嵌入式技术的船舶实时监控系统

普通船舶实时监控系统,存在监控环境稳定性较差,实时联动船舶数据传输速率较慢等弊端。为有效解决上述问题,引入Linux原理,设计基于嵌入式技术的船舶实时监控系统。通过硬件框架设计、服务器接口设计,完成基于嵌入式技术船舶实时监控系统硬件设计。通过Linux内核设计、嵌入式监控环境设计、实时监控驱动程序设计,完成基于嵌入式技术船舶实时监控系统软件设计。模拟系统运行环境,设计对比实验结果表明,新型系统与传统系统相比,有效解决监控环境稳定性差、实时联动船舶数据传输速率慢等问题。     

船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统设计

为解决传统船舶航行巡视系统的信息采集质量差问题,提出船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统设计方法。对嵌入式无人巡视整体结构进行设计,主要分为嵌入式终端、GSM调制解调器和主监控机,串行接口程序的设计提高了对信息的串行接收。结合AT指令完成GSM信息无线传送模块的设计。软件部分主要对信息接受和串口程序进行设计,完成对船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统的设计。通过实验结果分析,可以看出所设计的船舶通信网络下无人巡视系统的信息采集质量稳定,有效解决了传统船舶嵌入式巡视系统的弊端。     

基于嵌入式巡视系统的船舶通信信息监测方法

在现有船舶通信信息监测技术的基础上,针对现有监测方法不能确保通信信息的处理效率,为了加快船舶通信信息的处理速度,提出了基于嵌入式巡视系统的船舶通信信息监测方法研究。基于嵌入式巡视系统可以在复杂环境的海面上运行,将嵌入式巡视系统的工作原理应用到船舶通信信息采集结构设计中;然后利用傅里叶变换算法,估计出船舶通信系统的功率谱,通过信息处理流程完成通信信息的处理,最后通过建立信息监测模型,来实现基于嵌入式巡视系统的船舶通信信息的监测。实验结果表明,基于嵌入式巡视系统的船舶通信信息监测方法相比于传统监测方法,船舶通信信息的处理速度加快了44.2字符/s。     

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。     

物联网中嵌入式船舶远程数据采集系统研究

在船舶物联网通信系统中,核心数据处理器一般都采用嵌入式结构。为了实现远程数据传输,物联网会与外部互联网连接,能够远程控制船舶的有关设备,进行预警和数据的云处理。本文设计的嵌入式船舶数据远程采集系统,主要的通信控制模块和数据采集处理模块都相对独立,采用嵌入式单片机AT89S52实现主要的数据传输功能,在硬件设计时,充分考虑A/D模数转换器的选型,分析数据滤波的变换算法。最后利用VC++软件实现船舶远程数据采集的流程控制。     

面向物联网的船舶通信网络数据传输路径优化仿真

数据传输路径优化算法是当前船舶通信网络研究中的重要方向,为了解决当前数据传输路径优化算法存在时延大、数据传输功率低等不足,提出了面向物联网的船舶通信网络数据传输路径优化算法。首先针对数据传输时延大的问题,对全部物联网节点进行分簇操作,减少数据传输重复信息,加数据传输速度,然后设计了根据最短距离建立船舶通信网络数据传输路径最化算法,最后采用进行仿真实验,以验证船舶通信网络数据传输性能。结果表明,本文方法缩短了船舶通信网络数据传输时延,加快了船舶通信网络数据传输速度,而且船舶通信网络数据传输成功率得到了明显改善。     

B/S架构的海上船舶交通信息管理系统

为了实现海上船舶交通管理的信息共享,提高对海上船舶交通信息管理的智能水平,提出一种基于B/S架构的海上船舶交通信息管理系统开发设计方案。系统采用无线信息采集层、网络数据传输层和面向对象应用层的3层结构,采用RFID、无线传感器、红外等数据信息感知技术进行海上船舶交通信息的原始采集,在B/S架构体系上进行交通信息管理系统的总线数据传输和远程通信设计,系统采用Lab Windows/CVI和B/S结构进行无线通信组网设计,在应用层完成整个船舶交通信息处理和交叉编译操作,在嵌入式内核下进行海上船舶交通信息管理系统的软件开发设计。系统测试结果表明,采用该系统进行海上船舶交通信息管理的智能性较好,对交通信息的集成调度能力较强。     

移动网络的船舶通信终端系统设计

近年来,海上船舶的种类和数量越来越多,船舶之间、船舶与陆地之间的数据传输需求越来越大。为了满足日益增长的通信需求,海上船舶的移动通信网络获得了广泛的重视。本文系统介绍了GMDSS,AIS和Ad Hoc移动通信网络,并重点研究了海上船舶的Ad Hoc移动网络,设计了一种Ad Hoc网络的嵌入式船舶通信终端,详细介绍了通信终端的开发过程,并研究了移动终端的DSDV通信协议。     

船舶实时远程故障数据传输系统及其仿真

常规船舶故障数据传输系统,应用于船舶实时故障数据远程传输时,存在传输失真率较高的不足,为此提出船舶实时远程故障数据传输系统及其仿真。基于传输系统基础框架的搭建,构建故障数据传输平台,实现船舶实时远程故障数据传输系统的硬件设计;依托传输系统的通信设计与运行程序设计,完成软件设计,实现船舶实时远程故障数据传输系统设计。仿真实验数据表明,提出的故障数据传输系统较常规故障数据传输系统,传输失真率降低31.24%,适用于船舶实时远程故障数据传输系统及其仿真。     

