船舶网络远程通信系统的优化设计与实现

针对传统CAN总线工作中容易出现的传输可靠性低的问题,有针对性的设计与实现了一种新的船舶网络远程通信系统。给出无线通信模块设计过程,将串口和宿主机连接在一起,通过GPRS、RMS和卫星终端等无线通信方式实现远程通讯,无线通信模块主要包括MCU单元、无线收发单元与串口通信单元。软件设计时,分析了系统功能与需求,按照模块化设计理念,设计软件结构模型,给出系统通信协议设计过程和通信处理流程。实验结果表明,所设计系统能够保证报文转发完整性和报文接收准确性。     

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。     

基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统研究

为了实现对空间无线电通信信号的接收处理,开发研制了通信信号接收与数据采集系统.本文简要介绍了软件无线电技术中的开放式总线技术、高速A/D采集技术、数字下变频技术、高速数字信号处理技术以及智能天线技术等内容.利用软件无线电技术对通信信号接收与数据采集系统基本硬件结构进行了设计,并通过工业控制计算机中软件控制系统硬件进行了通信信号数据采集实验.实验结果表明,该数据采集系统完全可以完成对实际通信环境中多个通信信号的接收和数据采集工作.     

基于无线传感网络的航道水下数据监测系统

航道水下数据采集和传输受到水下通信信道的多径干扰,导致数据监测的稳定性不好,提出一种基于无线传感器网络的航道水下数据监测系统设计方法。采用水下换能器基阵构建无线传感器网络,进行航道水下声纹数据、船舶辐射噪声数据以及海洋混响数据采集,采用局部总线技术进行监测数据的远程传输控制,采用TMS320C50 DSP芯片作为航道水下数据监测系统的核心处理芯片,进行航道水下数据的集成信息处理,监测系统的硬件设计分为无线传感器模块、数据滤波模块、中央控制模块以及总线模块,采用无线传感器网络进行数据监测系统的网络设计,实现水下航道数据流的多路复用、数据帧检测和上位机通信传输。测试结果表明,设计的数据监测系统能实现航道水下数据的准确采集和传输控制,数据稳定输出性能较好。     

基于Wifi的船舶状态数据采集系统设计

受采集结构和网络配线的局限,传统船舶状态数据采集系统的数据采集延迟性较高。为了解决这一问题,基于WiFi传输技术,设计船舶状态数据分布式采集系统。制备船舶状态数据采集器,作为采集系统终端二阶控制终端,利用内置传感器,实时采集当前船舶状态数据,通过3类不同传输端口,进行数据传导,利用无线网络相关技术,基于802.15无线标准传输协议,制备的一体化无线传输模块,连接采集器和局域网,作为传输通路,设计局域网入网协议,通过对无线数据信号的傅里叶变换,确定并保证数据信号伪随机码和当前局域网的载波同步,将无线网络传输的数据连入局域网,传输到控制区,实现数据采集。实验数据表明,应用设计系统后,船舶状态数据读取和输出延迟分别缩减了31%和27%,可以证明,该系统具有缩减船舶数据采集延迟的效果。     

舰船电气控制故障定位系统设计

电气控制系统直接影响着舰船的稳定航行与作战能力,若无法快速地确定电气控制故障位置,不仅会影响舰船的稳定航行,还会对船员生命安全产生威胁,为此提出舰船电气控制故障定位系统设计研究。设计系统硬件为数据采集卡选型单元、PC机设计单元与故障定位终端设计单元;软件为数据采集卡通讯软件模块、PC机软件模块与故障定位终端软件模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船电气控制故障定位系统的运行。实验数据显示:应用设计系统后,舰船电气控制故障定位时间与定位偏差均符合现今舰船的安全需求,充分证实了设计系统的有效性。     

医院船医疗设备数据采集和传输系统设计

为满足医院船医疗设备数据的实时传输要求,提高系统吞吐能力,设计基于无线网络的医院船医疗设备数据采集和传输系统。构建医院船医疗设备数据采集和传输系统总体框架,基础层的数据采集终端利用条码扫描检测单元、电压和电流互感器、温湿度传感器采集医院设备数据,经放大滤波电路、A/D转换器获取其量测值后,由单片机完成数据打包,通过无线传送单元将其传输至数据处理层实现数据抽取、清洗等处理,网络层的无线自组网络通过路由模块调用基于MinACK的路由算法完成医疗设备数据的传输,由用户层的客户端服务器完成数据的分析、查询、存储等。实验结果表明：该系统可采集呼吸机设备功率数据、各数据段包含数据包数量为40时,系统吞吐能力最突出;用户层客户端服务器可实现UT5321设备数据的查询。     

