基于量子远程传态的船舶多频无线通信网络路由协议

运行基于OSPF和基于RIP建立的船舶多频无线通信网络路由协议传输船舶相关数据,存在丢包率大,传输延时性长的问题。针对上述问题,设计一个新的基于量子远程传态的船舶多频无线通信网络路由协议。该协议建立主要分为两步:一是建立船舶多频无线通信网络拓扑,二是根据建立的网络拓扑设计路由协议,包括路由度量的计算、路由的寻找与维护等。结果表明:运行本协议进行数据包传输,较运行基于OSPF和基于RIP建立的协议进行数据包传输,数据传输丢包率降低2.3%和3.5%,传输延时缩短5 s和6.3 s。     

无人船无线传感网络远程遥控系统

传统无人船舶远程遥控系统,能够完成船舶的远程遥控工作,但存在遥控精度低,受环境影响因素大等问题,为此设计基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统。使用Zigbee无线高频通信频段,构建无线传感网络拓扑结构;根据无人遥控系统中节点数据指令,进行遥控命令数据解析,采用多种RREQ命令帧,实现无人船舶的安全准确控制,完成无人船舶远程遥控系统设计。实验数据表明,该无人船舶远程遥控系统比传统遥控系统航行精度提升57.83%,同时具有较强的抗环境干扰能力。     

集中式船舶供电网络的分布式控制方法

集中式船舶供电网络由于用电设备终端之间用电功率差异性容易导致功率输出失衡,需要进行优化控制,提出基于用电节点覆盖区域自适应功率调制的船舶供电网络分布式控制方法。对集中式船舶供电网络的路由节点进行优化部署设计,构建网络传输信道模型,采用输出功率拥塞控制方法进行供电网络传输信道的均衡处理,结合用电设备的功率损耗进行网络节点的自适应调制,通过分组概率均衡策略实现集中式供电网络的路由冲突调节,实现船舶供电网络的分布式控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶供电网络分布式控制能提高供电网络的功率均衡配置能力,传输链路的丢包率较低,电能开销较小,提高了供电网络的节能效益。     

基于无线传感器网络的船舶信息采集系统设计

传统船舶信息采集系统通过不定点定位以及有限数据网络进行船舶信息采集,但由于采集传输介质限制存在信息采集数据丢包率较高的问题,为此提出基于无线传感器网络的船舶信息采集系统设计。依托SHT11传感模块,对无线传感器网络节点进行设计,设计Node433TM协议栈体系结构完成信息数据采集;基于C/S模式以及Socket远程程序,将采集信息通过远程传递的方式提供到用户客户端平台上,实现提出的系统设计。试验数据表明,提出的船舶信息采集系统设计比传统信息采集系统丢包率降低4倍。     

船舶导航网络路由算法的实现

为了解决传统船舶导航网络路由算法数据丢包率高、执行时间长的难题,提出船舶导航网络路由算法研究。根据对现有算法存在难题的分析,搭建船舶导航网络路由算法架构,以此为基础,将获取的海上船舶密度作为权重值,构造带有权重值的有向图,并对最优转发路径进行选择。以得到的结果为基础,采用局部最优方法对最优转发路径计算区域进行优化。以优化结果为依据,对网络路由节点分配模型进行构建,实现了船舶导航网络路由算法的设计。通过实验得到,与传统船舶导航网络路由算法相比较,提出的船舶导航网络路由算法极大的降低了数据丢包率,缩短了执行时间,充分说明提出的船舶导航网络路由算法具备更好的性能。     

差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用

为保障船舶航行过程中的通信安全,有效抑制通信网络噪声干扰,避免信道衰减问题,对差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用情况进行研究,通过对差分跳频通信校正矩阵进行选择,采用无线编码技术对通信数据进行均衡控制和编码调制处理,从而有效生成适合于信道传输的脉冲波形,并将通信过程中的数据信道传输误码率和丢包率为评价指标,检验差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用效果,通过实验证明,差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中应用效果明显更好,能有效地降低数据传输误码率和丢包率,保证船舶通用通信的安全性和可靠性。     

