就可以通過此協議將信息傳送給監控中心的服務器。

系統優點如下：

(1)被控船舶機艙只需要一臺PC機與Internet相連就可以實現系統監控功能，系統建設成本低，簡單可靠。

(2)使用GPRS無線傳輸方式，降低了系統傳輸成本；同時將移動通信網絡與局域網相結合，使覆蓋范圍擴大。

(3)用戶可以實時地與數據采集點進行通信。通過對監測信息的分析，可以及時地發現各個部件的報警信息并進行處理。

(4)對硬件采用冗余技術，軟件采用合適的編碼方案，提高系統的可靠性。

(5)提高了系統的安全性。在數據傳輸過程中將SHA512加密算法應用其中，在接收時解密，減小了數據被截獲的概率。并且.NET和IIS一起使用，它的安全是一個雙層處理過程，所有的請求先經過IIS處理，再傳遞給.NET，保證了系統的安全性。

3 監控中心軟件設計

3.1 軟件平臺

根據系統功能與結構設計，采用如下軟件平臺：

(1)開發環境：Visual Studio 2005；

(2)服務器端操作系統：Windows XP；

(3)WEB服務器：IIS 6.0；

(4)數據庫管理系統：SQL Server 2000；

(5)客戶端瀏覽器：Internet Explore 6.0。

另外還采用組態軟件，以圖形化監控界面代替了數字化界面，并實現技術參數和管理數據，使界面操作更加直觀方便。