大型FPSO火灾报警系统的研究与开发

本文研究并开发了FPSO火灾自动监测与报警管理系统.该系统由一个中央系统和10个检测环路组成.每个环路可以覆盖多层甲板,环路中每个探测器均有两个通道与主机通讯.中央处理单元主要由主机和接口板组成.本文设计的火灾监测系统的管理软件,主要功能是能够对全船所有火灾监测点进行数据采集、处理、显示;并能实现与FPSO其它监控系统进行数据通讯;具有手动模拟测试的功能,监测系统是否正常.当系统接收到火警探测器传来的信号,经过处理后,在主机的彩色界面上将指示出火源部位、火警的类型、发出声光报警信号,并启动外部报警控制设备.该系统实现了对FPSO全船的火警探测值和报警信号的实时监测.     

VDR系统中的数据采集单元的设计与实现

本文介绍了航行数据记录仪中一个重要组成单元——数据采集单元的设计思想和一种具体的实现方案。包括对输入信号的捕获、调理、模数转换及转换后数据的传输等工作,并对在本项目中具有重要意义的抗干扰设计进行单独介绍。测试结果表明,项目满足记录仪系统对数据采集单元稳定性、实时性、准确性、完整性及连续性等多方面性能的严格要求     

物联网环境下船舶无线实时通信系统设计

针对船舶通信系统中,船舶通信的速率较差,数据不能快速进行通信,造成船舶无线通信系统的实时性较差,覆盖的范围较小,需要对物联网环境下船舶无线实时通信系统进行设计。提出基于STM32F103VCT6处理器的船舶无线实时通信系统设计的方法。利用STM32F103VCT6处理器作为该系统的核心部分,对船舶无线实时通信系统工作的原理进行阐述,对中央的控制单元以及定位信息的采集单元与通信单元进行详细地介绍与设计,最后对整体过程进行设计,扩大了船舶无线实时通信系统的覆盖范围,提高了通信系统的收敛性能,完成对物联网环境下船舶无线实时通信系统的设计。实验的结果表明,利用本文设计的系统能有效地提高船舶无线通信系统的实时性。     

船舶机电设备振动信号数据采集系统

为了提高船舶机电设备振动信号数据采集系统的整体性能,提出船舶机电设备振动信号数据采集系统设计。以无线检测为基础,设计数据采集系统结构和船舶机电设备振动信号数据采集卡,完成系统的硬件设计;通过剔除影响系统运行参数,计算了船舶机电设备振动信号数据采集参数,结合振动信号采集原理,设计了船舶机电设备振动信号数据采集程序,完成系统的软件设计,实现了船舶机电设备振动信号数据的采集。实验结果表明,提出的数据采集系统可以提高船舶机电设备振动信号数据采集精度,缩小数据采集时间,提高数据采集效率。     

一种嵌入式航海数据采集系统方案设计

本文首先研究了基于无线传感器组网的数据采集系统以及其中的技术逻辑,分析了航海雷达数据的特性。针对雷达数据的高频采样率,本文设计一种新的多通道组网方式来处理航海雷达回波的数据采集方案,并给出雷达数据的采集汇聚算法,该算法对舰队组网中的节点进行规划,通过相邻节点组成簇,来提高数据采集的实时性。最后基于此系统所采用的多通道组网方式以及汇聚算法设计了基于DSP的嵌入式仿真系统,验证了该多通道组网方式以及汇聚算法的有效性。     

基于云计算的舰载通信异常数据检测系统设计

传统舰载通信异常数据检测系统的检测精度低,为舰载设备的正常运行带来很大的安全隐患。本文设计并实现一种基于云计算的舰载通信异常数据检测系统,其包括通信模块和异常数据检测模块,分析系统用户接口、CPU控制单元和数据采集单元的硬件结构,对异常数据检测模块进行全面的分析,给出基于云计算的异常数据检测规则及过程,以及舰载通信系统异常数据检测程序代码,实现舰载通信系统异常数据的准确检测。实验结果说明,所设计系统可以对舰载通信系统异常数据进行有效检测,系统的性能稳定性、数据传输速度、接口时序的正确性等测试指标都达到了设计要求,并且具有较高的检测效率和精度。     

