基于动态聚簇结构的无线传感网络在海上通信中的应用

无线传感网络在海上无线通信系统中的应用越来越广泛,而受到海上环境的影响,网络的能量消耗及生命周期是衡量海上无线传感网络最重要的性能参数。传统无线传感网络的数据传输在单个节点之间进行传递,效率较低,而现有的基于簇结构的无线传感网络,把传感网络中的所有传感器节点按照一定的逻辑结构进行划分,增加了系统的传输效率。本文在研究现有的无线传感网络基础上,提出一种基于动态聚簇结构的无线传感网络,并进行仿真。     

物联网在海岸信息系统方案中的应用

随着海洋开发及运输业的发展,通信技术及电子信息技术的海上船舶应用系统越来越多,如海上气象检测系统﹑船舶导航系统﹑船舶交通通信系统及目标跟踪系统等,如何对这些功能系统进行有效管理是海岸信息系统需要解决的难题。物联网通过各种类型的传感器将分布的实体连成一个整体的网络。本文研究基于无线物联网的海岸信息管理平台,给出系统的总体架构,并在此基础上对其中的关键技术进行重点分析,最后给出实现方案。     

基于ZigBee的船标通测网络中无线传感器的应用

无线传感网络是船联网的重要通信及定位技术,在船标通测网络中得到广泛应用。现在船舶无线传感网络一般利用ZigBee作为定位协议,ZigBee协议具有算法复杂度低﹑定位精度高等特点,但在实际海洋航行中,由于环境干扰信标节点有较大扰动从而降低定位精度。本文重点研究了ZigBee协议中的DV-HOP定位算法,优化信标节点分布,最后进行仿真。     

海上无线传感网络的高精度数据采集算法研究

随着船联网技术的发展,无线传感网络WSN在海上信息领域得到广泛应用,其主要用于数据采集、融合、发送及处理。无线传感网络WSN基于多跳的自反馈网络,较易受到海上环境的干扰,且在网络中存在大量重复覆盖范围,这些导致节点数据采集精确降低。本文对现有传感网络架构进行研究,设计一种多层次树形拓扑结构,提高了采集数据精度。     

物联网结构在舰船多目标检测系统中的研究

舰船多目标检测系统是海上军事领域的重要研究方向之一。随着物联网技术的发展,无线传感网络在舰船多目标识别系统中的应用越来越广,其无线传感网络的节能问题﹑通信带宽及信道衰落都影响着目标检测系统的时效性及准确性。本文研究现有的多传感器网络的目标检测系统原理,重点分析基于舰船纯方位角度的多目标检测跟踪算法,并利用UFK方法对算法中的非线性扰动问题进行分析,解决多目标检测中的滑动窗口稳定性问题,最后进行仿真。     

基于物联网技术的船舶移动数据采集与分析系统设计

基于数据采集的各类船舶电子系统应用场景越来越广泛,如海底勘探系统、海洋气象环境监测系统,传统数据采集与分析系统利用各类传感器对温度、湿度、地形等数据进行采集,通过无线或有线方式传输至信息中心进行统一处理,基于物联网的数据采集分析系统利用无线传感网络,将传感器节点进行归类分簇,在无线传感网络内进行融合处理后再传输,提高了采集分析效率。本文设计基于ARM的船舶移动数据采集分析系统,最后进行仿真。     

能量均衡自适应压缩感知在船舶无线传感网络中的研究

传感器与射频技术不断发展,无线传感网络在海洋开发、航运及军事中的应用越来越多。无线传感网络是集数据采集、信号传输、算法处理于一体的网络,与陆地相比,传感节点的能量供给不方便,随着采集传输数据量的增加,网络生命周期越来越短。同时无线传感网络由于利用分布式的多传感器节点,数据采集的冗余度较高。本文利用压缩感知技术对原始数据进行压缩重构,降低数据维度,并通过负载均衡提高各节点能量利用率及网络生命周期。     

基于物联网的海上智能通信电网技术

在现代海上电力系统中,智能化通信电网技术已经成为未来船舶电力供电系统的发展方向,从而使供电网络与各个船舶电力系统底层节点建立起自动化连接。而物联网系统中的无线传感网络技术,能很好地解决物与物之间的数据采集及通信问题,适应海上智能电网中通信问题。本文在研究无线传感网络及海上智能电网模型的基础上,提出一种基于海上智能通信的物联网体系结构,最后给出整个系统的网络结构模型设计并进行了系统仿真。     

基于物联网技术的舰船内部真空排污监测系统

舰船内部真空排污系统是舰船后勤系统的重要组成部分,其稳定可靠的工作对保障部队作战能力具有重要作用。本文提出一种基于物联网技术的真空排污监测系统,分析其结构,设计其整体架构,重点介绍了无线传感网络节点中液位数据的采集和测试,阐述了基于Zigbee无线网络的数据传输,并分析了无线传感节点识别和时间同步实现的基本方法。本文设计的系统具有较高的可靠性和稳定性。     

无线传感器在海上航标遥测网络中的应用

航标系统是现代大型船舶航行的重要安全保障,如何保障航标信号的准确性,及时有效管理航标信息是海上航标遥测网络研究重点,其航标信息的测量及数据传输是关键。本文设计了基于无线传感网络WSN的海上航标遥测系统和基于帧及多跳的航标信息传输网络,分析了系统延迟。最后对系统进行仿真,并给出仿真结果。     

