基于以太网的船舶监控系统终端智能开发

传统船舶监控系统存在程序响应速率过慢等现象,为解决上述问题,设计基于以太网的新型船舶系统智能监控终端。利用ZigBee以太协议框架,规划智能终端电源模块的供电形式,完成新型监控终端的硬件运行环境搭建。在此基础上,借助终端监控协议,对船舶服务器与监控客户端进行交互处理,并在满足数据处理要求的前提下,完成监控终端数据库结构,实现新型监控终端的软件运行环境搭建。软、硬件结构相结合,完成基于以太网的船舶监控系统终端智能开发。对比实验结果表明,与传统系统终端相比,应用基于以太网的新型船舶系统智能监控终端后,低频、高频状态下的程序响应速率均得到一定程度的提升。     

大型船舶电力系统短路交流电流计算系统

现有技术手段不能有效计算船舶电力系统中短路交流电流的横、纵向流量情况。为解决此问题,设计基于大型船舶电力系统的短路交流电流计算系统。通过完善网络结构、搭建数据通信接口2个步骤,完成新型交流电流计算系统的硬件部分设计;通过数据库设计、编程语言确定、数据传输流程确定3个步骤,完成新型交流电流计算系统的软件部分设计。模拟系统运行环境设计对比实验结果表明,应用基于大型船舶电力系统的短路交流电流计算系统后,横、纵向电流流量的计算准确性均能超过80%。     

基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

传统船舶机舱监控采用人工记录的方法,不仅费时费力并且容易出现数据差错,为解决这一问题,对基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统设计进行研究。系统设计主要从硬件与软件两方面进行研究,通过对系统硬件整体设计,从而确定数字量输出通道。以硬件为基础,对软件进行整体设计,通过CAN通信任务设计,实现系统对船舶机舱危险行为智能视觉的监控。根据模拟实验证明,基于CAN总线的船舶机舱危险行为智能视觉监控系统与传统监控方式相比,机舱监控准确率提高10%。     

基于物联网的高精度船舶导航系统设计

为解决RTK船舶导航系统定向能力较差、目标定位精度较低等问题,设计基于物联网的高精度船舶导航系统。通过物联网传感器电路设计、导航信息采集模块设计2个方面,完成新型导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,按照导航数据采集与预处理、数据精度解算、导航任务分配的物理操作流程,完成新型导航系统的软件运行环境搭建,结合硬件执行条件,实现基于物联网高精度船舶导航系统的顺利运行。对比实验结果表明,与RTK导航系统相比,应用新型高精度导航系统后,船舶定向能力得到稳定提升,目标定位精度的最大值也不再低于理想极值85.21%。     

基于分布式架构的船舶备件调用智能推送软件研究

针对传统船舶备件调用推送软件出现的推送延时现象,提出基于分布式架构的船舶备件调用智能推送软件研究。利用J2EE技术,构建了备件信息筛选模块;结合CORBA技术,设计了调用特征推送模块;利用NET技术,建立了跨平台的智能通知模块;利用推送逻辑,将上述3个模块串联,实现船舶备件调用的智能推送。仿真实验结果表明,智能推送软件较传统推送软件的备件调用信息推送延时降低145 s,具备有效性。     

船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

为实现对船舶舱室的智能化管理,设计船舶机舱危险行为的智能视觉监控系统。在ZigBee监控框架中,按需连接智能复位电路和视觉服务器,完成监控系统的硬件运行环境搭建。根据Linux监控内核的移植标准,连接视觉服务器获取的监控数据,完成监控系统的软件运行环境搭建,结合所有硬件执行设备,实现船舶机舱危险行为智能视觉监控系统的顺利应用。对比实验结果表明,在特定指标环境下,应用智能视觉监控系统可在最短时间发现船舶机舱内的危险行为,并对其进行精准的定位监控,有效解决现有技术手段在船舶舱体智能化管理方面存在的问题。     

