基于嵌入式的船舶抗噪通信系统设计

为减少船舶抗噪通信系统的数据传输的失败情况,设计一个基于嵌入式的船舶抗噪通信系统。在系统的硬件部分,设计了RF捷变收发器、嵌入式处理器、系统接口,在系统软件部分,主要对系统内的信号进行了去噪处理,实现了船舶抗噪通信。实验结果表明,所研究的基于嵌入式的船舶抗噪通信系统有效减少了船舶抗噪通信系统的数据传输的失败情况,并且提高了数据采集的稳定性,满足船舶抗噪通信系统的设计需求。     

船舶通信信号传输质量优化检测算法优化

现有算法由于原始船舶通信信号处理力度较小,使其存在着去噪效果差、传输质量检测误差大的问题,因此提出船舶通信信号传输质量优化检测算法优化研究。利用卡尔曼滤波对原始通信信号进行去噪优化处理,以此为基础,分析传输质量影响因素,构建新的传输质量影响模型,以通信信号失效率、修复率、可用度为指标,为通信信号传输质量检测添加新的参数,最终实现了船舶通信信号传输质量优化检测算法的全优化。实验结果表明,应用优化算法后,船舶通信信号去噪效果更好,传输质量检测误差更小,充分证实了算法优化的有效性。     

海面通信信号处理技术研究

为保证船舶在海面上的行驶安全,与岸上基站保持实时通信十分必要。鉴于此,为提高实时通信质量,进行海面通信信号处理研究具有重要的现实意义。首先利用经验模态分解技术分解得到独立IMF分量,然后利用独立成分分析解模态混叠现象,最后进行源通信信号重构,实现海面通信信号去噪。结果表明,与基于异构补偿的自适应反馈滤波方法、独立成分分析法和经验模态分解法相比,经研究方法去噪后,信噪比(SNR)和均方误差(RMSE)均要更优,证明了方法的去噪处理效果。     

船舶电力线载波通信传输信号去噪方案设计

现有船舶电力信号去噪手段不能有效过滤传输数据中的杂糅成分,造成严重的脉冲干扰现象。为解决上述问题,设计一种新型的船舶电力线载波通信传输信号去噪方案。通过信号载波特征量提取、传输特征量组合选取2个步骤,完成船舶电力线载波通信传输信号的分析与识别。在此基础上,通过最佳小波去噪层数确定、特征信号阈值动态调整、脉冲去噪定量计算3个步骤,完成新型去噪方案的搭建。对比实验结果表明,与现有技术手段相比,应用新型船舶电力线载波通信传输信号去噪方案后,传输数据中杂糅成分含量明显降低,脉冲干扰事件发生几率得到有效控制。     

基于LabVIEW的船舶电站实时监控系统

基于LabVIEW虚拟仪器开发平台，设计了一种船舶电站实时监控系统。系统采用工控机和单片机两级控制模式，通过Modbus通信协议实现两级之间的实时通信，完成对船舶电站柴油发电机组的监控。给出了监控系统的具体实施方案，详细讨论了船舶电站实时监控程序的编制要点。该监控系统界面友好，功能完善，可视性强。这种基于LabVIEW将工控机与单片机有机结合的方法，是一种开发智能化图形监控设备的有效途径，在现代舰船电站智能控制设计中具有实用价值。     

基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法

针对船舶通信信号传输质量研究,采用传统方法存在检测效率低的问题,提出了基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法。构建船舶通信信号模型,检测设备连接情况,实时处理接收到的信号。保证码元周期不变,可获取接收信号表现函数。根据该函数,选择不同长度设备电缆进行测试,选取测试点,设计船舶通信信号传输质量检测流程。依据数据包检测结果,实现对船舶通信信号传输质量检测。通过实验对比结果可知,采用无线自组织网络方法检测效率最高为94%,为船舶提供良好的通信环境。     

大数据分析在船舶机舱设备运行数据监测应用研究

机舱设备为船舶运行提供了重要动力,因此必须保证其能够时刻正常运行。为此,针对声学监测、红外监测、温度监测3种方法监测精度不足的问题,设计一种新的船舶机舱设备运行数据监测方法。该方法分为3部分:首先利用振动仪采集机舱设备运行时的振动信号,然后利用基于小波包变换的方法对振动信号进行去噪处理,最后利用EMD方法提取振动信号特征,并进行特征匹配,识别设备运行状态。结果表明:与声学监测、红外监测、温度监测3种方法相比,利用本方法对不同程度、不同设备运行数据进行监测,监测准确性更高,达到98.47%,由此说明本方法监测精度更好,辅助了船舶运行。     