基于双扩展信道时空的水声通信算法

在现代海洋探测业务中,基于水声通信的应用领域越来越广泛,如水下目标检测跟踪系统、海底声呐系统等。同时,水声通信系统信号传输的频带范围较窄,如何在有限的频带范围最大限度的提高通信容量是水声通信的主要研究方向之一,而时空阵列技术能够在同一信道内进行多路信号的传输,在扩展通信系统容量方面具有天然优势。本文在研究时空阵列通信及水声通信系统的基础上,提出一种基于双扩展信道时空的水声通信算法,最后给出系统仿真。     

一种水下无线网络安全机制关键技术

针对目前水下无线通信网络安全存在的问题,在对网络拓扑结构和拓扑控制进行研究的基础上,分析现有成簇策略的特点及不足,然后提出基于信任和能量的成簇方法。本方法通过对成簇方式进行分段控制,在初始化阶段采用最小能耗策略实现全网成簇,在簇头重选阶段以能量因子和信任因子作为综合评价依据选取信任簇头,在拓扑维护阶段对簇内节点进行监控和维护,实现降低能耗和提高安全的目标。最终在模拟仿真中,通过与LEACH算法对比发现,本算法在能耗和安全性上都有很大的提升。     

声场模型的海洋水声信道通信系统研究

海洋环境通常复杂多变,时常受到时变、频变、空变随机特性及噪声引起的各种干扰,造成海洋水声信道中的通信过程中存在着严重的信号失真和畸变,极大地降低了水声通信系统的可靠性和有效性。因此对水声信道进行研究和特性分析,对于设计水声通信系统而言意义重大。本文进行基于声场模型的海洋水声信道通信系统中的信道分析与仿真,采用Kraken简正波模型对海洋信道通信系统的传播损失特征进行分析。仿真结果表明,Kraken简正波模型应用于海洋信道通信系统传播损失特征分析的可行性和有效性。     

船舶水下通信系统中海声信道文本数据聚类方法研究

传统的文本数据聚类方法性能较差,无法得到最优的聚类原型。为了解决这个问题,提出船舶水下通信系统中海声信道文本数据聚类方法研究。首先处理在船舶水下通信系统中选取的海声信道文本数据,在应用聚类定义,分解文本数据相异度矩阵,为统一变量度量值,应用绝对偏差均值公式进行标准化处理,在此基础上,对海声信道文本数据进行聚类,由此,完成海声信道文本数据聚类方法的设计。在实验中,随机选取10组文本数据相异度矩阵,通过对比2种方法的性能,验证所提方法的可行性。实验结果表明,所提方法性能更好,更占优势。     

DCT插值算法在水声信道估计中的应用

水下通信是海上远程通信的重要手段,其信道环境直接决定通信质量。本文对水声信道进行研究,分析水声信道的特性,介绍了信道的建模方法。给出了基于DCT插值算法的信道估计方法和能够去除噪声干扰的DCT插值算法。实验结果表明DCT插值算法能够有效提高水声信道估计的性能。     

基于改进的SOMP水声通信信道联合估计方法

水声通信信道通常表现出时变特征。然而在某些通信条件下,水声信道的变化速率相对发送的OFDM符号周期而言仍然较慢,整体呈现缓慢时变特性,而且研究表明在相邻时隙内的信道结构具有较强的时间相关性。如何利用好信道的缓变特征,设计适合的OFDM信道估计方法,对进一步改善水声通信信道估计性能具有重要意义。分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing,DCS)理论通过利用多个信号的共同稀疏性进行联合重构,能够进一步提高稀疏重建性能。因此本文将以此为基础,在DCS理论框架下,通过对同步正交匹配追踪(Simultaneous Orthogonal Matching Pursuit,SOMP)算法进行改进,构造一种时域联合的信道估计方法并通过仿真与其他类似算法进行性能比较。     

Application of frequency estimation algorithm based on a single vector sensor in underwater acoustic communication

1 Introduction1 An acoustic vector sensor (AVS) simultaneously measures the acoustic pressure and the components of acoustic particle velocity which render the basis for developing new signal processing methods[1-2]. The higher processing gain can be obta…     

通信网簇间的自适应路由算法

船舶航行条件比较复杂,导致通信网络运行的功率消耗巨大,而且经常会发生通信中断的情况。针对船舶网络簇之间的通信特点,提出一种自适应的路由优化算法,可保证源节点和基站进行通信时能够选择最佳路由或次佳路由,有效减少由于网络没有覆盖到导致通信突然中断的情况。实际应用显示,文中所提的算法与其他算法相比,当吞吐量和误码率都相同时,经过一轮所消耗的能量更少,而且当节点密度不相同时,网络的生命周期以及网络的工作持续时间都被大大延长。     

无线传感网络的海上多信道通信技术

在现代海上通信系统中,基于多信道传输的无线通信技术因具有良好的信道吞吐容量及较高信号传输率而应用广泛。但海面多信道传输具有多径干扰及通信传输网络在多信道分布不均匀的缺点,因而基于无线传感器的信号采集及传输网络在海上开发及军事方面也得到了应用。本文在研究现代海上无线传感网络及多信道通信系统的基础上,利用分簇原理设计优化现有的多信道无线传感网中的MAC算法,并进行仿真。