基于大数据分析的船舶通信网络优化研究

网络优化是提高船舶通信系统工作性能的重要方法,针对当前船舶通信网络优化存在工作效率低,节点能量消耗大等缺点,设计基于大数据分析的船舶通信网络优化方法。首先以数据传输能量最小为目标建立船舶通信网络优化的数学模型,然后将船舶通信网络优化问题看作为一个大数据分析处理,通过云平台对数学模型进行并行求解,每一个子任务组合模型对数据传输能耗进行预测,选择能耗最小路由进行数据传输,最后进行船舶通信网络优化方法性能的仿真测试。测试结果表明,本文可以有效对船舶通信网络进行优化,提高了船舶通信系统的数据传输速度和成功率,具有十分广泛的应用前景。     

基于物联网的多船舶联合通信系统设计

利用传统多船舶联合通信系统对数据信息进行传输,存在数据传输效率低,容错率低的问题。针对上述问题,设计一个基于物联网的多船舶联合通信系统。该系统设计主要分为3部分:1)构建系统整体框架;2)根据框架设计系统硬件,包括中央控制芯片设计、联合通信接口设备设计、A/D转换芯片设计;3)设计系统软件,为系统硬件提供运行逻辑,包括系统控制模块设计、联合通信接口模块设计、信息传输模块设计。结果表明:随着传输数据总量的增长,本系统传输效率和容错率一直控制在90%以上,远远高于基于CAN总线的联合通信系统、基于时变协作的联合通信系统的传输效率和容错率。     

有限传输路长的船舶匿名通信系统设计

船舶匿名通信系统信息传输延时长一直是传统船舶通信系统的主要弊端。对此设计有限传输路长船舶匿名通信系统。通信系统的硬件部分设计了内部芯片组和外部数字方位仪子模块、数字磁罗经子模块以及GPS通信信号接收机子模块;软件部分设计了1套高精度信号提取算法,可以将硬件部分传输的通讯信号进行算法加精,提取传输信息,实现高速率船舶匿名通信。实验证明,设计的船舶匿名通讯系统比传统通讯系统单位时间内信号传输率高20 G,固定通讯信息量传输时间减少2.2 s,可以有效减少船舶通讯延时。     

基于物联网的新型船舶远程快速通信系统设计

普通船舶实时通信系统,在数据传输过程中,较易发生丢包现象,且系统整体响应时间较长。为解决上述问题,设计基于物联网环境的新型船舶无线实时通信系统。通过逻辑层框架设计、物理层框架设计,完成新型系统的硬件设计。通过整体框架设计、实时通讯模块设计、数据库设计,完成新型系统的软件设计。模拟系统应用环境,设计对比实验结果表明,新型系统与普通系统相比,传输数据丢包情况得到较好控制,系统整体响应时间也大幅降低。     

船舶设备工况监测系统嵌入式控制器设计

随着微电子和计算机控制等技术的不断发展,现代船舶自动化技术日新月异。嵌入式是集电子、计算机和通信等技术于一体的技术。嵌入式技术给船舶自动化注入了新的活力与机会。嵌入式系统的诸多优点完全满足现代船舶智能化、信息化和效率化的发展需求,必将引领下一代船舶自动化系统的发展。本文首先设计一种基于嵌入式的船舶机舱监控系统装置,并将以船舶电站为研究对象,建立一种船舶电站监控系统的架构。     

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%。     

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。     

基于DDS的分布式船舶通信嵌入式系统设计

设计分布式船舶通信嵌入式系统,提高船舶通信的稳定性和信号处理的实时性,提出一种基于直接数字式频率合成器(DDS)的分布式船舶通信嵌入式系统设计方法,构建通信系统的总体模型,系统设计指标需要满足信号采样率200 k Hz和8通道船舶通信信号的同步、异步输入输出功能。系统采用DDS作为核心控制芯片,采用模块化设计方案,主要包括模拟信号预处理模块、自动增益控制模块、复位电路、滤波电路和上位机通信模块。采用DDS实现船舶通信信号的频率合成,实现信号波束形成处理,提高通信的包络指向性。系统测试结果表明,该通信系统能满足船舶正常通信和信号处理的各种功能,信号处理能力较强,通信的保真度较高。     

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。     

无人船舶抗噪信号接收器设计

常规船舶信号接收器能够实现船舶信号的接收,但由于接收信号噪点较高,不适合无人船舶信号的接收,为此提出无人船舶抗噪信号接收器设计。利用10 MHz TCXO以及多次滤波方式,构建抗噪信号接收器系统结构,依托信号计算进行接收通道结构设计;基于接收器数据算法和判断指令运算方式,实现无人船舶抗噪信号接收器设计。试验数据表明,设计的无人船舶抗噪信号接收器较常规船舶信号接收器噪点率下降27.99%,适用于无人船舶信号的接收。     

船舶网络通信最优路径的规划与设计

最优路径的规划与设计对船舶网络通信系统至关重要,针对当前船舶网络通信最优路径的规划与设计方法存在数据传输成功率低、数据传输时延长的缺陷,提出基于蚁群优化算法的船舶网络通信最优路径规划与设计方法。首先对当前船舶网络通信最优路径的规划与设计研究进展进行回顾,指出各种船舶网络通信最优路径的规划与设计方法的缺陷,然后采用蚁群优化算法搜索食物原理对船舶网络通信最优路径的规划问题进行求解,找到最优的船舶网络通信最优路径,最后采用C++编程实现了船舶网络通信最优路径的规划仿真测试,结果表明,蚁群优化算法可以提高船舶网络通信系统的数据传输成功率,减少船舶网络通信数据传输时延长,数据丢包率大幅度减少,获得了理想的船舶网络通信效果。