智能船舶电子签证系统的物联网架构研究

随着航运业的发展,传统的船舶签证系统已经越来越不能满足现在航运业的发展。传统电子签证系统在船舶到达港口时需要停泊,影响船舶航行效率,而基于物联网结构的智能电子签证系统利用RFID射频﹑AIS自动识别系统及电子签证平台实现了船舶电子签证的自动化及远程化,使船舶到达港口不再需要停泊。本文研究现有物联网结构及船舶电子签证系统架构,在此基础上研究一套高效智能船舶电子签证平台,最后验证系统的有效性。     

长江海事船舶远程电子签证系统设计

论文针对自主研发的长江船舶远程电子签证系统，分别通过总体流程、硬件功能模块和软件架构三方面阐述了系统基本设计思想。然后利用软件模拟平台和实船运行测试对系统性能和功能进行了检验。     

基于云雾混合计算的船用物联网传输数据监控系统

现有的船用物联网传输数据监控系统,存在着传输数据质量差的缺陷,为了解决上述问题,引入云雾混合计算方法设计船用物联网传输数据监控系统。船用物联网传输数据监控系统硬件设计包括网络传输单元、数据采集单元与主控处理单元;软件设计包括数据处理模块、数据传输模块与智能网关模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了基于云雾混合计算的船用物联网传输数据监控系统的运行。通过测试结果显示:与现有的船用物联网传输数据监控系统相比较,设计的船用物联网传输数据监控系统极大的提升了传输数据质量,充分说明提出的船用物联网传输数据监控系统具备更好的监控性能。     

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。     

基于物联网的船舶联合通信系统设计

普通船舶通信系统,存在传输信道分配不合理、冗余通信信息占比过重等弊端。为解决上述问题,设计基于物联网的新型船舶联合通信系统。通过物联网框架设计、联合通信接口设计,完成新型系统的硬件部分设计。通过信息接收模块设计、信道分配模块设计、显示模块主程序设计,完成新型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,应用基于物联网的新型船舶联合通信系统后,传输信道分配情况明显更加合理,冗余通信信息在所有船舶信息中占比,不会超过20%。     

船舶电力推进系统数据通信模块设计

现有的数据通信模块存在着稳定性低、数据处理速度慢的缺陷,为此提出海上船舶电力推进系统数据通信模块设计研究。根据现有数据通信模块的研究提出数据通信模块总体架构设计,以此为基础,对数据通信模块电路进行设计,主要包括串口通信电路、电源电路、复位电路与CAN通信接口电路设计,然后对程序开发环境进行搭建,以此为环境对串行通信程序与CAN通信驱动程序进行编写,至此实现了数据通信模块的设计与运行。通过测试得到,与现有的数据通信模块相比较,设计的海上船舶电力推进系统数据通信模块极大的提升了稳定性与数据处理速度,充分说明设计的数据通信模块具备更好的性能。     

基于物联网的多船舶联合通信系统设计

传统船舶通信系统,存在通信接通效率、数据传输容错率低下等现象。为有效改善上述问题,设计基于物联网的多船舶联合通信系统。通过核心框架功能模块设计、SCA+USPR物联网通信系统平台设计,完成系统硬件设计。通过多船舶联合通信软件平台设计、通信设备服务组件设计、逻辑设备通信接口设计,完成系统软件设计。设计对比实验结果表明,新型系统与传统系统相比,通信接通效率、数据传输容错率等属性,得到明显提升。     

基于物联网的船舶系泊系统方案研究

随着国际贸易的提升,海运市场迎来了飞速发展,伴随着运输船舶大型化及深水化停泊码头的大规模发展,传统的船舶系统方式已很难适应现代船舶安全可靠系统需求,现有船舶系泊方案一般采用智能化敞开式自动化系泊,其可靠性及安全性需要得到很好保障。本文研究现有的物联网关键技术,分析其在船舶系泊监控及信息采集传递的物联网机制,通过传感器技术来采集船舶系泊中的各种信息要素,设计基于物联网的船舶系泊控制系统。     

物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统

现有的舰船装备多源监测数据存储系统,存在着存储资源利用率较低的问题。为此提出并设计了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统。舰船装备多源监测数据存储系统硬件设计主要包括主控芯片选型、存储器设计以及缓存服务器设计;软件设计包括数据读取模块、数据写入模块以及存储节点管理模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了物联网环境下舰船装备多源监测数据存储系统的运行。实验结果显示,相较于现有的舰船装备多源监测数据存储系统,设计的舰船装备多源监测数据存储系统极大地提升了存储资源利用率,充分说明设计的舰船装备多源监测数据存储系统具备更好的存储性能。     

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。     

跨区域系统的船联网身份认证系统设计方案

我国内河航运具有归属地涉及范围广、管理复杂的特点。随着航运业的飞速发展,船舶航行通过不同区域的现象越来越多,传统依靠人工的船舶身份认证已经越来越不能适应现代航运效率的要求,一个高可靠性、自动智能船联网身份认证系统成为内河港口急需上线的设备。同时,随着物联网、RFID、通信技术及传感器技术的发展,船舶身份认证系统的设计越来越便捷,性能更高。本文分析系统的各功能模块,设计高效的船联网身份认证系统。     