物联网下嵌入式船舶航向控制系统设计

随着航运业的发展,对船舶操纵性能的要求日益提高,需要对船舶航向控制问题进行进一步研究。提出基于物联网的嵌入式船舶航向控制系统的设计方法。所设计系统由两部分组成,分别为硬件部分和软件部分。硬件主要由芯片、无线通信模块、电源模块、显示模块、温度采集电路、信扫描电路、复位电路、声光报警电路和负载控制电路构成,重点阐述了对各个硬件部分的设计电路。根据控制信号判断的方法对软件部分进行设计,完成物联网下嵌入式船舶航向控制系统的设计。为了验证所提设计方法的有效性,进行仿真实验,根据实验结果可以得出该系统能够对船舶航向进行实时控制,抗干扰能力强,效果令人满意。     

基于DSP技术的船舶仪表系统

传统的船舶仪表系统存在着工作效率低、控制精度差的缺陷。为了解决上述问题,引入DSP技术对船舶仪表系统进行研究。依据船舶仪表面板设计船舶仪表系统框架,以此为基础,对系统硬件与软件进行具体设计。系统硬件为仪表组件模块、电路模块与控制模块;系统软件为信号采集与处理单元、操纵信号分析单元与报警单元。通过系统硬件与软件的设计实现了船舶仪表系统的运行。通过测试得到,与传统的船舶仪表系统相比较,设计的船舶仪表系统极大的提升了工作效率与控制精度,充分说明设计的船舶仪表系统具备更好的性能。     

船舶综合设计软件系统中NAPA的集成研究

为了实现主流船舶设计制造软件NAPA在船舶综合设计软件系统船舶数字化智能设计系统中的集成,针对NAPA软件数据接口及其二次开发工具进行了研究。本文首先对NAPA软件的数据接口和船舶数字化智能设计系统的框架结构进行了分析,进而利用C#语言和NAPA二次开发语言NAPA BASIC混合编程调用及数据文件交互的方式,开发了在船舶数字化智能设计系统中NAPA软件的用户界面集成、NAPA工程的自动创建、NAPA中设计结果的自动导出以及NAPA软件与整个系统后台数据交互等软件模块。所开发的软件模块通过应用测试的验证,已实现了目标功能,为NAPA软件的全面集成奠定了良好的基础。     

舰船导航系统超分辨率图像智能提取技术研究

传统船舶导航图像智能提取模型存在方向分辨混乱、地理位置信息不精确等弊端。为解决上述问题,设计基于船舶导航系统的新型Zernike超分辨率图像智能提取模型。通过硬件器件选择、初始软件配置2个步骤,完成超分辨率图像舰船导航系统运行环境的搭建。在此基础上,通过确定Zernike表达式、获取识别图像分辨率矩值、完善智能提取流程3个步骤,完成新型舰船应用模型的搭建。分析对比实验结果可知,应用基于船舶导航系统的新型超分辨率图像智能提取模型后,方向分辨混乱、地理位置信息不精确等问题都得到明显改善。     

基于深度相机的船舶小构件打磨装置视觉识别算法设计

基于深度相机，针对船舶小构件智能打磨装置的视觉识别系统进行算法模块设计，确定视觉识别系统的模块框架与模块功能，并基于OpenCV库与PCL库，利用C++程序语言对模块功能进行算法实现。同时搭建算法试验平台，对模块算法进行验证，完成包括相机位姿估计与坐标变换、工件点云分割、工件质心提取、工件边缘提取在内的算法功能实现，为船舶小构件智能打磨装备提供准确全面的视觉数据，保证智能打磨装备的上料及打磨作业顺利执行。     

基于单片机的多路船舶漏水预警系统

现有的多路船舶漏水预警系统存在着可靠性低、响应速度慢的弊端,为了解决上述问题,提出基于单片机的多路船舶漏水预警系统设计研究。多路船舶漏水预警系统硬件设计包括主控芯片、传感器与报警器设计,软件设计包括水位检测模块、信号处理模块与漏水报警模块。通过硬件与软件的设计实现了多路船舶漏水预警系统的运行。通过实验得到,与现有的多路船舶漏水预警系统相比,设计的多路船舶漏水预警系统极大地提升了系统的可靠性与响应速度,充分说明设计的多路船舶漏水预警系统具备更好的预警性能。     

基于OpenADR规范的智能船舶数据采集与传输系统

为使智能船舶的底层数据采集和传输达到完整和规范,文章基于物联网技术,参考美国OpenADR通讯规范,以自动需求相应平台硬件和软件的开发设计思路和框架,设计和实现了一套针对智能船舶的数据采集和传输系统,从而为智能船舶上层的应用平台奠定良好的基础。     