基于云平台和分布式处理技术的船舶数据采集系统

船舶在工作过程中,许多数据以及相关参数需要采集,针对当前船舶数据采集系统可扩展性差,工作速度低,数据采集准确差的不足,设计了基于云平台和分布式处理技术的船舶数据采集系统。首先对当前船舶数据采集系统研究现状进行分析,指各种船舶数据采集系统的局限性,然后结合云平台和分布式处理技术的优点设计了船舶数据采集系统,最后通过具体仿真实验分析船舶数据采集系统的性能,结果表明,本文设计的船舶数据采集系统不仅可以同时对各种数据进行实时、在线采集,加快了船舶数据采集速度,降低了船舶数据采集误差,使得船舶数据更加完整、可靠,而且船舶数据采集系统的整体性能要明显优于参比的船舶数据采集系统。     

基于Motion-JPEG2000的远程图像传输技术研究

对于远程无线视频图像传输,由于数据量大、通讯带宽窄等原因常常导致传输速度慢,难以满足实际工程需要.为解决这一问题,论文提出了基于Motion-JPEG2000序列图像压缩技术的远程无线高速图像传输系统设计方案,在C/s模式下实现MJ2K文件传输,采用基于内存池的循环链表作为数据缓存实现解码图像接收与存储,并给出了系统在实验环境中的实验数据和结果分析.     

Zigbee技术在船舶机舱监控系统中的应用

针对船舶机舱监控系统中的布线复杂、通讯盲区等问题,提出和设计了一套基于ZigBee技术的无线监控系统方案。给出了系统的整体架构,阐述了系统实现的关键技术问题。以超低功耗微处理器芯片CC2430为核心,并采用了网状网络的拓扑结构,实现了多跳通讯的硬件设计,在ZigBee协议栈的基础上完成了软件的设计。初步试验表明该系统在数据采集,传输距离等方面的性能达到了设计的要求。     

物联网环境下船舶无线实时通信系统设计

普通船舶无线实时通信系统,存在通信数据传输效率低下、系统稳定性不高等弊端。为有效解决此问题,设计物联网环境下新型船舶无线实时通信系统。通过系统框架设计、电路布线设计,完成新型无线实时通信系统硬件设计。通过软件框架结构设计、调制解调单元设计、基带处理和接口单元设计,完成新型无线实时通信系统软件设计。模拟系统运行环境设计对比实验结果表明,新型系统与普通系统相比,大幅提升通信数据传播效率,解决系统稳定性低下问题。     

船舶无线传感网络节点数据的采集方法研究

通过对船舶无线传感网络节点数据,进行船舶无线传感组网设计,提高对船舶运行状态的分析和监测能力,提出一种基于量化融合跟踪和多线程总线调度的船舶无线传感网络节点数据的采集方法。进行船舶无线传感网络的路由拓扑结构设计,进行网络节点的最优分布路由控制和定位。在传感器节点优化定位算法设计的基础上,进行数据采集系统的硬件设计,采用32位数据总线进行船舶无线传感数据的高速捕获和总线传输,在FIFO RAM缓冲区采用连续脉冲冲激方法进行数据激发,将采集的数据存储在SCSI数据硬盘和局部总线中,实现数据实时调度和分析。测试结果表明,该采集方法能有效实现船舶无线传感网络节点数据的多线程多通道采集,数据检测和输出的准确性和实时性较好。     

基于射频通信技术的扭矩测试系统

现代船舶控制系统需要实时对曲轴扭矩进行测量,本文提出采用无线射频数据传输方式,对曲轴扭矩实时采集,并发送到上位机的思路。给出了系统的硬件电路图,设计了无线数据采集系统。采用轮询方式,实现了对转轴多点扭矩的数据采集,通过设计合理的通信协议,保证了通信的可靠性,该系统结构简单且可行性强。     

基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计

传统舰船搜救系统对事故舰船定位的精准度较低,无法满足现今社会的需求,为此提出基于遥感探测技术的舰船搜救系统设计。舰船搜救系统硬件设计包括主控芯片的选择、供电及电源管理单元、定位单元、信号采集单元和显示单元的电路设计,软件设计包括主程序编写、定位算法设计、无线接收与显示程序编写。通过硬件与软件系统的设计,实现舰船搜救系统的运行。实验结果表明,设计系统的事故舰船定位精准度平均值比传统系统高出32%。说明设计的舰船搜救系统具备极高的有效性。