随机矩阵理论在舰船复杂网络去噪中的应用

通信信号质量直接关系到海上舰船与岸上基站之间的通信是否有效,提出一种基于随机矩阵理论的舰船复杂网络去噪方法。首先采集舰船复杂网络中的通信信号并进行处理,转换成随机矩阵形式,然后通过计算距离提取被噪声"感染"的信号特征,最后计算噪声感染程度特征值,选取噪声信号,并进行滤波处理,实现去噪。结果表明:所研究方法应用下,去噪后的通信信号信噪比为7.821 dB,信息熵为15.362,大于传统方法应用下的去噪效果,由此说明该方法可以同时达成去噪效果和保证信息完整性的双重目标。     

单片机技术电气设备电源频率控制方法研究

传统的船舶电气设备电源频率控制方法花费时间过长,导致控制效率相对较低。为了解决这一问题,引用单片机技术设计一种新的船舶电气设备电源频率控制方法。利用单片机技术,根据电气设备内部结构分析电气设备的空间数据,并通过不断查询数据间的存在关系完成对数据的基础收集,从而获得电源发出信号的频率。根据信号频率加大数据控制力度,强调数据的操作完整性,从而提升电源频率控制的操作效率,进而获取较佳的操作结果。实验结果表明:单片机技术下电气设备电源频率控制方法能够有效缩短频率控制时间,有效提高了船舶电气设备电源频率控制效率。     

船舶通信系统中的数字阵列实时信号处理算法

船舶通信系统的数字阵列信号处理与调制能力,将直接关系到船舶远洋行驶中的安全性,针对传统数字信号处理算法抗噪声干扰能力差、信号处理误差高的不足,提出一种基于正交解调的数字阵列信号处理算法研究。利用正交分解方法将原始的含噪信号分解为横向数字阵列信号与纵向数字阵列信号,再分别对阵列信号进行滤波匹配与消噪处理,能够在保存关键信息的前提下消除大部分环境噪声的干扰。仿真结果表明,提出算法信号处理的峰值信噪比更具优势,同时在信号处理时延及控制误差方面也优于传统算法。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

针对船舶大数据通信存在的通信障碍问题,提出一种基于网络优化调度算法的船舶大数据通信方案。结合网络优化调度算法对船舶大数据通信特征信息进行采集,并划分通信数据的特征类别,以保证在复杂还有环境下船舶通信的有效性。利用网络优化调度技术,对船舶通信数据进行有效调度,进行数据类别划分和去噪清洗处理。为了保证数据处理效果,对数据处理步骤进行优化,并按照网络数据结构及链路进行数据分组传输,保证船舶数据通信的有效性。最后通过实验证实,相对于传统船舶通信方法而言,网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用效果明显更优,能显著提高船舶通信数据调度任务的执行和传输效率,有效解决现有通信障碍问题。     

单片机船舶主轴扭矩检测系统

采用电子测量方法进行船舶主轴扭矩检测,构建船舶主轴扭矩检测系统,提高船舶主轴扭矩检测性能,提出基于单片机的船舶主轴扭矩检测系统设计方案。系统采用C51单片机进行控制核心模块开发,检测系统的硬件模块包括数据采集模块、主轴扭矩电子测量模块、信息处理模块和数据输出模块等,在嵌入式ARM中进行检测系统的程序加载控制,采用C51单片机进行船舶主轴扭矩检测中的嵌入式信息处理和人机接口通信,完成检测系统的硬件集成开发设计。测试结果表明,该系统能准确实现船舶主轴扭矩检测,检测的准确性较高,系统稳定性较好。     

基于BDS的船舶通信信号传输系统

目前提出的船舶通信信号传输系统传输稳定性差,导致传输耗时过长、效率差。基于BDS的船舶通信信号设计一种新的船舶通信信号传输系统,系统硬件由监控终端、数据基站、通信服务器、主控模板、数字信号处理模块和卫星通信模块组成,通过包括UHF卫通、IN-MARSAT-C海事卫星以及S卫通3个设备实现数据传输。由信号采集、文本输出、确定安全传输码、检测目标实现软件流程。结果表明,基于BDS的船舶通信信号传输系统能够有效提高传输稳定性,缩短传输耗时。     

人工智能技术在船舶动力装置故障诊断中的应用

传统的动力装置故障诊断方法需要大量的故障数据样本,导致诊断效率和实时性差,无法满足现代船舶航行的需求。针对上述问题,提出人工智能技术在船舶动力装置故障诊断中的应用。使用小波包分析技术对传感器采集的信号进行去噪、分解重构以及能量谱特征提取处理后,构建船舶动力装置故障集。使用D-S理论对BP神经网络输出的诊断结果进行数据融合和置信度判断,得到可靠的诊断结果完成故障诊断。对比实验数据显示,利用人工智能的方法诊断精度较高,并且诊断响应效率高,具有良好的泛化能力。     