航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法

传统的全驱动船舶操纵系统防撞控制效果差,发生碰撞次数较多,为此设计一种航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法。利用船舶操纵性的网络分析模型充分分析船舶航行中的干扰项,分别建立动力学模型以及运动模型,并设定船舶操纵系统防撞控制目标,以此实现航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制。实验证明,此次设计的航行安全技术下全驱动船舶操纵系统防撞控制方法比传统方法控制后的发生碰撞次数少,证明了此次设计方法的有效性,具备实际应用意义。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

数据挖掘聚类技术下船舶网络安全保护态势研究

船舶网络交互安全可以直接影响船舶日常工作,为了有效提高船舶网络安全保护质量,引入数据挖掘聚类技术,以此为基础设计船舶网络安全保护技术。在当前船舶网络环境下,建立多条数据基本链,不断迭代,完成网络数据挖掘,再辅以三维云数据聚类技术,完成数据聚类,根据聚类数据类型特征,设计3种不同的访问控制路径,获取特征细节层次,最后建立保护控制端口,根据网络访问数据的特征细节和稳态率,明确响应时间,以此作为排序依据,进行访问控制排列,实现船舶网络安全保护。实验数据表明,应该船舶网络技术后,船舶网络非法占用比降低了26%,程序非法捕捉率提高29%。     

基于QoS保障技术的舰船信息安全保护方案

在以往进行舰船信息保护的过程中,忽视了对网络节点的控制,进而造成信息安全保护后信息丢包率过高的问题。构建闭合式结构的安全风险评估模型展开信息安全评估,获取危险信息节点位置。采用QoS保障技术中Beta模型计算节点信任值,实现对节点的控制。将节点控制结果与信息评估结果相结合,优化舰船网络信息防护体系结构。构建方案测试环节,测试在信息攻击与平稳运行2种状态下,此方案与原有2种方案使用后舰船信息丢包率。通过对比可知,此方案丢包率低于原有2种方案。由此可知,此方案更加适用于船舶航运企业。     

云计算在船舶网络视频监控系统中的应用研究

随着云计算技术的快速发展和不断完善,云计算技术在船舶安防、视频监控等领域逐渐得到了广泛的应用和发展。船舶网络视频监控在船舶安防中发挥着非常重要的作用。通过视频监控系统能够及时掌握船舶航行状态,确保船舶的安全。本文设计船舶网络视频监控系统,研究云计算技术在系统中应用的关键技术,提出视频图像检测算法。     

基于EM算法的海上AIS网络数据传输拥塞抑制方法

为规范海上交通运行环境,AIS被广泛应用在船舶上,有效降低了船舶碰撞事故,规范了交通秩序,但是受到信道资源的限制,岸上基站与海上船舶之间的通信质量并不是很好,导致传输延迟和数据丢包现象严重。为此,针对基于免疫算法、蚁群算法、遗传算法的3种数据传输拥塞抑制方法性能不足的问题,提出一种新的基于EM算法的海上AIS网络数据传输拥塞抑制方法。该方法先是利用EM算法实现AIS网络传输拥塞检测,后在检测结果的基础上,利用免疫粒子群算法实现AIS网络数据传输拥塞抑制。结果表明,3种数据传输拥塞抑制方法相比,本文方法的AIS网络数据传输延迟缩短、传输丢包率降低,说明本方法的拥塞抑制性能更高,提高了海上AIS网络数据传输质量。     

基于FPGA的船舶航行视频采集系统设计与实现

为解决常规船舶航行视频采集系统在复杂海况环境下,存在视频采集分辨能力较低的不足,提出了基于FPGA的船舶航行视频采集系统设计与实现。依托船舶航行视频采集系统执行机构设计、控制电路设计,实现了系统硬件设计;基于船舶航行视频采集系统网关结构设计、控制过程设计,完成了系统软件设计,实现了FPGA的船舶航行视频采集系统设计。试验数据表明,提出的船舶航行视频采集系统较常规船舶航行视频采集系统,视频采集分辨能力提高47.82%,适合在复杂海况下进行视频采集。     