基于C/S架构的离岸船舶信息管理模型

为了提高离岸船舶的实时管理和信息监控能力,提出基于云计算信息融合调度的离岸船舶信息管理模型,在嵌入式的Linux内核环境下进行的离岸船舶信息管理系统的软件设计。离岸船舶信息管理系统的开发包括信息调度算法设计、软件开发、通信网络模块开发3个部分,系统的功能模块主要包括了船舶数据库模块、程序加载模块、信息调度处理模块、通信模块和客户端与服务端模块等。在云计算环境下实现离岸船舶信息的交叉编译和多模控制,系统网络结构设计为C/S架构,实现船舶离岸信息管理和安全控制,在APP中对信息管理系统的业务逻辑进行封装,实现软件集成开发和通信测试。仿真结果表明,该系统能实现离岸船舶信息的有效管理,信息调度过程中的查全性和召回性能较好。     

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。     

船舶航行数据的远程集成采集方式

通过对船舶航行数据的远程集成采集,实现对船舶航行的状态监测,提出基于浮点DSP集成控制的船舶航行数据的远程集成采集系统设计方法,构建船舶航行数据采集的总体结构模型,数据采集系统的功能模块组成包括VXI全局总线模块、采集触发模块、数据传输模块、数据波束形成模块等,采用浮点DSP作为核心控制器,进行船舶航行数据的多重通道采集和信号输出设计,在波束形成器中输出采集的集成船舶航行数据。仿真测试表明,设计的数据采集系统能有效实现船舶航行数据采集,数据波束输出的响应能力较强。     

基于嵌入式的船舶电子控制系统设计

当前的船舶电子控制系统控制过程高度集中,如果其中某一部件损坏,很可能导致整个控制系统无法正常运行,提出一种基于嵌入式的船舶电子控制系统设计方法,按照的功能要求对舰船电子控制系统进行模块划分,并对系统的各个功能模块结构进行设计;为了改善当前方法设计的控制系统灵活性较差和工作效率较低的问题,对船舶电子控制系统的驱动、电源、视频、测距、控制中心等进行模块化功能设计;选取实时性较强的VxWorks嵌入式操作系统作为舰船电子控制系统的主控制系统,测试结果表明:设计的控制系统实现了驱动功能和控制功能的模块化,能够保障船舶相关工作的顺利进行。     

船舶航行数据存储系统设计

现有的数据存储系统高并发数据的处理性能差,因此设计一种船舶航行数据存储系统。在硬件设计中,选用4片型号为H27U4G8F2DTR-BC的Flash存储器构成存储阵列,确定了引脚功能,扩大了存储容量;软件设计中,增加从数据库使读写分离,引入layer编码算法压缩数据库冗余数据,降低数据的复制操作次数,大幅提高系统性能。测试结果表明,设计的船舶航行数据存储系统的单次高并发数据处理量比现有系统高出60万条,验证了设计的系统在高并发数据处理性能方面的有效性。     

船舶起货机PLC复合控制的实现

船舶起货机是船舶甲板机械最重要的设备之一.通过对船舶起货机所需性能的定量信息和现有设备的完整描述,分析了船舶起货机的起升、变幅和旋转三个主要机构的运行特点.采用SIEMENS的变频模块MICROMASTER440、交流伺服模块FM354和步进模块FM353分别实现了起货机的起升、变幅和旋转复合控制.功能模块的变频、步进与伺服、以及上位机、人机界面TP270通过PROFIBUS现场总线互连在一起,实现了集中控制与管理.船舶起货机PLC复合控制系统功能完备、扩展方便、具有很高的可靠性.     

基于物联网技术的船舶动力系统故障实时数据库开发

在目前我国的船舶性能监测系统中,物联网技术已经广泛应用到电力网络和导航通信模块中,通过联网,相关维护人员可以远程对船舶的状态进行监控,并将数据实时回传到服务器中,通过大数据处理,将船舶的动力系统故障稳定在非常低的水平。本文采用物联网技术,设计了强大的船舶动力系统故障实时数据库,并行处理众多船舶设备产生的数据,建立了合适的数据模型、数据处理和接口协议,采用了核心处理器将船舶的数据库接口扩大到较大的水平,能够容纳更多实时数据的处理和故障诊断。最后,通过故障建模仿真,及时对故障进行预测。     

船舶配电故障恢复系统设计

针对传统船舶配电故障恢复系统存在故障恢复性能较差的问题,设计一种新的船舶配电故障恢复系统,该系统的硬件配置为通信模块。通信模块的构成为2台前置机、1台交换机、2台通信服务器、数字隔离板、解调调制板。系统的软件构成包括故障负荷统计模块、故障恢复模块以及数据支持管理模块。其中故障负荷统计模块主要利用状态估计法获取负荷母线实时的网络潮流与负荷情况,计算船舶配电故障的具体失电负荷;故障恢复模块主要通过舰船配电故障的实时过载处理实现配电故障的恢复;数据支持管理模块主要由基础数据管理单元、二次装置故障数据管理单元构成。通过硬件与软件相结合实现船舶配电故障恢复。为了证明该系统的故障恢复性能较好,进行该系统与传统系统的对比实验,实验结果证明该系统的故障恢复性能优于传统系统,实现了性能提升。     

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。