基于相位编码脉冲压缩技术的船舶物联网信号处理及其优化

随着信息通信技术的发展,基于计算机与互联网技术的物联网成为一项工业领域的研究热点。物联网使船舶应用对象之间实现互联互通,充分利用设备终端资源,有效地提高船舶工业的信息化水平和运作效率。雷达系统在船舶物联网中发挥重要的通信功能,对船舶物联网的信息传递效率有重要意义。在船舶雷达系统中,普遍采用脉冲压缩技术进行信号传输。本文针对船舶物联网的雷达信号传递、处理等问题,探究了基于相位编码的雷达信号脉冲压缩技术,并对船舶雷达通信系统进行优化。     

基于嵌入式的船舶电子通信系统的设计

针对海上环境变化莫测,采用传统系统受到信号干扰影响,导致通信能力较差,为了解决该问题,提出了基于嵌入式的船舶电子通信系统设计。以C8051f020单片机为核心,设计硬件平台。通过平台信令信道接收来自其他节点呼叫信息,并将接收到的路由信息发送给信道单片机,采用检错后重新发送方式控制数据帧发送,设计复位电路,实现系统数据帧抗干扰传送以及用户按键复位功能。采用C/S模式,以S3C2410平台作为服务器,将PC主机作为客户端,设计系统通信流程,利用vi编辑工具编辑romfs配置文件脚本文件格式,由此完成船舶电子通信系统设计。通过实验对比结果可知,该系统最高通信能力可达到98%,使嵌入式设备可通过网络与其他通信系统进行信息交换。     

双时钟法在船舶远程通信网络拥塞控制中的应用

在利用传统方法控制船舶远程通信网络拥塞时,在平均队长为143.52～162.52 packet的范围内,存在链路利用率较低的问题。因此,将双时钟法应用于船舶远程通信网络拥塞控制中。忽略船舶远程通信网络中存在的超时重传机制,对随机微分方程与数据流进行分析,从而构建船舶远程通信网络动态模型。通过控制预测函数实现船舶远程通信网络的快速高精度跟踪控制,从而节省链路资源。基于此,利用双时钟法设计AQM滑模控制器,实现船舶远程通信网络的拥塞控制。为证明本文方法的链路利用率较高,将其与2种传统方法进行对比。实验结果证明,本文方法的链路利用率最高,对于船舶远程通信网络鲁棒性、稳定性的提升有很大意义。     

小波变换分析及船舶噪声处理

针对目前船舶噪声对船舶有用信息的影响,本文利用小波变换进行船舶噪声处理,并利用Matlab函数进行不同小波基的船舶信号去噪实验。实验结果表明,恰当的小波基函数和阈值能够很好抑制信号中的高频部分,得到平滑的有用信息。     

船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究

由于船舶行驶过程中产生的噪声会掩盖机舱设备信号,使工作人员的信号监测难度增加,为此提出船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究。寻找噪声来源,提取噪声特征,计算得出噪声序列,分析噪声线谱,调制包络谱以及连续谱三者间的相关性,利用Ansys软件,建立船舶机舱的缩比模型,获得振动模态点。采用自适应滤波器,将噪声相互消减,实现自适应消噪,完成船舶行驶过程机舱自适应消噪算法研究。设计仿真对照实验,检测研究结果,利用计算机程序,模拟实际应用过程。实验结果表明,采用所提出算法能够有效控制信噪比曲线,使其波动保持在稳定范围,减小了混在设备信号当中的噪声,与常规算法相比,对噪声的控制效果更好。     

船舶纹理图像自适应滤波去噪研究

由于传统的船舶纹理图像的自适应滤波去噪方法存在去噪效果差的问题,因此提出了一种新的船舶纹理图像的自适应滤波去噪方法。根据船舶纹理图像空间坐标连续性,将船舶纹理图像表示成数字图像形式,利用船舶图像纹理的主要3个标志,提取纹理特征,并给出纹理特征定量估计结果。结合图像纹理特点,对图像进行分割处理。采用极值检测方法设计噪声检测的自适应滤波,在一定程度上判断出噪声大小。通过设置阈值减小对噪声的误判,实现图像信息与噪声的有效分离。设计去噪流程,由此完成自适应滤波的去噪处理。通过实验对比结果可知,该方法的去噪效果较好。