基于DSP技术的航行自动化控制系统

针对船舶海上航行受到航行环境和船舶运行情况的影响,加大了船舶航行方向和航行速度的控制误差,为了提高船舶航行的自动化控制精度,提出了基于DSP技术的航行自动化控制系统设计。在硬件设计方面,利用DSP技术设计了复位电路和外围接口电路,对船舶航行自动化控制电路进行了设计,根据船舶航行自动化控制器的工作原理,完成船舶航行自动化控制器的设计,利用船舶航行自动化控制的误差函数,在函数下降方向上,自适应调整自动化控制的权值和阈值,建立了船舶航行自动控制网络模型,结合船舶航行的自动化控制流程,完成系统软件设计,实现船舶航行的自动化控制。实验结果表明,基于DSP技术的航行自动化控制系统不仅可以缩小船舶航行方向的控制误差,还可以缩小速度的控制误差,从而提高了船舶航行的控制精度。     

基于DSP技术的嵌入式数字船舶导航信息处理系统

普通船舶导航信息处理系统,不能在最短时间完成导航信息分类处理,且极易发生船舶信息丢包现象。为解决上述问题,设计基于DSP技术的嵌入式数字船舶导航信息处理系统。通过DSP船舶导航图像处理硬件系统框架设计、信息同步子模块设计,完成系统硬件设计。通过导航信息系统嵌入式通信串口设计、多任务调度流程设计、通信协议设计,完成系统软件设计。模拟系统应用环境,设计对比实验结果表明,新型数字船舶导航信息处理系统,与普通系统相比,大幅缩短导航信息分类处理所需时间,降低船舶信息丢包现象发生几率。     

基于公共无线IP网络的船舶资源高效识别算法

由于传统识别算法多采用GPRS,CDMA或VHF等通信网络进行船舶资源传输,丢包和错误传输现象严重,导致船舶资源识别准确性得不到保证。针对上述情况,研究一种基于公共无线IP网络的船舶资源高效识别算法。算法通过公共无线IP网络保持不间断的传输过程,减少丢包和错误传输现象,为后续识别提供了更为全面的支撑数据。在后续识别阶段,先是进行资源预处理,包括灰度化、去噪以及背景剪除等,后利用卷积神经网络进行船舶资源特征检测,并通过距离计算,实现资源的检索与识别。结果表明,无论是从资源传输错误率和丢包率侧面,还是从识别准确率正面,本算法的表现均要好于3种传统算法,证明了算法性能。     

基于视频处理技术的船舶移动位置跟踪研究

移动位置跟踪是船舶航行过程中的重要技术,针对当前船舶移动位置跟踪误差大,受环境因素影响大的缺陷,为了提高船舶移动位置跟踪性能,设计了基于视频处理技术的船舶移动位置跟踪方法。首先分析当前船舶移动位置跟踪的研究进展,并描述视频处理技术的船舶移动位置跟踪原理,然后采用分帧技术对船舶移动位置跟踪视频进行处理,并提取船舶移动位置跟踪视频图像特征,通过特征替换提高船舶移动位置跟踪视频质量,最后引入Mean shift算法实现船舶移动位置跟踪,并采用仿真实验对船舶移动位置跟踪效果进行测试,结果表明,基于视频处理技术的船舶移动位置跟踪精度超过95%,跟踪速度快,获得比当前其他方法整体性能更优的船舶移动位置跟踪结果。     

基于电力线载波技术的船舶视频监控系统研究

随着通信技术和多媒体技术的发展,以及人们对航行安全性的重视,对船舶视频监控技术提出了更高的要求。本文分析现有船舶视频监控系统存在的缺点,将电力线载波技术应用于船舶视频监控中,这种技术具有通信距离长、成本低等特点。首先设计了整个控制系统的总体实现框架,然后研究了基于H.264的视频编码的关键技术和实现方法,最后通过嵌入式软硬件设计实现了整个船舶视频监控系统。     

基于计算机网络的船舶视频图像模糊细节增强算法

为了提高船舶视频图像的质量,针对图像模糊问题,设计了基于计算机网络的船舶视频图像模糊细节增强算法。首先分析引起船舶视频图像模糊的因素,并提出采用无线传感器网络对船舶视频图像进行采集和传输,然后对船舶视频图像进行增强处理,丰富船舶视频图像细节信息,改善船舶视频图像视觉效果,最后实现了船舶视频图像模糊细节增强实验,结果表明,本文算法对船舶视频图像进行增强处理后,图像更加自然,并采用定量分析指标对船舶视频图像质量进行评价,获得比其他算法更优的船舶视频图像模糊细节增强效果。