基于Zigbee网络的船舶机舱监控系统

现有船舶机舱监控系统由于网络通信质量差,导致其存在着通信距离短、系统功耗大的缺陷,因此提出基于Zigbee网络的船舶机舱监控系统研究。应用Zigbee网络技术设计船舶机舱监控系统,其硬件单元为数据采集单元、处理器选取单元与无线通信单元;软件模块为数据采集控制模块、报警输出模块与Zigbee网络节点程序模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了船舶机舱监控系统的运行。设置Zigbee网络拓扑结构,制定系统报警规则,进行船舶机舱监控实验。实验结果显示,相较于现有系统,设计系统通信距离更远,系统功耗更低,充分证实了设计系统监控效果更好。     

舰船电力系统通信网络安全智能监测系统

现有的舰船电力系统通信网络安全监测系统所采用的安全监测逻辑,普遍为软件层的异常流量分析方案。在电力数据流量节点并行的异构状态下,此种监测方式存在很大的数据绕行漏洞,严重威胁舰船电力系统通信网络的安全。因此,提出并设计了舰船电力系统通信网络安全智能监测系统。在电力系统信号输出端设计异常流量监控硬件,为监控流量节点的异常行为分析计算提供平台支持;对通信层流量进行异常行为分析计算,锁定存在异常行为的节点位置;然后对异常节点进行针对性拦截提取计算,并搭建正常通信流量与服务器间的交互通道,实现舰船电力系统通信网络的安全智能监测。通过对比实验,对提出设计进行可行性验证。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

船舶电力电路短路检测系统设计

传统船舶电力短路检测系统不能进行长时间的满负荷运行,且电机检测修复效率较低。为解决上述问题,设计新型船舶电力电路短路检测系统。通过检测电源模块设计、电力短路接口芯片选择2个步骤,实现新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过电路操作协议栈移植、电力检测励磁参数设置、短路驱动程序设计3个步骤,实现新型系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行模块,完成新型船舶电力电路短路检测系统的搭建。对比实验结果表明,与传统船舶电力短路检测系统相比,应用新型船舶电力电路短路检测系统后,满负荷运行时间最长可达150 min左右,电机检测修复效率始终不低于60%。     

基于物联网技术的智能船舶消防系统设计

针对当前海洋运输高速发展,船舶运输中火灾高发的现状,本文提出一种基于Zigbee无线传感网络的智能船舶消防系统,对智能船舶消防系统进行硬件和软件设计。以JN5148为核心模块,使用各类烟传感器、光强度传感器以及温度传感器等监测船舶各处的情况。对传感器节点和JN5148模块的工作流程进行介绍。本文提出的智能船舶消防系统可以提前发现火灾,对于保障船舶的安全运输具有非常重要的意义。     

双向变频电源在船舶供电系统优化中的应用

采用双向变频电源作为船舶供电系统的电源控制模块,进行船舶供电系统优化设计,提出基于总线主控技术的船舶供电系统优化设计方案,系统的硬件模块主要包括AD模块、功率调制模块、集成控制模块、接口电路模块以及人机交互模块等,采用双向变频电源作为船舶供电系统启动电压输入的供电模块结合总线主控技术进行供电系统的微机总线控制,系统接口设计部分采用高速数字信号处理芯片进行控制程序加载和信号传输控制,设计功放控制模块使得船舶供电系统在高时钟频率下具有较高的输出功率增益。最后在嵌入式总线下进行系统的集成开发和测试,结果表明,设计的船舶供电系统输出稳定性较好,功率增益较大,对船舶供电的稳定控制能力较强。     

基于PLC的船舶安全报警系统设计

为保证船舶安全航行,船舶一般都配备有安全报警系统。随着计算机技术、网络技术和控制技术的发展,船舶报警系统向着信息化、网络化和智能化的方向发展。本文结合当前船舶安全报警系统的实际应用需求,以PLC为核心控制器设计了一套完整的船舶安全报警系统。本文首先对系统硬件和软件的结构和功能进行简单介绍,然后针对基于PLC的机船安全报警系统各模块的硬件组态、网络组态和控制程序进行了详细的设计,最后完成了安全报警系统人机交互界面的设计。