舰船无线传感器网络节点定位技术研究

信息化技术正在快速发展,在船舶工业中出现了基于无线传感网技术的定位技术。通过无线传感网技术,人们能够从一定程度上弥补传统的岸基定位和GPS定位技术的不足,同时也获得了更好的定位精度和抗干扰能力。本文主要研究无线传感网定位技术的结构和工作原理,并提出一种改进型的分布式加权定位算法,极大地降低了舰船的定位误差。通过Matlab软件进行仿真验证,对无线传感网中的传统定位技术和改进的定位技术进行性能比较。仿真结果表明,改进后的定位算法具有良好的定位能力,应用前景广阔。     

利用Mehra自适应卡尔滤波进行船舶目标跟踪

基于无线传感网络的目标跟踪技术在航海中应用越来越多,卡尔曼滤波是目标跟踪系统中求解非线性最优解的主流技术。卡尔曼滤波算法通过传感网络中的定位值进行"预测-修正-调整"的自适应反馈调整,能动态的调整跟踪精度。随着无线传感器的采集数据的增加及部署密度的增强,传统的最小二乘法算法已经不能适应船舶目标跟踪。本文分析基于无线传感网络目标跟踪模型,在此基础上设计基于Mehra卡尔曼滤波的移动目标跟踪算法。     

GPRS复合中继设备在船舶定位中的应用

船舶定位中具有随机振荡性,采用传统的传感融合跟踪定位方法容易出现漂移失真,提出一种采用GPRS复合中继定位的船舶定位方法。采用GPRS复合中继节点部署方法进行船舶无线传感网络设计,结合BPSK调制方法构建船舶定位的多径传输链路模型,采用GPRS复合中继设备进行中断保护控制,构建船舶定位系统的电路系统模型,采用随GPRS通信和中继传输控制方法实现船舶定位优化。仿真结果表明,采用该方法进行船舶定位的准确性较好,定位控制过程具有较好的稳健性。     

基于ZigBee的船标通测网络中无线传感器的应用

无线传感网络是船联网的重要通信及定位技术,在船标通测网络中得到广泛应用。现在船舶无线传感网络一般利用ZigBee作为定位协议,ZigBee协议具有算法复杂度低﹑定位精度高等特点,但在实际海洋航行中,由于环境干扰信标节点有较大扰动从而降低定位精度。本文重点研究了ZigBee协议中的DV-HOP定位算法,优化信标节点分布,最后进行仿真。     

卡尔曼滤波在船舶无线传感网络节点定位中的应用

基于无线传感网络的信号传输在海航及海上开发中的应用越来越广,无线节点定位精度对网络的通信性能有较大的影响,无线传感网络中的节点定位技术是海上通信领域研究的重要方向。RSSI是一种利用传感器节点信号强度的定位测量方法,但由于海上的噪声干扰及地形影响,其定位精确度较低,已经越来越不能适应无线传感网络节点定位精度要求。本文将卡尔曼滤波算法应用到以信号强度为观测值的节点定位中,极大地提高了定位精度。     

云计算下船舶数据中心的网络流量恶意攻击机制

随着现代舰船信息化发展,基于云平台的数据交互及无线传感网络通信成为船舶信息系统常用的基础技术平台;同时,无线传感网络数据通信平台位列于复杂多变的海上环境之中,较易受到无线电子干扰及网络通信恶意攻击,其中针对通信业务的欺骗攻击及破坏路由机制的虫洞攻击是海上通信网络恶意攻击的主要手段。本文对基于云平台下的船舶数据中心及无线传感网络通信算法安全性进行分析,引入了DV-HOP算法进行反虫洞攻击,有效保障海上通信环境的安全。     

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。     

基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法

针对传统的船舶海上目标远距离定位算法存在的缺点,如定位精确度低、数据处理耗时长等,提出基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。首先,基于物联网技术中的节点定位技术,针对船舶的3个自由度建立船舶运动模型;然后,确定未知节点的初始值,再与信标位置节点相结合,利用最小二乘法对定位偏差进行计算;最后,将初始值进行递归,得到未知节点坐标,至此实现基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。实验结果表明,与传统的定位算法相比,提出的定位算法的数据处理耗时最多可减少35 ms,平均定位误差减少0.58 m,其定位精确度更高,耗时更短,可以有效地实现船舶海上目标远距离定位。     

在船舶动力定位系统中利用无线传感器网络进行数据融合

目前,不管从纵向还是横向上来看,人们对海洋的开发和探索都在不断加深。而船舶是目前海上作业的主要工具之一,因此,必须为其装备精确的动力定位控制系统。其主要作用是通过定位和传感器监测船舶以及海洋环境的状况。由于获取的数据量非常大,这就需要通过特殊算法对这些数据进行精简和管理,以期充分利用这些数据来提高系统的精确度和可靠性。本文结合最新的无线传感网络技术和传统的船舶动力定位控制系统技术,充分研究了数据融合方法。     

室内定位技术在船舶上的应用研究及方案设计

为了满足远洋大型船舶对人员和物品进行方便、快捷和高效管理的需求,利用无线定位技术构建一种适用于大型船舶的室内实时定位系统。在简要介绍人员定位基本原理的基础上,通过分析比对当前常用的无线定位技术的优缺点,针对船舶复杂环境的室内定位需求,给出了基于Zig Bee技术和基于RSSI测距定位算法的船舶室内定位系统初步设计方案。该设计方案实现了对船舶人员或物品地理位置的实时精确测定和管理。