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电子海图数据多平台共享服务器的设计与实现
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摘要
电子海图及其应用系统的开发与应用是当代航海领域研究的热点问题。电子海图数据服务系统为船舶航行、操纵等活动提供必要的支持和保障,并为客户群提供海图数据搜索、查询和下载等功能,向多平台电子海图系统客户端同时提供数据共享服务。电子海图数据服务器作为应用系统的重要组成部分,成为对内、对外连接的桥梁。本文以电子海图数据服务系统作为工程背景,完成了电子海图信息通信系统的设计与实现。
     本文对电子海图数据服务系统的需求加以分析,完成方案设计、功能模块设计和可靠性设计,并对各个模块的实现作了详细阐述。使用并发的C/S模式,利用SOCKET套接字技术,将IP组播和单播通信技术应用到基于Linux的并发服务器上,解决多终端同时访问服务器造成信息堵塞的问题。通过使用二值信号量互斥控制功能,保护网络信息可靠的传输给信息处理装置,解决了信息传输的可靠性问题。利用成熟的网络TCP/IP技术,实现在跨Linux和VxWorks多平台上数据共享的服务,从而解决海图资源分散性问题。分析电子海图索引十字链表结构,通过区域和比例尺选择,完成电子海图数据的快速检索功能。
     最后,模拟电子海图数据服务系统的工作环境,组建了具有多个客户端的电子海图综合通信系统网,并对整个通信系统进行测试。在对TCP/IP协议栈分析之后,定位UDP的丢包位置,分析丢包原因并给出解决方案。测试结果表明,电子海图数据服务系统设计合理,运行良好,满足了电子海图数据服务系统的信息支持和保障的要求。
The development and application of electronic chart and its applicable system are hot issues for modern navigation field. By the data service system of electronic chart, necessary support and guarantee for activities like ship sail and control etc are provided. And the functions like chart data search, query and download etc for client group are guaranteed also. Meanwhile, it provides data share service to multi-platform electronic chart system client ends. As an important component of application system, electronic chart data server is considered as the bridge linking inside and outside. Taking electronic chart data service system as engineering background, the design and realization of electronic chart information communication system are accomplished.
     The demands of electronic chart data service system are analyzed, and the designs of project, function module and reliability are also accomplished. The realization of various modules is explained in detail. Apply IP unicast and multicast communication technology into concurrent server based on Linux by concurrent C/S pattern and SOCKET technology. This theory can solve the information block problem caused by multiple ends visiting server simultaneously. Guarantee the reliable transmission between internet information and information processing devices to solve the reliable issues about information transmission. Use the mature internet TCP/IP technology to realize the data share service based on multi-platform cross Linux and VxWorks. The problem of scattering chart resources is solved. By analyzing cross chain table structure of electronic chart index, the quick search function to data of electronic chart by selecting area and scale is accomplished.
     Finally, the working environment of electronic chart data service system is simulated and the integrated communication system network of electronic chart with multiple client ends is established. The test to the whole communication system is also accomplished. After analyzing the TCP/IP agreement, the pack loss position and the reason of pack loss are detected. And the solution is given. The test results indicate that the electronic chart data service system with reasonable design and good function meets the demands of information support and guarantee of the electronic chart data service system.
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